機(jī)器人光纖激光焊接系統(tǒng)設(shè)計(jì)與TC4鈦合金焊接工藝研究.pdf

1、鈦合金是航空航天領(lǐng)域常用的結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、抗蝕性好、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。相比于其他焊接方法，鈦合金激光焊接具有能量密度高、焊縫質(zhì)量好、焊接精度高、不需要真空環(huán)境、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)是鈦合金焊接的主要手段之一。鈦合金航空零部件焊接多為三維焊接，因此研究機(jī)器人光纖激光焊接鈦合金的工藝對(duì)于促進(jìn)鈦合金激光焊的實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文利用一套自主集成研發(fā)的機(jī)器人光纖激光焊接系統(tǒng)對(duì)厚1.8mmTC4鈦合金

2、進(jìn)行焊接工藝研究。本論文的研究工作包括:
　　 (1)激光焊接機(jī)理的理論分析。通過分析激光與材料作用的機(jī)理，研究了激光熱傳導(dǎo)焊和激光深熔焊的焊接原理，重點(diǎn)分析了激光深熔焊的特點(diǎn)和主要影響因素以及TC4鈦合金的焊接性。
　　 (2)設(shè)計(jì)了機(jī)器人光纖激光焊接系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。研究光纖激光器、焊接頭、機(jī)器人等關(guān)鍵部件的工作原理、特點(diǎn)和性能參數(shù)，根據(jù)集成需要，做出合理的設(shè)計(jì)選型。設(shè)計(jì)氣路單元、水冷單元等輔助單元，在SIEMENSS

3、7-200的基礎(chǔ)上開發(fā)機(jī)器人光纖激光焊接系統(tǒng)的集成控制單元，從而完整的搭建了整個(gè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。
　　 (3)設(shè)計(jì)了機(jī)器人光纖激光焊接系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和硬件組成，確定控制系統(tǒng)方案，完成機(jī)器人開關(guān)量設(shè)計(jì)定義、SIEMENSS7-200PLC開關(guān)量和模擬量設(shè)計(jì)定義及邏輯控制程序設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、電氣原理圖設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的集成控制，滿足焊接工藝流程的要求。
　　 (4)光纖激光焊接TC4鈦合金工藝實(shí)驗(yàn)研究