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1、(10)申请公布号 CN 104275551 A (43)申请公布日 2015.01.14 C N 1 0 4 2 7 5 5 5 1 A (21)申请号 201410476480.9 (22)申请日 2014.09.18 B23K 26/24(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (71)申请人上海小糸车灯有限公司 地址 201800 上海市嘉定区叶城路767号 (72)发明人忻国祥 邱王杰 吴杭 吴页欣 姜兆华 陈俊 (74)专利代理机构上海三和万国知识产权代理 事务所(普通合伙) 31230 代理人刘立平 (54) 发明名称 一种复杂曲面车灯的焊接方法及焊接装置 (5。
2、7) 摘要 本发明涉及一种复杂曲面车灯的焊接方法及 焊接装置，所述的焊接方法根据待焊接车灯的材 料以及车灯曲面的曲率，在激光发生器内设置待 焊接复杂曲面车灯的焊接参数，由气缸驱动待焊 接的灯体和配光镜与透明压膜接触，通过透明压 膜将灯体和配光镜压紧，透明压膜与配光镜的形 状一致，然后启动激光发生器，激光发生器按照设 定的焊接参数，根据复杂曲面车灯的材料和待焊 接车灯不同曲面位置的曲率，产生不同功率的激 光光束，激光光束通过透明压膜聚光后，按设定的 焊接速度沿焊接部位进行焊接。所述的焊接方法 能耗非常低，没有环境污染，解决现有复杂曲面车 灯的焊接方式能耗较高、焊接质量差且污染环境 的问题。 (5。
3、1)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104275551 A CN 104275551 A 1/1页 2 1.一种复杂曲面车灯的焊接方法，所述的焊接方法用于焊接汽车车灯的灯体与配光 镜，其特征在于： 所述的焊接方法采用激光焊接方式，具体包括如下步骤： (1)将待焊接的灯体与配光镜放置在灯体定位座内，所述的灯体定位座安装在升降板 上，所述升降板的底部安装气缸，所述的气缸安装在底部支架上； (2)将激光发生器放置在顶板上，所述的顶板通过第三立柱和第四立柱固。
4、定在底部支 架上； (3)根据待焊接车灯的材料以及车灯曲面的曲率，在激光发生器内设置待焊接复杂曲 面车灯的焊接参数，所述的焊接参数包括车灯材料的吸收值、激光功率、焊接速度以及焊接 时间； (4)气缸工作，将升降板顶起，使待焊接的灯体和配光镜与透明压膜接触，通过透明压 膜将灯体和配光镜压紧，所述的透明压膜与配光镜的形状一致，所述的透明压膜固定在安 装板上，所述的安装板通过第一立柱和第二立柱固定在底部支架上； (5)启动激光发生器，激光发生器按照步骤(1)中设定的焊接参数，根据复杂曲面车灯 的材料和待焊接车灯不同曲面位置的曲率，产生不同功率的激光光束，所述的激光光束通 过透明压膜聚光后，按设定的焊。
5、接速度沿焊接部位进行焊接； (6)达到设定的焊接时间后，完成焊接，激光发生器停止工作。 2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于所述的激光发生器根据车灯材料的吸 收值和车灯曲面的曲率，控制激光发生器产生相应功率的激光束，经过转动反射镜反射后 的激光束对准焊接部位，对待焊接部位加热，使得配光镜和灯体焊接在一起，所述的激光发 生器为光纤激光发生器。 3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于所述的激光发生器在对配光镜和灯体 进行焊接时，伺服电机根据焊接位置以及焊接速度，控制所述转动反射镜的旋转角度和转 动速度，使得反射镜反射后的激光束对焊接部位加热，并使激光束按设定的焊接速度沿着 待焊接部位。
