CN103358022A

CN103358022A - 一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法

Info

Publication number: CN103358022A
Application number: CN2012100825700A
Authority: CN
Inventors: 罗勇; 陈昭; 邢飞; 孔光明
Original assignee: Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Current assignee: Shenyang Siasun Robot and Automation Co Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-23

Abstract

本发明公开了一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法，属于激光焊接技术领域。该方法是采用激光焊接方法将涡轮增压器的两侧壳体焊接成一体，所述激光焊接由机器人控制系统控制机器人所带的激光焊接头进行，激光焊接头位于涡轮增压器壳体正上方，所述涡轮增压器的壳体固定于焊接变位机上，所述焊接变位机的运动由机器人控制系统控制。本发明焊接方法解决了电弧焊接式涡轮增压器壳体存在的焊接变形较大、热影响区大和易热开裂从而降低使用寿命的问题，以及铸造工艺的一体化涡轮增压器壳体加工工艺复杂、制造投入大、成本较高的问题。

Description

一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法。

背景技术：

目前汽车涡轮增压器电弧焊接式涡轮增压器壳体，由于电弧焊接热输入大，壳体在焊接时受热变形较大，造成壳体精度不高，造成进入涡轮增压器空气流向不一致导致涡轮旋转时快时慢；焊接热影响区大，易热开裂从而降低使用寿命的问题。铸造工艺的一体化涡轮增压器壳体加工工艺复杂，制造投入大，成本较高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法，以解决电弧焊接式涡轮增压器壳体存在的焊接变形较大、热影响区大和易热开裂从而降低使用寿命的问题，及铸造工艺的一体化涡轮增压器壳体加工工艺复杂、制造投入大、成本较高的问题。

本发明的技术方案是：

一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法，该方法是采用激光焊接方法将涡轮增压器的两侧壳体焊接成一体。

所述激光焊接由机器人控制系统控制机器人所带的激光焊接头进行，激光焊接头位于涡轮增压器壳体正上方，所述涡轮增压器的壳体固定于焊接变位机上，所述焊接变位机的运动由机器人控制系统控制。

所述焊接变位机是指用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备。

所述涡轮增压器的两侧壳体通过夹具固定于焊接变位机上，焊接时涡轮增压器壳体与焊接变位机保持相对静止，涡轮增压器壳体由焊接变位机带动运动。

所述焊接变位机能够实现顺时针和逆时针旋转，且其速度可控。

激光的光源由高功率的光纤激光器发出，其最大输出功率为6000W；激光器的出光由机器人控制系统控制。

激光焊接时，激光焊接头距离涡轮增压器的壳体表面40～200mm；激光功率4000～6000W，激光焊接头的聚焦镜焦距100～300mm，准直镜的焦距100～200mm，光纤直径100～400μm。

涡轮增压器的两侧壳体固定在焊接变位机前，用丙酮对其进行清洗。

本发明的有益效果是：

1、本发明结构新颖，采用激光焊接方法将涡轮增压器两侧壳体融为一体，与铸造工艺的一体化涡轮增压器壳体性能基本一致。

2、本发明方法结构简单、加工工艺性好、制造成本低，产品的各项性能优于电弧焊接式涡轮增压器壳体，制造成本优于铸造工艺的一体化涡轮增压器壳体。

附图说明

图1为本发明激光焊接装置示意图。

图2为本发明涡轮增压器的一侧壳体。

图3为本发明涡轮增压器的另一侧壳体。

图4为本发明激光焊接的涡轮增压器壳体。

图中：1为机器人控制系统；2为激光器；3为机器人；4为激光焊接头；5为涡轮增压器壳体；6为焊接变位机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详述本发明。

如图1-3所示，本发明通过机器人控制系统1控制焊接变位机6的转动、激光焊接头4的升起、下降运动及激光器2的出光。在激光焊接时，涡轮增压器壳体5与焊接变位机6保持相对静止，涡轮增压器壳体5由焊接变位机6带动转动；焊接变位机6能够实现顺时针和逆时针旋转，并且其控制集成到机器人控制系统1中，其速度可调。

