通過激光焊接板材以形成復合板的方法和裝置制造方法及圖紙

要對接焊的板材被定位，使其邊緣相互接觸，以將間隙減少至一可激光焊接的寬度，沿鄰接線使至少一個板材塑性變形，以使材料向間隙流動，減少間隙寬度，以此方式，被切割至較低精度尺寸的板材可焊接在一起。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及通過激光焊接板材以形成復合板的方法。本專利技術還涉及實施該方法的裝置。通過激光焊接的對接接頭將板材連接在一起是已知的，這種連接的板材稱為復合板。用激光對接焊帶來這樣的問題必須使板材邊對邊非常精確地定位，并且焊接之前它們之間的間隙一定要很小。為達到高質量的焊接，間隙的寬度通常只能為0.05至0.08mm。這意味著兩個板的每一個只能偏離直線0.04mm。對于復合板的延伸的焊接來說，沿要焊接的定位邊的全長得到這樣窄的間隙寬度是非常困難的。的確，能按所要求精度進行例如2.5m長切割的精密剪切是可以作到的，但這種剪切非常昂貴，其他已知的進行邊緣制備的方法，例如銑削、研磨或激光切割，根據(jù)其生產時間和成本，都包含了可觀的附加費用。所以，本專利技術的基本目的是提供一種激光焊接方法，其中，不需要進行精確的板材切割和定位，或大大降低了這種要求，所以，能快速地和便宜地進行作業(yè)。通過使至少一個板在焊接區(qū)前部或焊接區(qū)中塑性變形以減小板材間隙的寬度，而在所述類型的工藝中完成上述目的。使用本專利技術的方法，可將板材切割至一個較低精度的尺寸。每個板材有接近0.15mm的精度就足夠了。這能形成大約0.3mm的最大間隙，根據(jù)本專利技術，它基本上可由一或兩個板的變形而消除，也就是說，其變形形成一個不超過0.08mm的最大寬度的間隙。本專利技術基本目的的一部分是提供一種實施該方法的裝置。該裝置包括保持系統(tǒng)，它固定板材使其邊緣相互接觸，和一變形系統(tǒng)，使至少一個板材焊區(qū)前或其中塑性變形。下面參照附圖，通過舉例方式對本專利技術實施例進行詳細說明。附圖說明圖1是兩個要焊接在一起的不同厚度板材的垂直剖視圖;圖2是兩個要焊接在一起的相同厚度板材的垂直剖視圖;圖3顯示了有一組夾送輥的另一實施例;圖4顯示了本專利技術的另一實施例;圖5也顯示了本專利技術的另一實施例;圖6顯示了用于焊接不同厚度板材的另一實施例;圖7顯示了本專利技術又一實施例;圖8也顯示了本專利技術另一實施例;圖9顯示了帶有一角度夾送輥的實施例;圖10顯示了具有一止動桿的實施例;圖11也顯示了具有一止動桿的實施例;圖12顯示了一實施例，其中，夾送輥本身作為止動件工作。圖1顯示了一個通過兩個要焊在一起的板材1和2的垂直剖面圖，兩個板1和2，其中一個比另一個厚，其邊緣相互對接，并在該位置被對接焊在一起。通過一激光束6以已知方式進行焊接，其在焊區(qū)具有例如0.2mm直徑的聚焦截面。為使焊接達到所要求的質量和避免缺陷，相鄰板材1、2之間的間隙3在焊區(qū)必須不超過0.08mm的寬度。如果間隙寬于此寬度，將發(fā)生焊接下陷和激光束擊穿。然而，使用本專利技術的方法，板材之間的間隙最初可以較大，例如0.3mm。這意味著可以將板材以一很低的精度切割至一尺寸。根據(jù)本專利技術，一個或兩個板材或在焊區(qū)前或在焊區(qū)中塑性變形，減小間隙的寬度，以致不超過最大可允許的間隙寬度。如圖1所示，兩個板中較厚者的厚度由兩個夾送輥4和5而減少。這使材料主要沿箭頭7的方向流動，從而減少間隙的寬度。兩個夾送輥的每一個有一與板材接觸的區(qū)域8，和一陷入板材引起材料位移的區(qū)域9，以及一與板材接觸的另一區(qū)域10。在該例中，區(qū)域9被設計成輥子陷入板材的深度隨離間隙的距離增加而增加。這就確保了材料主要是在箭頭7的方向流動，而不在不希望的相反方向流動。以實施例示出的布置，可以發(fā)現(xiàn)，以板2的3mm厚度和區(qū)域9的6mm寬度，夾送輥的0.1mm的壓縮將在間隙區(qū)域產生大約0.2mm的材料位移。在1至2噸的負載下，使板材塑性變形。對于較薄的板1，僅提供輥4上的一個導向區(qū)和一導向輥13。然而，也可以僅使板材1塑性變形。在板材已經相互接觸的位置，一或兩個板的塑性變形本身是不必要的。如果這種變形發(fā)生了，它將作用在板材上產生迫使板材分開的不希望的力。