本實用新型涉及一種激光焊接，具體是一種采用激光清洗前處理工藝的激光焊接裝置。

背景技術：

隨著工業激光產業的快速發展，市場對激光加工技術的要求越來越高，作為一種相對新穎的連接工藝，激光焊接技術有著巨大的創新潛力。激光焊接技術在工業加工領域的應用前景日益廣泛，技術日益成熟，已成為集光、機、電、計算機和材料等多個學科技術于一體的先進制造方法。由于激光焊接符合優質、低耗、高效、清潔、熱影響區窄、接頭變形小、操作靈活等技術發展方向，21世紀將逐漸成為激光焊接的時代，激光焊接的發展前景無可限量。

對于激光焊接材料表面的氧化物薄膜、油漆等污染物，焊前必須去除，否則會直接影響到焊接效果。一般最簡單的方法是機械打磨，如用砂紙，鋼絲球等在表面打磨，超聲波水洗等，但是機械方法一般都除不凈。或者使用化學去除法，如用強酸強堿去除氧化膜，用偶聯劑前處理液處理氧化層，用丙酮去除油污等。但是化學去除法相對程序繁雜，不利環保。

激光清洗技術的優點與傳統清洗技術相比是顯而易見的：(l)在不損傷基底的情況下，有效地清洗基底表面微米和亞微米尺寸的顆粒；(2)由于激光波長、脈寬、光斑大小、作用時間和作用方式等的靈活可調性，可適用于各種清洗對象，并可實現精確定位清洗；(3)不使用有毒有害試劑，不污染環境，對人體健康無損，是一種“綠色”無污染的清洗方式；(4)非接觸式的作用方式，不會給基底帶來附加污染和損傷；(5)可采用大光斑、掃描方式清洗，清洗效率高；(6)為在線清洗提供了一種可能性；(7)可利用光纖傳輸，實現遠距離清洗，清洗到傳統方式不能到達的地方；(8)成本低等。因此，激光清洗技術具有清洗金屬材料廢料的巨大潛力，并相比于其它清洗技術具有很多優點。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的是提供一種基于激光清洗前處理的激光焊接裝置及方法，用于顯著提高焊接的焊縫質量。

本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案是：一種基于激光清洗前處理的激光焊接裝置，包括傳送帶、夾持及吸附裝置、激光清洗裝置、激光焊接裝置，傳送帶上面前部設有激光清洗工作區，后部設有激光焊接工作區，激光清洗工作區內裝有激光清洗裝置，激光焊接工作區內裝有激光焊接裝置；所述傳送帶上面吸附有用于固定兩塊待焊金屬薄板的對接加工焊接口的夾持及吸附裝置；

激光清洗裝置由機器視覺系統、脈沖激光器、光束傳輸系統A、光束聚焦系統A、控制系統A組成，機器視覺系統設有掃描頭，掃描頭用于采集進入激光清洗工作區和焊接工作區域的待焊金屬薄板的圖像信息，掃描頭通過光束聚焦系統A、光束傳輸系統A連接脈沖激光器，用于將圖像信息通過光束聚焦后傳輸給脈沖激光器，機器視覺系統通過控制系統A連接脈沖激光器，用于控制脈沖激光器對進入激光清洗工作區的待焊金屬薄板拼接的區域進行自動清洗處理。

激光焊接裝置由連續激光器、光束傳輸系統B、光束聚焦系統B、控制系統B、焊接頭組成，連續激光器通過光束傳輸系統B、光束聚焦系統B連接焊接頭，連續激光器通過控制系統B連接機器視覺系統，機器視覺系統通過控制系統B控制進入指定的激光焊接工作區域的待焊金屬薄板進行焊接。

激光焊接裝置還包括保護氣體瓶及保護氣體管道，所述的保護氣體管道的出口設置在待焊金屬板的焊縫處。

本實用新型至少包括以下有益效果：

由于采用了激光清洗工藝在焊接前對待焊接的材料表面進行除銹除漆處理，其能夠提高焊接接頭焊縫質量；

由于采用了激光清洗和激光焊接一體化裝置，并通過機器視覺圖像采集及定位技術，可以精確定位激光清洗與焊接的工作區域，實現自動化清洗及焊接，提高了該裝置的工作效率及穩定性，從而提高焊接的效率，經濟效益明顯，有著廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是激光清洗前處理的激光焊接裝置的結構示意圖；

