[发明专利]一种用于厚板激光焊接的智能实时控温控形设备与方法

权利要求书

1.一种用于厚板激光焊接的智能实时控温控形设备，其特征在于：包括计算机控制系统、焊前规划系统、激光焊接系统、监测与反馈系统、自适应水冷系统、反变形调节系统及自调节振动系统；

所述计算机控制系统连接焊前规划系统、激光焊接系统、监测与反馈系统、自适应水冷系统、反变形调节系统及自调节振动系统；

焊前规划系统用于对输入的焊接信息进行分析，依据数据库资料信息，规划焊前预设反变形角度，焊接激光功率和焊接速度，并且规划焊接温度区间、应力区间，最后将规划后的焊接工艺信息传输给计算机控制系统；

激光焊接系统用于对装夹的厚板进行激光焊接，包括：激光器、激光头、送丝机构、焊接工作台；

监测与反馈系统用于监测焊件的温度，应力以及反变形角度，并将测量信息反馈给计算机控制系统，包括：红外测温仪、接触式温度传感器、X射线管、位移传感器、测量基柱；

自适应水冷系统根据计算机控制系统的命令来调节冷却液的流速和温度，控制温度在规划的温度范围内，包括：冷却液瓶、冷却管；

反变形调节系统依据计算机控制系统的命令来调节反变形角度，包括反变形垫板、固定轴、夹具、升降柱、电机、中间升降柱、陶瓷衬垫；

自调节振动系统用来根据计算机控制系统的命令来调节激振器的振动频率和振动幅度，振动厚板焊件消除应力，包括：激振器、电机；

所述监测与反馈系统中，红外测温仪固定在测量基柱上，对焊件上部的温度进行监测；接触式温度传感器固定在反变形垫板上，左右垫板各一个，与焊件底部相接触，测量焊件底部的温度；X射线管固定在测量基柱和焊接工作台上，分别测量焊件上部和焊件底部的应力状态，位移传感器一端固定在反变形垫板顶部，一端固定在焊接工作台上，测量反变形垫板竖直方向上的位移，测量所得温度，应力及位移信息实时反馈到计算机控制系统，在计算机控制系统中可以利用反变形垫板位移信息通过计算得出反变形角度。

2.根据权利要求1所述一种用于厚板激光焊接的智能实时控温控形设备，其特征在于：所述激光头根据规划的工艺参数，通过激光热源将送丝机构供给的焊丝熔化并填充在厚板间隙中，最终获得厚板连接件。

3.根据权利要求1所述一种用于厚板激光焊接的智能实时控温控形设备，其特征在于：所述自适应水冷系统中，冷却管嵌入到反变形垫板接近上表面位置，自适应水冷系统接受根据计算机控制系统的指令来调节冷却液的流速和温度，并将冷却液输入至冷却管中对焊件进行冷却，控制焊件温度处于要求范围内，并且缩短层间冷却时间，大大提高厚板激光焊接效率。

4.根据权利要求1所述一种用于厚板激光焊接的智能实时控温控形设备，其特征在于：所述反变形调节系统中，反变形垫板通过固定轴固定在焊接工作台上，夹具将厚板焊接件固定在反变形垫板之上，电机依据计算机控制系统的命令，控制升降柱及中间升降柱的上升与下降，以此来调节反变形角度，升降柱用于控制反变形垫板绕固定轴旋转，而中间升降柱用于在焊接过程中填补焊件间隙，防止焊穿，中间升降柱顶部有中部内凹的陶瓷衬垫。

5.根据权利要求1所述一种用于厚板激光焊接的智能实时控温控形设备，其特征在于：所述自调节振动系统中，激振器内嵌于反变形垫板的上表面，与厚板焊件下表面相接触，依据计算机控制中心的命令，电机驱动激振器以不同的振幅与频率来振动，从而振动厚板焊接件，来降低焊接过程的应力及焊后的残余应力，抑制焊缝未熔合和气孔缺陷的形成，提高焊件的机械性能。