[发明专利]一种三向旋转双光束激光焊接头

说明书

技术领域

本发明是一种三向旋转双光束激光焊接头，属于激光材料加工技术领域，用于三维构件的双光束同步焊接。

背景技术

带筋壁板T型接头激光双光束焊接技术主要应用于飞机整体壁板、蒙皮、船用甲板等结构焊接。采用焊接工艺主要用于取代原有的铆接工艺，见附图1，有利于减轻结构重量、改善连接性能；采用激光双光束焊接，与其它焊接工艺比较，由于焊接速度快，结构变形小、焊接性能高。而该类带筋壁板结构激光双光束焊接技术的工程化应用离不开激光焊接装备的开发及专业化。

以往，国内双光束焊接研究主要采用双机器人方式或简易的一体化双光束焊接装置开展T型接头试验件双光束焊接试验，仅仅用于验证工艺的可行性，不适合大尺寸空间三维结构件的焊接，不具备实际工程应用条件。目前我国大型客机等新型飞机带筋壁板整体结构设计已要求采用焊接结构，所以，实现双侧、同步焊接T型接头的激光焊接设备的开发，是满足大飞机及新型战机研制、生产的迫切需要。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计研制了一种三向旋转双光束激光焊接头，其目的是为双光束大功率激光焊接设备提供最关键的部件，该产品既可以满足飞机整体壁板等T型接头双光束焊，包括双光束填丝焊和激光-电弧复合焊，还可以实现单光束对接接头三维焊接。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种三向旋转双光束激光焊接头，包括两个可以实现双侧、同步焊接T型接头的激光焊接头(1)，其特征在于：两个焊接头(1)分别安装在一个扇形板(2)的两端，扇形板(2)的中心点与A向旋转机构(3)的A向转轴(4)连接，A向旋转机构(3)的转轴(4)的转动可以带动扇形板(2)以转轴(4)为中心旋转，A向旋转机构(3)的箱体与B向旋转机构(5)的B向转轴(6)连接，B向旋转机构(5)的箱体与C向旋转机构(7)的C向转轴(8)连接，C向旋转机构(7)的箱体与机床Z轴的滑枕连接；

C向旋转机构(7)的C向转轴(8)与机床Z轴平行，A向旋转机构(3)的A向转轴(4)和C向旋转机构(7)的C向转轴(8)处于一个平面上，B向旋转机构(5)的B向转轴(6)与该平面垂直。

两个焊接头(1)分别通过十字滑台(9)与扇形板(2)连接，十字滑台(9)可以带动激光焊接头(1)在各自的Z1、Y1方向和Z2、Y2方向的较小行程内移动。

本发明产品是将三轴数控旋转机构与焊接角度和激光焦点位置可调的光纤传导双激光焊接头装置融为一体的一种机械结构。在焊接过程中，双束激光焊接装置或单束激光焊接头可以在A、B、C轴3个方向数控旋转，并与机床X、Y、Z轴进行联动，以实现三维空间分布的T型接头和对接接头焊接。

本发明的优点是该种三向旋转双光束激光焊接头中的旋转机构与光纤传导的双光束焊接装置为模块化设计，焊接装置与旋转机构间以及焊接装置本身易于拆卸、重新安装、定位，从而使具备单光束激光焊接三维空间焊缝的功能。

附图说明

图1为现有技术示意图

图2为本发明三向旋转双光束激光焊接头的侧视图

图3为本发明三向旋转双光束激光焊接头的主视图

图4为本发明装置的另一种实施方式结构示意图

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明产品作进一步地详述：

参见附图2～3所示，该种三向旋转双光束激光焊接头，包括两个可以实现双侧、同步焊接T型接头的激光焊接头1，其特征在于：两个焊接头1分别安装在一个扇形板2的两端，扇形板2的中心点与A向旋转机构3的A向转轴4连接，A向旋转机构3的转轴4的转动可以带动扇形板2以转轴4为中心旋转，A向旋转机构3的箱体与B向旋转机构5的B向转轴6连接，B向旋转机构5的箱体与C向旋转机构7的C向转轴8连接，C向旋转机构7的箱体与机床Z轴的滑枕连接；

C向旋转机构7的C向转轴8与机床Z轴平行，A向旋转机构3的A向转轴4和C向旋转机构7的C向转轴8处于一个平面上，B向旋转机构5的B向转轴6与该平面垂直。

两个焊接头1分别通过十字滑台9与扇形板2连接，十字滑台9通过伺服电机驱动丝杠带动激光焊接头1在各自的Z1、Y1方向和Z2、、Y2方向的较小行程内移动。

本发明装置的A、B、C三向旋转机构的旋转轴采用串联的方式，旋转机构的传动采用伺服电机-双导程蜗杆-蜗轮传动方式完成A、B、C三向旋转机构的旋转轴的旋转。