[发明专利]一种用于连续轧制的多功能焊接设备及焊接方法

说明书

本发明属于焊接相关技术领域，其公开了一种用于连续轧制的多功能焊接设备及焊接方法，该设备包括竖直传动机构、激光焊接头、电弧焊枪、连接座及机架，所述竖直传动机构设置在所述机架上，所述激光焊接头设置在所述竖直传动机构上；所述连接座设置在所述机架上，所述电弧焊枪连接于所述连接座；所述激光焊接头包括第二腔体及两个反射镜模块，所述第二腔体连接于所述竖直传动机构，两个所述反射镜模块分别可拆卸地设置在所述第二腔体上，两个所述反射镜模块用于改变进入所述第二腔体的激光束的光路传输方向，所述激光束经两个所述反射镜模块的反射后垂直入射到待焊接件的表面上。本发明提高了生产节奏，功能完善，结构紧凑。

技术领域

本发明属于焊接相关技术领域，更具体地，涉及一种用于连续轧制的多功能焊接设备及焊接方法。

背景技术

通过钢带连续轧制技术实现连续不间断制造卷板的工艺方法，是提升竞争力、节能减耗的关键技术。由于整个过程的轧制张力保持不变，大大提高了生产节奏，被广泛用于钢材的生产中，钢带连续轧制技术的核心在于解决焊缝韧性和带钢轧制张力间的平衡调控问题。目前，根据钢种的不同，最常用的焊接形式主要为电弧焊接、激光焊接及激光-电弧复合焊接三种，其中电弧焊接因为高速条件下的弧根漂移使其焊速不能很快，焊接效率较低，但低廉的设备成本以及焊丝的作用有利于改善焊缝性能，适用于所有钢种，使其仍然占据钢材焊接的首要位置。焊接时电弧枪应保持垂直状态，避免焊接时产生方向性。而激光焊接因为焊接速度快，焊接效率高，特别适用于低碳钢、奥氏体不锈钢等母材韧性较好的钢种，此时激光保持垂直状态，无需电弧焊枪。激光电弧复合焊枪应保持一定倾角，与激光束保持合适的光丝位置，以实现复合焊接过程。但对于一些脆性材料，单靠复合焊接工艺仍然存在一定问题。因此，对于需要生产多种产品的钢厂来说，仅使用一种焊接工艺难以平衡生产效率和焊缝质量的需要，不能满足其日常生产需求，一旦由于焊接工艺选择不当造成断带，不仅延误企业生产节奏而造成重大经济损失，更严重者会危及操作人员的人身安全。

另一方面，在实际生产中，通常将焊接头安装在焊接小车上，小车采用丝杠传动来保证焊接精度和稳定性。由于空间有限，激光焊接头无法采用常规水平或者垂直方式入射激光，或者需要采用小焦距的聚焦镜，此时位于激光焊接头底部的保护镜片距离带钢表面较近，当焊接厚板时，强烈的飞溅使得激光焊接头内的保护镜片消耗很快，增加了企业成本。相应地，本领域存在着发展一种安装空间较大的用于连续轧制的多功能焊接设备及焊接方法的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于连续轧制的多功能焊接设备及焊接方法，其依据接收到的材料厚度及成分数据来区分来料种类，在激光焊接、电弧焊接及激光电弧复合焊接三种工艺里自动切换，自动匹配最佳工艺形式，最大限度的提高生产节奏，并通过采用双反射结构，有效地解决了安装空间狭小及装配的难题，具有结构紧凑、便于安装及后期维护简单等特点。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于连续轧制的多功能焊接设备，该焊接设备包括竖直传动机构、激光焊接头、电弧焊枪、连接座及机架，所述竖直传动机构设置在所述机架上，所述激光焊接头设置在所述竖直传动机构上，所述竖直传动机构用于带动所述激光焊接头移动以调节激光束的离焦量；所述连接座设置在所述机架上，所述电弧焊枪连接于所述连接座；所述连接座用于带动所述电弧焊枪移动及转动，以改变所述电弧焊枪的空间位置及相对于水平面的倾角；

所述激光焊接头包括第二腔体及两个反射镜模块，所述第二腔体连接于所述竖直传动机构，其相背的两端开设有第一开口及第二开口；两个所述反射镜模块分别可拆卸地设置在所述第二腔体上，且两者分别覆盖所述第一开口及所述第二开口，两个所述反射镜模块用于改变进入所述第二腔体的激光束的光路传输方向，所述激光束经两个所述反射镜模块的反射后垂直入射到待焊接件的表面上。

进一步地，所述激光焊接头还包括可拆卸地连接于所述第二腔体的第一腔体、准直镜组及大焦距聚焦镜组，所述第一腔体与所述第二腔体相连通；所述准直镜组设置在所述第一腔体内；所述大焦距聚焦镜组设置在所述第二腔体内。