6、扫描，直到达到设定的焊接时间后，停止工作。 4.一种采用如权利要求1所述焊接方法的焊接装置，其特征在于：所述的焊接装置包 括激光发生器、灯体定位座、透明压膜、气缸、安装板、升降板和和底部支架，待焊接的灯体 和配光镜安装在灯体定位座内，所述的灯体定位座安装在升降板上，所述升降板的底部安 装气缸，所述的气缸安装在底部支架上，所述气缸的活塞杆作用于升降板；所述的透明压膜 与配光镜的形状一致，所述的透明压膜固定在安装板上，所述安装板的两侧通过第一立柱 和第二立柱固定在底部支架上；所述激光发生器固定在顶板上，所述的顶板通过第三立柱 和第四立柱固定在底部支架上。 5.根据权利要求4所述的焊接装置，其特征在。
7、于所述的激光发生器为光纤激光发生 器。 权 利 要 求 书CN 104275551 A 1/4页 3 一种复杂曲面车灯的焊接方法及焊接装置 技术领域 0001 本发明涉及汽车车灯技术领域，具体是一种采用激光焊接复杂曲面车灯的焊接方 法及焊接装置。 背景技术 0002 目前对车灯的焊接一般采用摩擦焊和热板焊。摩擦焊在焊接时，旋转工件在电机 驱动下开始高速旋转，移动工件在轴向力作用下逐步向旋转工件靠拢，两侧工件接触并压 紧后，摩擦界面上一些微凸体首先发生粘接与剪切，并产生摩擦热。随着实际接触面积增 大，摩擦扭矩迅速升高，摩擦界面处温度也随之上升，摩擦界面逐渐被一层高温粘塑性材料 所覆盖。此时，两侧。
8、工件的相对运动实际上已发生在这层粘塑性材料内部，产热机制已由初 期的摩擦产热转变为粘塑性材料层内的塑性变形产热。在热激活作用下，这层粘塑性材料 发生动态再结晶，使变形抗力降低，故摩擦扭矩升高到一定程度后逐渐降低。随着摩擦热量 向两侧工件的传导，焊接面两侧温度亦逐渐升高，在轴向压力作用下，焊合区材料发生径向 塑性流动，从而形成飞边，轴向缩短量逐渐增大。随摩擦时间延长，摩擦界面温度与摩擦扭 矩基本恒定，温度分布区逐渐变宽，飞边逐渐增大，此阶段称之为准稳定摩擦阶段。在此阶 段，摩擦压力与震动速度保持恒定。当摩擦焊接区的温度分布、变形达到一定程度后，开始 刹车制动并使轴向力迅速升高到所设定的顶端压力此。
9、时轴向缩短量急骤增大，并随着界面 温度降低，摩擦压力增大，摩擦扭矩出现第二个峰值，即后峰值扭矩。在整个过程中，焊合区 材料通过相互扩散与再结晶，使两侧材料牢固焊接在一起，从而完成整个焊接过程。 0003 热板焊是通过一个由温度控制的加热板来焊接工件，焊接时，加热板置于两个待 焊接的工件之间，当工件紧贴住加热板时，便开始熔化。在一段预先设置好的加热时间过去 之后，工件表面将达到一定的熔化程度，此时工件向两边分开，加热板移开，随后在一定压 力作用下两片工件快速并合在一起，当达到一定的焊接时间和焊接深度之后，整个焊接过 程完成。 0004 摩擦焊会有飞边焊渣现象，能耗较大，热板焊通常会有熔融后焦黑现。
10、象，能耗极 大，而且两种焊接方式焊接的工件表面质量都不够好。 0005 为了解决上述问题，可以采用激光焊接，激光焊接是利用高能量密度的激光束作 为热源的一种高效精密焊接方法，通过激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向 内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形 成特定的熔池。激光束可由平面光学元件(如镜子)导引，随后再以反射聚焦元件或镜片 将光束投射在焊缝上。但是目前的激光发生器主要用于平面板的焊接，对于复杂曲面车灯 的焊接，目前还没有实现激光焊接技术。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种复杂曲面车灯的焊接方法，该焊接方法采用激光焊接的 方。
