機器人光纖激光焊接系統(tǒng)設(shè)計與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、比強度和比剛度高、抗蝕性好、耐高溫等優(yōu)點。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、容易實現(xiàn)自動化等優(yōu)勢，將會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，因此研究機器人光纖激光焊接鈦合金的工藝對于促進鈦合金激光焊的實際應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文利用一套自主集成研發(fā)的機器人光纖激光焊接系統(tǒng)對厚1.8mmTC4鈦合金

2、進行焊接工藝研究。本論文的研究工作包括:
　　 (1)激光焊接機理的理論分析。通過分析激光與材料作用的機理，研究了激光熱傳導(dǎo)焊和激光深熔焊的焊接原理，重點分析了激光深熔焊的特點和主要影響因素以及TC4鈦合金的焊接性。
　　 (2)設(shè)計了機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、機器人等關(guān)鍵部件的工作原理、特點和性能參數(shù)，根據(jù)集成需要，做出合理的設(shè)計選型。設(shè)計氣路單元、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系統(tǒng)的硬件平臺。
　　 (3)設(shè)計了機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，完成機器人開關(guān)量設(shè)計定義、SIEMENSS7-200PLC開關(guān)量和模擬量設(shè)計定義及邏輯控制程序設(shè)計、人機界面設(shè)計、電氣原理圖設(shè)計，實現(xiàn)對系統(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鈦合金工藝實驗研究