基于多能场复合的激光焊接装置结构设计及有限元分析

摘要

激光焊接由于其焊接速度快、变形小、非接触式等诸多优点而被广泛应用在各个领域,但是对于能够实现多能场复合功能一体的激光焊接装置的研究相对较少.采用系统分析法,依据各机构的不同功能将焊接装置划分为五个子系统,并借助三维建模软件SolidWorks对能够同时实现激光场、超声场和激冷场复合作用的激光焊接装置进行结构设计.利用有限元分析软件ANSYS对激光焊接装置的机架和超声冲击装置进行有限元计算,获得应力云图、位移云图、固有频率及振动模态,符合强度、刚度、稳定性及振动特性的设计要求,并确定了合理的超声工具头直径为5 mm.