11、法实现复杂曲面车灯的焊接，能耗非常低，没有环境污染，用以解决现有复杂曲面车灯的 说 明 书CN 104275551 A 2/4页 4 焊接方式能耗较高、焊接质量差且污染环境的问题。 0007 为实现上述目的，本发明的方案是：一种复杂曲面车灯的焊接方法，所述的焊接方 法用于焊接汽车车灯的灯体与配光镜，所述的焊接方法采用激光焊接方式，具体包括如下 步骤： 0008 (1)将待焊接的灯体与配光镜放置在灯体定位座内，所述的灯体定位座安装在升 降板上，所述升降板的底部安装气缸，所述的气缸安装在底部支架上； 0009 (2)将激光发生器放置在顶板上，所述的顶板通过第三立柱和第四立柱固定在底 部支架上； 0。
12、010 (3)根据待焊接车灯的材料以及车灯曲面的曲率，在激光发生器内设置待焊接复 杂曲面车灯的焊接参数，所述的焊接参数包括车灯材料的吸收值、激光功率、焊接速度以及 焊接时间； 0011 (4)气缸工作，将升降板顶起，使待焊接的灯体和配光镜与透明压膜接触，通过透 明压膜将灯体和配光镜压紧，所述的透明压膜与配光镜的形状一致，所述的透明压膜固定 在安装板上，所述的安装板通过第一立柱和第二立柱固定在底部支架上； 0012 (5)启动激光发生器，激光发生器按照步骤(1)中设定的焊接参数，根据复杂曲面 车灯的材料和待焊接车灯不同曲面位置的曲率，产生不同功率的激光光束，所述的激光光 束通过透明压膜聚光后，按。
13、设定的焊接速度沿焊接部位进行焊接； 0013 (6)达到设定的焊接时间后，完成焊接，激光发生器停止工作。 0014 根据本发明所述的焊接方法，所述的激光发生器根据车灯材料的吸收值和车灯曲 面的曲率，控制激光发生器产生相应功率的激光束，经过转动反射镜反射后的激光束对准 焊接部位，对待焊接部位加热，使得配光镜和灯体焊接在一起，所述的激光发生器为光纤激 光发生器。 0015 根据本发明所述的焊接方法，所述的激光发生器在对配光镜和灯体进行焊接时， 伺服电机根据焊接位置以及焊接速度，控制所述转动反射镜的旋转角度和转动速度，使得 反射镜反射后的激光束对焊接部位加热，并使激光束按设定的焊接速度沿着待焊接部位。
14、扫 描，直到达到设定的焊接时间后，停止工作。 0016 本发明的目的还在于提供一种采用上述焊接方法的焊接装置，所述的焊接装置采 用激光发生器对复杂曲面车灯进行焊接，能耗非常低，没有环境污染，用以解决现有复杂曲 面车灯的焊接方式能耗较高、焊接质量差且污染环境的问题。 0017 为实现上述目的，本发明的本发明的方案是：一种复杂曲面车灯的焊接装置，所述 的焊接装置包括激光发生器、灯体定位座、透明压膜、气缸、安装板、升降板和和底部支架， 待焊接的灯体和配光镜安装在灯体定位座内，所述的灯体定位座安装在升降板上，所述升 降板的底部安装气缸，所述的气缸安装在底部支架上，所述气缸的活塞杆作用于升降板；所 述的。
15、透明压膜与配光镜的形状一致，所述的透明压膜固定在安装板上，所述安装板的两侧 通过第一立柱和第二立柱固定在底部支架上；所述激光发生器固定在顶板上，所述的顶板 通过第三立柱和第四立柱固定在底部支架上。 0018 所述的激光发生器为光纤激光发生器。 0019 本发明达到的有益效果：本发明采用激光焊接方法对复杂曲面的车灯进行焊接， 焊接部位几乎没有变形，焊接速度快，而且不需要焊后热处理，采用激光焊接的车灯焊缝漂 说 明 书CN 104275551 A 3/4页 5 亮，没有焊渣，且能耗非常低，没有环境污染，而且采用本发明的焊接方法，焊接完成后，灯 体与配光镜之间的间隙小于0.5mm,，更加美观。 附图。
16、说明 0020 图1是本发明的焊接方法流程图； 0021 图2是激光焊接原理； 0022 图3是本发明的焊接装置结构原理图。 0023 图中：1为激光发生器，2为顶板，3为第三立柱，4为透明压膜，5为配光镜，6为灯 体，7为安装板，8为灯体定位座，9为升降板，10为第一立柱，11为气缸，12为底板，13为底 部支架，14为第四立柱，15为第二立柱。 具体实施方式 0024 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。 0025 本发明的焊接方法实施例： 0026 本发明所述的焊接方法用于焊接具有复杂曲面车灯的灯体与配光镜，目前对灯体 与配光镜的焊接一般采用摩擦焊和热板焊，这两种焊接方法的能。
