一种套接空心铜管的激光熔钎焊复合焊接方法及装置与流程

1.一种套接空心铜管的激光熔钎焊复合焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)装夹空心铜管(1101)；

(2)将空心铜芯(1102)的一端插入空心铜管(1101)内，两者间隙配合；

(3)在空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)套接段的上方设置钎料输送装置；

(4)输出激光束，聚焦于空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)套接段的管侧端位置，进行固定点焊，用于初步固定空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)的相对位置；

(5)根据工件的长度要求，切断空心铜芯(1102)，并在支撑件(604)上保持平衡；

(6)输出激光束，驱动空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)一起匀速旋转，使得聚焦激光束沿着空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)套接段的管侧端位置扫描一圈，使空心铜管(1101)与空心铜芯(1102)实现熔融焊合且熔深不超过空心铜芯内壁面，获得空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)套接段的管侧端激光环焊缝；

(7)套接段继续匀速旋转，控制熔融钎料从导流管倾斜滴入套接段的芯侧端，并流入空心铜芯(1102)与空心铜管(1101)之间的间隙；输出激光束，使聚焦激光束以离焦方式作用在套接段与熔融钎料交界处，从而实现激光熔钎焊；

(8)将一端焊接完成的空心铜管(1101)水平翻转180度，使空心铜管(1101)的未焊接端与送料的空心铜芯(1102)位置相对；

(9)重复步骤(2)-(7)，完成空心铜管(1101)另一端的焊接。

2.一种套接空心铜管的激光熔钎焊复合焊接装置，其特征在于，包括工作台(1)，以及安装在工作台(1)上的夹紧旋转组件(2)、上料组件(3)、旋转取料组件(4)、熔钎焊组件(5)、铜芯支撑组件(6)、激光焊接组件(7)、矫直器组件(8)、气动剪刀组件(9)和料斗(10)；

所述夹紧旋转组件(2)包括伺服电机(201)、电机支座(202)、法兰(203)、三爪气缸(204)和气爪手指(205)，伺服电机(201)通过电机支座(202)安装在工作台(1)上，三爪气缸(204)通过法兰(203)与伺服电机(201)配合同轴装配，气爪手指(205)安装于三爪气缸(204)上，两者组成夹紧结构用于装夹空心铜管(1101)；

所述上料组件(3)包括振动盘(303)、上料支架(302)、两个滑槽(301)和两个弹性挡套，所述上料支架(302)的底部安装在工作台(1)上，所述两个滑槽(301)相隔一定距离的竖直安装在上料支架(302)上；两个弹性挡套分别安装在两个滑槽(301)的末端；振动盘(303)的输出端延伸至两组滑槽(301)的位置；空心铜管(1101)经振动盘(303)输送至两个滑槽(301)处，经两个滑槽(301)落入两个弹性挡套之间；

所述旋转取料组件(4)包括X向气缸(401)、导轨板(402)、气缸固定座(403)、X向滑轨(404)、嵌入卡件(405)、移动板(406)、带导轨气缸(407)、转接件(408)、旋转气缸固定板(409)、旋转气缸(410)、二爪气缸(411)、气动手指(412)和Y向气缸(413)；所述导轨板(402)、X向气缸(401)、移动板(406)、气缸固定座(403)、X向滑轨(404)和嵌入卡件(405)组成X方向移动机构，所述导轨板(402)通过螺钉固定安装在工作台(1)上；导轨板(402)的两侧设置有凹槽，移动板(406)装配在所述凹槽内，与导轨板(402)间隙配合，两者组成一直线运动副；X向气缸(401)通过气缸固定座(403)固定安装在移动板(406)上；X向滑轨(404)固定安装在移动板(406)上；嵌入卡件(405)安装在X向滑轨(404)，与X向滑轨(404)组成一直线运动副；X向气缸(401)的动作端与嵌入卡件(405)相连，用于驱动嵌入卡件(405)沿X向滑轨(404)做直线运动；

所述转接件(408)和Y向气缸(413)组成Y方向移动机构，所述Y向气缸(413)通过支架固定安装在工作台(1)上，转接件(408)与Y向气缸(413)的动作端相连，转接件(408)同时与X方向移动机构中的嵌入卡件(405)连接；Y向气缸(413)可驱动转接件(408)和嵌入卡件(405)，进而带动导轨板(402)沿着导轨板(402)两侧的凹槽做直线运动；带导轨气缸(407)安装在嵌入卡件(405)上，带导轨气缸(407)的导轨方向沿Z轴方向；

所述旋转气缸固定板(409)、旋转气缸(410)、二爪气缸(411)、两个气动手指(412)组成(180)°旋转机构，旋转气缸固定板(409)固定安装在带导轨气缸(407)上，与带导轨气缸(407)同步运动；旋转气缸(410)安装在旋转气缸固定板(409)上，二爪气缸(411)安装在旋转气缸(410)的动作端，可在二爪气缸(411)的驱动下做(180)°旋转运动；两个气动手指(412)安装在二爪气缸(411)上，两者配合可实现夹取动作；

所述熔钎焊组件(5)包括钎料气缸(501)、钎料支架(502)、容器固定板(503)、钎料输送装置(504)、输送安装架(505)和接料容器(506)，钎料气缸(501)安装在钎料支架(502)上，所述容器固定板(503)与钎料气缸(501)的活塞杆配合安装，由钎料气缸(501)驱动其上下运动；钎料输送装置(504)通过输送安装架(505)安装在容器固定板(503)上，钎料输送装置(504)的上腔容器内置钎料粉末；接料容器(506)沿套接铜管轴向开有两个U形通孔，以确保套接铜管顺利穿过，套接段位于接料容器(506)的中心；

所述铜芯支撑组件(6)包括底座(601)、支撑气缸(602)、U型转接件(603)和铜芯支撑件(604)；所述铜芯支撑件(604)通过U型转接件(603)与支撑气缸(602)的动作杆配合安装，支撑气缸(602)固定在底座(601)上，底座(601)固定在工作台(1)上；所述铜芯支撑件(604)上设置有两个相对的支撑立板，所述支撑立板的顶端设置有用于支撑空心铜芯(1102)的凹槽；

所述激光焊接组件(7)包括激光焊接头(701)、角度调节块(702)、电动模组(703)、固定板(704)、龙门架(705)组成，所述激光焊接头(701)通过角度调节块(702)与电动模组(703)配合安装，进而可以实现激光焊接头(701)加工焦距的调整；电动模组(703)通过固定板(704)安装在龙门架(705)上，所述龙门架(705)两端安装在工作台(1)上；

所述矫直器组件(8)包括多个辊子高度调整摇杆(801)和上下两排交错设置的多个辊子(802)，所述辊子高度调整摇杆(801)用于调节上排辊子与下排辊子之间的距离；所述空心铜芯(1102)从上下两排辊子之间穿过，实现矫直与送料；

所述气动剪刀组件(9)包括剪刀底座(901)、剪刀驱动气缸(902)、工字型转接件(903)、T形连接件(904)、气动剪刀(905)、T形支座(906)和剪刀滑轨(907)，所述剪刀底座(901)安装在工作台(1)上，剪刀驱动气缸(902)安装在剪刀底座(901)上，气动剪刀(905)通过工字型转接件(903)和T形连接件(904)与剪刀驱动气缸(902)的动作端配合安装，气动剪刀(905)安装在T形支座(906)上，T形支座(906)安装在剪刀滑轨(907)上，气动剪刀(905)可在剪刀驱动气缸(902)的驱动下沿着剪刀滑轨(907)往复运动。