[发明专利]一种金属塑料激光焊接随焊碾压系统

说明书

一种金属塑料激光焊接随焊碾压系统，属于金属塑料激光焊接随焊碾压系统领域。本发明包括壳体、气缸、减震弹簧、传力导杆、扭簧、前碾压轮、后碾压轮和压力传感探测装置，壳体上安装有气缸，气缸的输出端与传力导杆连接安装，传力导杆上套装有减震弹簧，减震弹簧一端与气缸接触安装，减震弹簧另一端与传力导杆下端接触安装，传力导杆下端左右对称每侧分别铰接安装有两个扭簧，传力导杆一侧的两个扭簧与前碾压轮铰接安装，传力导杆另一侧的两个扭簧与后碾压轮铰接安装，前碾压轮和后碾压轮上分别安装有压力传感探测装置。本发明为了解决现有金属塑料管激光焊接界面压力施加不均匀且无法实现即时施加等问题，结构简单、设计巧妙，适于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种激光焊接随焊碾压系统，具体涉及一种金属塑料激光焊接随焊碾压系统，属于金属塑料激光焊接随焊碾压系统领域。

背景技术

异种轻质材料的连接作为实现轻量化的重要途径，已广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车等先进制造领域。但，金属材料与热塑复合材料的连接受限于两者的热物理性能，如熔点、热导率及线膨胀系数等差异较大，难以形成高质量连接接头。激光焊作为一种应用较广的金属塑料异种材料连接工艺，具有效率高，变形小，加工柔性好等优点。如“一种塑料和金属的激光焊接装置”的中国专利(申请号201921496535.7)采用激光实现了金属与塑料的焊接，但两者的微观结构差异较大，难以通过激光直接达成高质量的连接。因此，实现金属与塑料连接接头的提高对实现轻量化将是一个非常重要的方式。

相比于金属间激光连接接头形式，金属与塑料的激光连接接头形式更为特殊。当激光扫描金属表面时，热量经金属基体表面传递至界面位置以熔化塑料基体，在界面压力的作用下达成连接。因激光热源为高斯分布，激光热源中心位置温度较高，致使界面位置温度过高出现大量热缺陷，无法达成有效连接，而激光热源两边区域温度一般较低，可使界面温度处于塑料熔化点与气化温度区间，一般称之为“软化区”，该区域在界面压力的作用下，可实现熔化的塑料与金属基体发生机械嵌合，进而达成连接。机械嵌合作为金属与塑料激光焊接的主要结合机制，成为影响金属与塑料接头强度的主要因素，而促进界面机械嵌合的主要手段就是提高界面压力。由于金属与塑料激光焊接焊缝较窄，简单的装夹结构无法实现焊接过程中压力施加的均匀性及有效性，且金属与塑料激光焊接过程较快，可施加界面压力的有效时间更短，这些都极大限制金属与塑料激光焊接接头机械嵌合强度的提高。

随焊碾压设备可实现随焊接过程对焊缝进行锤击、碾压以改善焊缝组织及力学性能，但应用于金属与塑料激光焊接的随焊碾压系统暂无相关报道。目前，可应用的随焊碾压装置如“焊接用冲击碾压机头及随焊装置”的中国专利(申请号201910759712.4)及“一种焊接接头随焊冲击碾压焊缝整形装置”的中国专利(申请号201920429774.4)可实现对焊缝组织的碾压整形处理，但碾压过程滞后于焊接过程，无法实现随焊接过程的即时碾压，且这两个装置在碾压过程中无法实现对碾压装置参数的反馈调节，对工作环境的适应性及碾压质量的均匀性无法实现控制。对于金属与塑料异质材料的激光焊接这种对界面结合强度要求比较高，工艺特殊，对于可应用碾压装置实现界面机械嵌合强度提高即时性较高的焊接工艺，现有碾压装置尚不能满足要求。

因此，亟需提出一种金属塑料激光焊接随焊碾压系统，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明研发目的是为了解决现有金属塑料管激光焊接界面压力施加不均匀且无法实现即时施加等问题，在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。

本发明的技术方案：