17、耗较大，焊接质量不高，而 且焊接表面不够美观，为解决现有焊接方法存在的问题，本发明所述的焊接方法采用的是 激光焊接方式，如图1所示，本发明的焊接方法具体包括如下步骤： 0027 步骤1，将待焊接的灯体与配光镜放置在灯体定位座内，所述的灯体定位座安装 在升降板上，所述升降板的底部安装气缸，所述的气缸安装在底部支架上，气缸作用于升降 板，用于将灯体和配光镜升到合适的位置。 0028 步骤2，将激光发生器放置在顶板上，所述的顶板通过第三立柱和第四立柱固定在 底部支架上，激光发生器用于发出激光束对待焊接部位进行加热。 0029 步骤3，根据待焊接车灯的材料以及车灯曲面的曲率，在激光发生器内设置待焊接 。
18、复杂曲面车灯的焊接参数，所述的焊接参数包括车灯材料的吸收值、激光功率、焊接速度以 及焊接时间。由于激光束发射到待焊接部位后，不同的材料对激光有不同的吸收率，曲面不 同的曲率也会对发射过来的激光产生不同程度的反射，所以，需要根据待焊接车灯的材料 和曲率，确定激光束的功率。 0030 步骤4，气缸工作，将升降板顶起，使待焊接的灯体和配光镜与透明压膜接触，通过 透明压膜将灯体和配光镜压紧，所述的透明压膜与配光镜的形状一致，所述的透明压膜固 定在安装板上，所述的安装板通过第一立柱和第二立柱固定在底部支架上。 0031 步骤5，启动激光发生器，激光发生器按照步骤(1)中设定的焊接参数，根据复杂 曲面车灯。
19、的材料和待焊接车灯不同曲面位置的曲率，沿着焊接部位产生不同功率的激光光 束，所述的激光光束通过透明压膜聚光后，按设定的焊接速度沿焊接部位进行焊接。 0032 步骤6，达到设定的焊接时间后，完成焊接，激光发生器停止工作。 0033 激光焊接的原理如图2所示，激光发生器在进行工作时，根据车灯材料的吸收值 和车灯曲面的曲率，控制激光发生器产生相应功率的激光束，经过转动反射镜反射后的激 光束对准焊接部位，对待焊接部位加热，使得配光镜和灯体焊接在一起，所述的激光发生器 为光纤激光发生器。 说 明 书CN 104275551 A 4/4页 6 0034 本发明的激光发生器在对配光镜和灯体进行焊接时，伺服电。
20、机根据焊接位置以及 焊接速度，控制所述转动反射镜的旋转角度和转动速度，使得反射镜反射后的激光束对焊 接部位加热，并使激光束按设定的焊接速度沿着待焊接部位扫描，直到达到设定的焊接时 间后，停止工作。 0035 本发明的焊接装置实施例： 0036 如图3所示，本发明的焊接装置包括激光发生器1、灯体定位座8、透明压膜4、气 缸11、安装板7、升降板9和和底部支架13，待焊接的灯体6和配光镜5安装在灯体定位座 8内，所述的灯体定位座8安装在升降板9上，所述升降板9的底部安装气缸11，所述的气 缸11安装在底部支架13上，所述气缸9的活塞杆作用于升降板9；所述的透明压膜4与配 光镜5的形状一致，所述的透。
21、明压膜4固定在安装板7上，所述安装板7的两侧通过第一立 柱10和第二立柱15固定在底部支架13上；所述激光发生器1固定在顶板2上，所述的顶 板2通过第三立柱3和第四立柱14固定在底部支架13上。本实施例采用的激光发生器为 光纤激光发生器。 0037 采用本发明的焊接装置进行焊接时，先把灯体6和配光镜5分别放入灯体定位座8 里，气缸11顶起升降板9使得待焊接的灯体6和配光镜5与透明压模4接触，激光发生器1 通过转动反射镜发出一束激光沿焊接部位扫描，直到达到设定的焊接时间后，完成焊接。采 用激光焊接的车灯具有焊缝漂亮，没有焊渣，并且能耗非常低，没有环境污染的特点。而且 焊接速度快，不需要焊后热处理。 说 明 书CN 104275551 A 1/3页 7 图1 说 明 书 附 图CN 104275551 A 2/3页 8 图2 说 明 书 附 图CN 104275551 A 3/3页 9 图3 说 明 书 附 图CN 104275551 A 。