在本发明的方法中，首先利用丙酮对间隙配合的涡轮增压器壳体5进行清洗，然后将其通过夹具固定在焊接变位机6上，再利用由机器人3所控制的激光焊接头4在涡轮增压器壳体5上方发射激光进行焊接，以上焊接过程均在机器人与焊接变位机协调运动下完成。

以下实施例中所用机器人控制系统由沈阳新松机器人自动化股份有限公司生产，型号SIASUN-RD120；所用激光器由IPG生产，型号YLS-6000，其最大输出功率6000W；焊接变位机由沈阳新松机器人自动化股份有限公司生产，型号SIASUN-DP20。

实施例1

对涡轮增压器壳体(材质：不锈钢，工件厚度2mm)进行激光焊接，具体步骤如下：

1)将涡轮增压器的两侧壳体的表面用丙酮溶液清洗干净，去除表面的油污和杂质。

2)将涡轮增压器壳体固定到焊接变位机上，利用夹具加紧，使其与焊接变位机相对静止，并且使焊接变位机位于激光焊接头的正下方。

3)将激光焊接头抬起一定高度，距离涡轮增压器壳体表面40mm；其中激光头的聚焦镜焦距为100mm，准直镜的焦距为150mm，光纤直径为200μm。

4)旋转焊接变位机带动涡轮增压器壳体转动，使涡轮增压器壳体的线速度达到1m/min～5m/min，再转动30°角。

5)焊接变位机转动同时，将激光头降到焊接高度直接进行焊接，激光功率保持4000W不需变化。

6)焊接完成后停止激光发射，停止变位机转动，取下工件。

本实施例采用激光焊接方法将涡轮增压器两侧壳体融为一体(图4)，焊接后性能见表1。

实施例2

与实施例1不同之处是：工件厚度2.3mm；焊接时激光功率保持4200W不变，激光焊接头距离涡轮增压器壳体表面200mm；其中激光头的聚焦镜焦距为300mm，准直镜的焦距为100mm，光纤直径为150μm。焊接后性能见表1。

实施例3

与实施例1不同之处是：工件厚度2.5mm，焊接时激光功率保持4500W不变，激光焊接头距离涡轮增压器壳体表面100mm；其中激光头的聚焦镜焦距为200mm，准直镜的焦距为160mm，光纤直径为300μm。焊接后性能见表1。

实施例4

与实施例1不同之处是：工件厚度2.8mm，焊接时激光功率保持4800W不变，激光焊接头距离涡轮增压器壳体表面60mm；其中激光头的聚焦镜焦距为200mm，准直镜的焦距为200mm，光纤直径为400μm。焊接后性能见表1。

实施例5

与实施例1不同之处是：工件厚度3.2mm，焊接时激光功率保持5500W不变，激光焊接头距离涡轮增压器壳体表面180mm；其中激光头的聚焦镜焦距为240mm，准直镜的焦距为120mm，光纤直径为200μm。焊接后性能见表1。

由表1中的数据可以看出，采用本发明焊接的涡轮增压器壳体，其性能优于电弧焊接式涡轮增压器壳体，与铸造工艺的一体化涡轮增压器壳体性能基本一致。

表1

Claims

1.一种涡轮增压器壳体的激光焊接方法，其特征在于：该方法是采用激光焊接方法将涡轮增压器的两侧壳体焊接成一体。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：所述激光焊接由机器人控制系统控制机器人所带的激光焊接头进行，激光焊接头位于涡轮增压器壳体正上方，所述涡轮增压器的壳体固定于焊接变位机上，所述焊接变位机的运动由机器人控制系统控制。

3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于：所述涡轮增压器的两侧壳体通过夹具固定于焊接变位机上，焊接时涡轮增压器壳体与焊接变位机保持相对静止，涡轮增压器壳体由焊接变位机带动运动。

4.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于：所述焊接变位机能够实现顺时针和逆时针旋转，且其速度可控。

5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：激光的光源由高功率的光纤激光器发出，其最大输出功率为6000W；激光器的出光由机器人控制系统控制。

6.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：激光焊接时，激光焊接头距离涡轮增压器的壳体表面40～200mm；激光功率4000～6000W，激光焊接头的聚焦镜焦距100～300mm，准直镜的焦距100～200mm，光纤直径100～400μm。

7.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于：涡轮增压器的两侧壳体固定在焊接变位机前，用丙酮对其进行清洗。