[发明专利]能在线报警的激光、电弧复合焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光、电弧复合焊接装置。

背景技术

激光焊接是典型的激光加工技术的应用，焊接过程以高能聚焦激光束为热源，具有弧焊工艺难以比拟的优点，如焊缝窄、熔深深、变形小、速度快等，是一种高效的焊接方法。但激光焊接的成本高，对焊件装备条件要求高（间隙、错边、不等厚等），焊缝易产生气孔、裂纹缺陷等缺点限制了激光焊接的进一步应用。为了弥补单一激光焊的不足，激光与其它热源复合焊接技术逐渐受到重视，出现了一些复合热源焊接方法，目前应用较广的主要是激光-电弧复合热源焊接技术，如激光-TIG、激光-MIG/MAG、激光-等离子体弧复合焊接等。

要获得激光和电弧复合热源协调作用的效果，激光-电弧复合焊接设备是关键因素之一。目前，激光-电弧复合焊接系统通常由几个主要组成部分复合构成：激光器、弧焊系统、复合焊枪、工装卡具。为了便于实现自动化焊接过程，复合焊枪通常安装在焊接机器人或数控机床上，焊接过程由机器人或数控机床向激光器、焊机、工装卡具发出工作指令，实现几部分协调联动工作。

常见的激光-电弧复合焊件设备在焊接过程中，激光器能否正常工作受到很多因素制约，如冷却水系统（水压、水温、露点）、光路、输出镜、保护镜等，这些因素一旦发生异常，激光便无法输出或激光功率无法正常耦合到焊件上，发生诸如此类的故障后虽然大部分激光器具备自身保护和故障提示功能，但通常只针对保护激光器本身，并不停止复合焊接过程；更甚之，保护镜常常因焊接过程中飞溅而受污染，导致激光虽然输出，但激光被保护镜片阻挡，大部分激光的能量根本就没耦合在焊件上，但这种异常情况靠激光器自身是无法判断的。以上异常情况发生，最终都会导致激光-电弧复合焊接过程变成单一的电弧焊过程。另一方面，激光-电弧复合焊接过程中，电弧也会因种种原因熄灭。例如激光-MIG复合焊接时，送丝系统堵塞或焊丝用尽导致电弧熄灭，使焊接过程变成单一的激光焊；或送丝可以持续，电弧已经熄灭，使焊接过程变成激光填丝焊。显然，无论哪一种情况都不能满足工艺要求，在一些大型结构件（如铝合金车体）的焊接过程中，一旦发生上述异常情况而不能及时停止单一热源的焊接过程，将会导致不合格的焊接产品出现，降低生产效率，并造成经济损失。

由于激光和电弧是对人体存在危害的作业方式，又不便于操作人员实时监测，因此迫切需要一种实时监测系统对激光-电弧复合焊接过程中激光输出异常或电弧熄灭的状况进行监控，及时避免单一热源焊接过程的发生，并报警提示。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在线报警的激光、电弧复合焊接装置，以实现对激光-电弧复合焊接过程中激光输出异常或电弧熄灭的状况进行监控。它包括焊接电源9、焊枪5和激光器3，焊枪5连接在焊接电源9的一个输出电极上，焊接电源9的另一个输出电极连接工件1，激光器3的激光输出端照射在工件1的、焊枪5所产生的焊点处，它还包括电流传感器6、PLC控制器8、光学传感器4和蜂鸣报警器7，电流传感器6连接在焊枪5与焊接电源9之间的连接线上以提取电流信号，电流传感器6的电流信号输出端连接PLC控制器8的一个信号输入端，光学传感器4设置在工件1的熔池12上方以接收工件1反射过来的激光信号，光学传感器4的信号输出端连接PLC控制器8的另一个信号输入端，PLC控制器8的一个信号输出端连接蜂鸣报警器7的信号输入端，PLC控制器8的另一个信号输出端连接激光器3外部出光控制信号输入端，PLC控制器8的又一个信号输出端连接焊接电源9的供电电源的控制信号输入端。

在焊接工作过程中，电流传感器6提取电弧焊接过程中的电流，光学传感器4提取激光器3输出的激光功率，当上述电流值或激光功率值发生变化，PLC控制器8中产生控制命令，同时关闭激光器3和焊接电源9，并使蜂鸣报警器7发出鸣响报警。从而实现对激光-电弧复合焊接过程中激光输出异常或电弧熄灭的状况进行监控。

附图说明

图1是本发明装置的工作情况示意图。

具体实施方式