圖2 是激光焊接方法的流程方框圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

如圖1所示，一種基于激光清洗前處理的激光焊接裝置，包括傳送帶1、夾持及吸附裝置2、機器視覺系統3、激光清洗裝置4、脈沖激光器5、光束傳輸系統A6、光束聚焦系統A7、控制系統A8、掃描頭9、激光焊接裝置10、連續激光器11、光束傳輸系統B12、光束聚焦系統B13、控制系統B14、焊接頭15、保護氣體瓶16及保護氣體管道。

傳送帶1上面前部設有激光清洗工作區，后部設有激光焊接工作區，激光清洗工作區內裝有激光清洗裝置4，激光焊接工作區內裝有激光焊接裝置10；所述傳送帶1上面吸附有用于固定兩塊待焊金屬薄板的對接加工焊接口的夾持及吸附裝置2。

激光清洗裝置4由機器視覺系統3、脈沖激光器5、光束傳輸系統A6、光束聚焦系統A7、控制系統A8組成，機器視覺系統3設有掃描頭9，掃描頭9用于采集進入激光清洗工作區和焊接工作區域的待焊金屬薄板的圖像信息，掃描頭9通過光束聚焦系統A7、光束傳輸系統A6連接脈沖激光器5，用于將圖像信息通過光束聚焦后傳輸給脈沖激光器5，機器視覺系統3通過控制系統A8連接脈沖激光器5，用于控制脈沖激光器5對進入激光清洗工作區的待焊金屬薄板拼接的區域進行自動清洗處理。

激光焊接裝置10由連續激光器11、光束傳輸系統B12、光束聚焦系統B13、控制系統B14、焊接頭15組成，連續激光器11通過光束傳輸系統B12、光束聚焦系統B13連接焊接頭15，連續激光器11通過控制系統B14連接機器視覺系統3，機器視覺系統3通過控制系統B14控制進入指定的激光焊接工作區域的待焊金屬薄板進行焊接。

激光焊接裝置10還包括保護氣體瓶16及保護氣體管道，所述的保護氣體管道的出口設置在待焊金屬板的焊縫處。

如圖2所示，一種基于激光清洗前處理的激光焊接方法，具體實施步驟如下：

將兩塊待焊金屬薄板用夾持及吸附裝置2固定在傳送帶1上，根據清洗速度和焊接速度調整傳送帶速度，機器視覺系統3開始采集圖像信息，當待焊金屬板到達指定清洗工作區域，機器視覺系統3發出指令，激光清洗裝置4自動開啟，沿著傳送帶1運行的軌跡對待焊金屬板拼接的區域進行清洗處理，清洗好的待焊金屬板直接隨傳送帶1繼續向前，機器視覺系統3繼續采集圖像信息，當待焊金屬板到達指定焊接工作區域，機器視覺系統3發出指令，激光焊接裝置10自動開啟，對對接金屬板進行焊接，焊接過程中，保護氣體由保護氣體瓶16及保護氣體管道提供。

在上述的基于激光清洗前處理的激光焊接方法中，待焊金屬薄板傳送速度為同時滿足清洗速度和焊接速度，計算出的最佳傳送速度。

在上述的基于激光清洗前處理的激光焊接方法中，待焊金屬薄板傳動到指定清洗位置區域，是由機器視覺系統3實時偵測工件在傳輸帶1上的位移位置獲得。

在上述的基于激光清洗前處理的激光焊接方法中，待焊金屬薄板傳動到指定焊接位置區域，是由機器視覺系統3實時偵測工件在傳輸帶1上的位移位置獲得。

在上述的基于激光清洗前處理的激光焊接方法中，激光焊接適用于直線拼焊的激光非穿透焊接。