Nd-YAG激光—MAG復(fù)合焊接頭設(shè)計(jì)及研究.pdf

1、Nd∶YAG激光-電弧復(fù)合焊接頭是完成激光-電弧復(fù)合焊接的重要裝置之一，它的性能和調(diào)整精度直接決定了焊接質(zhì)量。本文結(jié)合在研項(xiàng)目，針對(duì)激光-電弧復(fù)合焊接試驗(yàn)中應(yīng)用的TRUMPFHL4006D型Nd∶YAG固體激光器和FroniusA130-600型半自動(dòng)弧焊機(jī)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)，進(jìn)行Nd∶YAG激光-MAG電弧復(fù)合焊接頭設(shè)計(jì)研制。提出了該復(fù)合焊接頭的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，完成了主要功能部件設(shè)計(jì)，并對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。論文的主要研究成果如下:<

2、br>　　(1)采用圓柱凸輪槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了復(fù)合焊接頭離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
　　(2)利用拉法爾管原理設(shè)計(jì)了焊接保護(hù)氣噴嘴橫向氣簾內(nèi)腔曲線，該橫向氣簾可以使保護(hù)氣在出口處達(dá)到超音速，能夠有效吹除焊接過程中產(chǎn)生的飛濺粒子和光致等離子體，起到了對(duì)透鏡保護(hù)的作用。
　　(3)利用行星齒輪傳動(dòng)原理，采用2K-H行星齒輪傳動(dòng)正號(hào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了電弧焊槍角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)光絲間距調(diào)節(jié)功能，在一定條件下具有自鎖性，能夠滿足焊接過程中焊絲和激光

3、光斑相對(duì)位置固定的要求。
　　(4)運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS Workbench14.5對(duì)復(fù)合焊接頭進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。靜力學(xué)分析結(jié)果表明，在MAG弧焊槍及夾持機(jī)構(gòu)重力作用下，復(fù)合焊接頭整體機(jī)械機(jī)構(gòu)剛度能夠保證內(nèi)部各光學(xué)元件處于理想的位置，激光束經(jīng)透鏡聚焦以后光束能量分布均勻不會(huì)產(chǎn)生焦點(diǎn)漂移，設(shè)計(jì)合理。模態(tài)分析得到了復(fù)合焊接頭固有頻率，結(jié)果表明，該裝置的低階固有頻率遠(yuǎn)大于KUKA機(jī)器人電機(jī)頻率，故在焊接過程中不會(huì)因電機(jī)激