激光—电弧复合焊是一种先进的焊接技术,对比于单一的电弧焊、激光焊,复合焊有着明显的优势。在研究人员的不断创新中复合焊得到了广泛的发展,它将成为未来高端装备制造中的重要一环。本文的工作目的在于设计一种新型的激光—电弧复合焊焊接头装置,其特点在于:可以在焊接过程中实时调节电弧炬和激光炬的相对位置、微调焊接头与焊接材料的距离、调整电焊炬的夹角,适用于有空间变化的、比较复杂的三维曲线焊缝的焊接。本文首先从激光—电弧复合焊的理论知识入手,深入学习了激光复合焊的基本原理、主要复合形式、技术应用等相关理论。再对目前存在的激光复合焊焊接设备做进一步的了解,拓宽自己的设计思路,为装置的设计打好理论基础。然后结合复合焊的理论提出焊接头的具体设计要求,建立初步的设计方案,并以此为依据,进行结构设计。运动机构的设计是结构设计的主要工作,包括了三部分的内容:1、旋转机构,用于实现电焊头围绕激光头360°旋转;2、平移机构,用于实现复合头在垂直方向的上下微动;3、夹角调整机构,用于改变电弧焊炬与激光头的夹角和距离。设计时首先概括说明各机构的工作原理和实施方式,然后对其中每个零件进行设计,并对相应的标准设备进行选型。完成装置的设计工作后,针对结构设计可能存在的问题,采用PRO/E和ANSYS联合仿真的方法,对其进行仿真分析。分析工作主要有两方面:1、对关键部位的零件进行静力学仿真分析。分析的部分包括旋转机构的环形滑块和环形轨道,机座部分,平移机构和复合头支撑部分。2、对焊接头装置的运动状态进行仿真分析。主要工作包括对整体模型的模态分析,以及在偏心力作用下的谐响应分析,用于校核伺服电机对装置的影响;对复合头部分做谐响应分析,用于校核平移机构的步进电机对装置的影响。分析的结果表明,设计的结构可以安全使用,并能达到设计的要求。激光复合焊焊接头的设计符合预期,可以在保证焊接质量的前提下实现比较复杂的曲线焊缝的焊接。