所以，可以在例如各夾送輥的區(qū)域9提供周槽14，在這種情況下，允許流動材料轉移進入凹槽，以減小不希望的橫向力。然而，一個更好的方法是通過光學地或機械地檢測變形區(qū)前面的間隙寬度，而相應地增加或減小作用于夾送輥的力，以此控制施加于夾送輥上的變形力，以致在間隙寬度已經很小，或板材已經相互接觸的位置，僅在夾送輥上施加一個小的力。代替輥子上力的變化，也可以變化其軸的位置，而允許其較深或較淺地陷入板材。在使材料變形而減小了間隙寬度之后，間隙通常不再是直的。所以，在本專利技術的另一發(fā)展中，使激光束被控制而跟隨間隙的線。最好用光學或其他方式相對于座標的固定系統(tǒng)測量間隙的線，并根據(jù)來自測量裝置的信號(最好通過一或多個鏡子的運動)使激光束變位偏離上述座標系統(tǒng)的基準位置，以致能跟隨測量到的間隙的線。這確保了焊縫對中于仍未焊接的間隙。如果當不同厚度的板材正在焊接時，希望使光束向兩板中較厚的一個移動，這可以通過數(shù)據(jù)處理階段的輸出信號的修正而實現(xiàn)。圖2顯示了兩個相同厚度的板1和2。一個在板下面的較窄的夾送輥20陷入兩個板的材料。在板上面，具有一個較寬的不陷入板材的輥或導軌21，還具有橫向的板導向件22。圖3顯示了具有兩個相同厚度板材1和2的另一實施例。還是在板材上面具有一個輥或導軌21。在板1和2下面是兩個橫向輥25和26，其作為夾送輥陷入板材，并局部減少板材厚度。在夾送輥之間具有一居中的輥子或導軌27，以支承板材。圖4顯示了另一實施例，其中，具有一底輥28，它在間隙3的兩側分別具有陷入區(qū)29和30。在這些區(qū)域使材料塑性變形。輥子具有一中腰部31。圖5顯示了與圖4相似的實施例，上輥或導軌由不同形狀的導向件22代替。圖6顯示了另一實施例，其中，包含兩個不同厚度的板材。在板材下面，具有夾送輥34，它陷入較厚板2的材料。在板上面有一輥子或導軌21，作為一導向件工作。圖7顯示了圖6實施例的另一形狀。在該例中，頂輥或導軌由根據(jù)圖5形狀的導向件22代替。圖8顯示了圖7的相似實施例，但在該例中，是使較薄的板1變形。圖9顯示了一個具有帶角度的輥子35的實施例。圖10顯示了實施本專利技術的另一方法。在本例中，首先通過夾送輥40，41和42，43的方式使板1和2對著一固定止動件45分別變形。通過板的塑性變形，使各板在止動面上具有很精確的直邊。該操作在焊區(qū)前部實施，在焊接前的另一階段，使板的兩個直邊相接觸，例如，移開止動件45，便板側向移動而靠在一起。圖11顯示了本專利技術的另一實施例，具有兩個固定的止動件46、47，每個板僅有一個夾送輥。圖12顯示了具有兩個夾送輥50、51的實施例，它們都有分別作為板1和板2止動件的臺肩。在這個變型中，在夾送階段除了稍微的垂直偏置，使板相互正確地定位，既，板1，2不需要側向移動。通過一傳送系統(tǒng)將夾緊的板送進經過一固定成形裝置至激光束。另一方面，夾緊的板也可以是固定的，而使成形裝置沿連接線橫向移動。在這種情況，最好具有用于激光束的可橫向移動的聚焦透鏡。權利要求1.通過激光對接焊接板材以形成復合板的方法，其特征在于，在焊區(qū)前或焊區(qū)中使至少一個板材塑性變形，以減少板材之間間隙的寬度。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，沿間隙旁的板材厚度以這種方式通過變形而減少，以致使材料向間隙流動。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，沿間隙旁的板材厚度以非均勻方式減少。4.如權利要求2或3之一所述的方法，其特征在于，沿間隙旁提供一區(qū)域，其中，對在變形中要加厚的板材形成一裝置，以致防止材料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
通過激光對接焊接板材以形成復合板的方法，其特征在于，在焊區(qū)前或焊區(qū)中使至少一個板材塑性變形，以減少板材之間間隙的寬度。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：M邁耶，W烏列希，K吳爾格，
申請(專利權)人：埃爾帕特朗尼股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：CH[瑞士]