[发明专利]一种增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置与方法

权利要求书

1.一种增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置，其特征在于，由龙门架(1)、六轴机器人(2)、送丝机(3)、输气管(4)、气瓶(5)、底板(6)、导丝嘴(7)、喷嘴(8)、显示器(9)、工控机(10)、工作台(11)、高速摄影仪(12)、金属丝材(13)、激光器(14)、立板(15)、光纤(16)、激光头(17)组成，所述方法对增材制造零件T型结构实施双激光束双侧同步焊接，其中：龙门架(1)和六轴机器人(2)组成龙门架机器人系统，激光器(14)、光纤(16)和激光头(17)组成激光焊接系统，送丝机(3)、金属丝材(13)和导丝嘴(7)组成送丝系统，气瓶(5)、输气管(4)和喷嘴(8)组成保护气系统，工控机(10)、高速摄影仪(12)和显示器(9)组成在线监控系统。

2.如权利要求1所述的增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置，其特征在于，T型接头由底板(6)和立板(15)组成，底板(6)和立板(15)的材料可以是钛合金或者铝合金；底板(6)和立板(15)的制备工艺不同，其中立板(15)通过选区激光熔化增材制造制备而成的形状复杂构件，底板(6)通过激光金属沉积或者锻造制备而成；当底板(6)是激光金属沉积零件时，可以实现大型复杂零件制造，当底板(6)是锻造零件时，可以实现大型构件的安装。

3.如权利要求1所述的增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置，其特征在于，六轴机器人(2)、送丝机(3)、输气管(4)、气瓶(5)、导丝嘴(7)、喷嘴(8)、高速摄影仪(12)、金属丝材(13)、光纤(16)、激光头(17)具有2套，并且呈现对称分布。

4.如权利要求1所述的增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置，其特征在于，六轴机器人(2)悬挂在龙门架(1)的横梁上面，六轴机器人(2)和龙门架(1)的运动轨迹可以独立控制；工控机(10)可以控制激光器(14)的输出功率、龙门架(1)的运动轨迹、六轴机器人(2)的运动轨迹。

5.如权利要求1所述的增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置，其特征在于，送丝机(3)的送丝速度可以调节，金属丝材(13)可以是钛合金或者铝合金；导丝嘴(7)放置在激光头(17)前方，导丝嘴(7)与激光头(17)的夹角为30°；气瓶(5)的流量可以调节，气瓶(5)的气体可以是氩气或者氦气。

6.如权利要求1所述的增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接装置，其特征在于，焊接过程中高速摄影仪(12)可以记录金属熔滴过渡过程，并且把图像实时传递到工控机(10)，最后在显示器(9)上显示。

7.一种增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接方法，其特征在于，焊前先对底板(6)和立板(15)喷砂打磨，然后用酒精清洗，使用钨极氩弧焊工艺把底板(6)固定在立板(15)之上，使用夹具把立板(15)固定在工作在(11)上；开启龙门架(1)、六轴机器人(2)、工控机(10)、高速摄影仪(12)，然后打开气瓶(5)，开启激光器(14)、送丝机(3)，六轴机器人夹持着激光头(17)、导丝嘴(7)、喷嘴(8)从焊接起始点运动到焊接终止点；关闭送丝机(3)，关闭激光器(14)，关闭气瓶(5)，关闭龙门架(1)、六轴机器人(2)、工控机(10)、高速摄影仪(12)。

8.一种增材制造零件T型结构双激光束双侧焊接方法，其特征在于，六轴机器人(2)的第六轴移动速度范围为0.2～8.0m/min，激光器(14)的输出功率范围为0.5～6.0kW，送丝机(3)的送丝速度范围为0.2～8.0m/min，气瓶(5)的输出气体流量范围为15～30L/min。