[发明专利]一种基于自动夹持粘贴复板的激光冲击焊接装置及其方法

说明书

本发明提供了一种基于自动夹持粘贴复板的激光冲击焊接装置及其方法，涉及激光冲击焊接领域，包括激光加载系统、控制系统、自动夹紧焊接系统、夹持转换系统、复板自动粘贴系统和三维移动平台系统；激光加载系统包括聚焦透镜、透镜支架、透镜高度调节器、反射镜；控制系统包括计算机、强脉冲激光控制器、气压控制器、步进电机控制器和三维移动平台控制器；自动夹紧焊接系统包括基板、自动夹紧装置和焊接加工底座；夹持转换系统包括夹持装置和转换装置；复板自动粘贴系统包括气缸、推杆和复板推送平台。通过添加夹持转换装置和复板自动粘贴装置，从而实现了激光冲击焊接和复板粘贴的同步进行，实现了激光冲击焊接的自动化，提高了焊接效率。

技术领域

本发明属于机械制造中激光冲击压力焊接领域，尤其是涉及到基于自动夹持粘贴复板的激光冲击焊接装置及其方法。

背景技术

近年来，随着现代工业技术的快速发展，产品的微型化、精密化和轻型化成为制造业发展的重要趋势之一，因此，与之相关的微器件焊接技术的研究显得愈加重要。然而传统的金属箔材连接技术已经无法满足应用于微零件的新型金属箔材的发展需求，解决微零件的两层金属箔材连接的问题对于现代工业产品的质量提高和成本降低具有重要意义。激光冲击压力焊接是一种相对较新的高速冲击压力焊接技术，其焊接结合基本原理与爆炸焊接和电磁脉冲焊接相同，都是利用两块金属板以适当的冲击角度高速碰撞，当上层板和下层板的碰撞角度和冲击速度超过临界值时，在碰撞界面的强塑性剪切变形和高温高压的作用下会发生固态冶金结合。激光冲击压力焊接一般应用于尺寸在微米以下同种或异种金属箔板的连接，焊接区域的直径一般为几毫米。而且脉冲激光参数可控性强且不受材料导电性的限制，因此在微器件焊接领域具有很大的发展潜力。然而目前激光冲击焊接工艺比较复杂，每次焊接前的准备工作都比较长，尤其是每次焊接过程前都需要手动将复板粘贴到吸收层的下方，这就大大降低了焊接效率。为了实现激光冲击焊接过程中复板的自动粘贴，需要对目前的激光冲击焊接装置和方法进行改进。

申请号为201610671249.4的中国专利提出了一种激光冲击焊接装置及其方法，该发明通过使焊接装置中的上层板加工倒梯形台阶，便于形成冲击焊接所需要的冲击角度和冲击速度。克服了传统激光冲击焊接方法中上层板与下层板之间必须给定一定飞行距离的局限性，解决了上层板尺寸受激光光斑尺寸限制的问题。但该方法并不能解决激光冲击焊接的自动化问题，在对金属箔板进行激光冲击焊接时效率依然比较低下。公开号为CN103722291A的专利介绍了一种真空环境下冲击角度连续可调的激光冲击焊接装置，虽然冲击角度连续可调，可以获得不同角度下的焊接状态，但是仍然没有实现焊接过程中的自动粘贴复板的功能。

发明内容

针对现有技术中冲击焊接的不足，本发明提供了一种基于自动夹持粘贴复板的激光冲击焊接装置及其方法，本装置通过添加夹持转换系统和复板自动粘贴系统，实现了复板的自动粘贴，并且通过夹持装置保证两个未焊接的复板的一边处于激光冲击焊接装置中，另一边处于复板自动粘贴装置中，当处于激光冲击焊接系统中的复板焊接成功后，转换装置旋转180°，重新进行复板的自动粘贴，并使原来位于自动粘贴装置一侧的复板移动到激光冲击焊接装置中。实现了激光冲击焊接和复板自动粘贴的同步进行，整个焊接过程工作可靠，自动化程度高，可以有效的提高焊接效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的：

基于自动夹持粘贴复板的激光冲击焊接装置，包括激光加载系统、控制系统、自动夹紧焊接系统、夹持转换系统、复板自动粘贴系统和三维移动平台系统；所述复板自动粘贴系统中的复板推送底座置于夹持转换系统中一侧的约束层正下方；夹持转换系统中另一侧的约束层正下方设置有自动夹持焊接系统；且夹持转换系统中的约束层置于激光加载系统正下方；

所述三维移动平台系统包括L型底座和三维移动平台；所述三维移动平台安装在L型底座的上面；