CN204818431U - 一种含有除尘结构的激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

一种含有除尘结构的激光焊接装置，包括激光器，激光器发出的激光通过光纤耦合到准直传输系统中，准直传输系统中的反射镜改变激光光束的传输方向，同轴垂直进入激光焊接头中，最终在焊接工件表面聚焦。激光焊接头下半段外安装一除尘罩壳，激光焊接头从除尘罩壳中穿过，与除尘罩紧固连接。为了方便观察，除尘罩壳的前面板使用透明材料。除尘罩壳内部安装一气刀结构，通过夹持件与焊接头紧固连接。辅助气体从进气口进入，从气刀出口出来，气流方向近似水平方向；遇到除尘罩壳后竖直向下吹到焊接工件表面；除尘罩壳侧边安装一吸尘管道，将除尘罩壳内部和焊接工件表面附着的飞溅物和烟雾吸走。焊接工件放置在移动平台上，移动平台通过导轨来移动。

Description

一种含有除尘结构的激光焊接装置

技术领域

本实用新型属于激光焊接领域，涉及一种含有除尘结构的激光焊接装置，尤其适用于在焊接过程中容易产生飞溅和烟雾的材料。

背景技术

激光焊接是使用聚焦后的激光束照射都焊接工件的表面，利用其巨大的功率密度，使工件对接部分的材料瞬间气化并在束流压力和蒸汽压力的共同作用下形成“小孔”。小孔内的金属蒸汽在高功率密度的激光作用下会发生电离，在小孔内部和上部形成一定量的高温等离子体，通过小孔效应将大部分能量传递给周围的材料使其熔透，在激光束的移动过程中，被熔透的金属迅速冷却，形成致密的焊缝组织。

与常规的熔焊方法相比，激光焊接具有热输入低、焊接变形小，焊缝质量优良，焊接精度高，生产效率高，易于实现自动化焊接等优点。因此激光焊接工艺得以飞速发展。在焊接过程中，由于高功率密度的激光光束对焊接材料的作用，焊接材料会产生飞溅现象，飞溅物可能会附着在激光窗口镜片上，影响激光光束的输出；另一方面，焊接过程中产生的高温等离子体过多集聚，会阻挡激光到达材料表面，影响焊接效果；再者，当焊接材料中含有熔点差距较多的成分或者低熔点杂质时，会出现大量焊接烟雾。因此在焊接过程都会增加辅助吹气和辅助除尘装置。常规的方法是在旁轴安装一个吹气口和吸气口，但是在这种开放的环境中，气流并不能得到较好的控制，对飞溅物和等离子体的去除效果不能达到最佳。

发明内容

为了解决常规激光焊接过程中的飞溅物、等离子体和烟雾等问题，本实用新型提出了一种含有除尘结构的激光焊接装置，可以避免激光焊接过程中的飞溅物附着到激光窗口镜片上，损坏激光窗口镜片和聚焦镜，从而影响激光输出，也可以去除焊接材料表面集聚的高温等离子体，飞溅物，影响材料表面对激光的吸收，同时也可以将焊接过程中产生的飞溅物烟雾吸走，保持焊接空间的环境整洁。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种含有除尘结构的激光焊接装置，包括激光器，光纤，准直传输系统，激光焊接头，除尘罩壳，夹持件，气刀，进气口，吸尘管道，焊接工件，移动平台和导轨。光纤将激光器发射的激光光束耦合传输到准直传输系统，准直传输系统将激光光束传播方向改变并入射到激光焊接头中，激光焊接头与除尘罩壳紧固连接，除尘罩壳内放置气刀，气刀通过夹持件与激光焊接头紧固连接，辅助气体通过进气口进入气刀，吸尘管道设置在除尘罩壳的侧边，所述焊接工件放置在所述移动平台上，所述移动平台通过所述导轨来移动。

本实用新型的准直传输系统中的反射镜改变激光光束的传播方向，使激光光束同轴垂直入射到所述的激光焊接头中。

本实用新型的含有除尘结构的激光焊接装置中，除尘罩壳与激光焊接头紧固连接。除尘罩壳为一立方体结构，由5块面板构成，下表面开口，无面板；上面板开一孔以便激光焊接头穿过该孔安装在除尘罩内部，激光焊接头与上面板接触的位置粘贴密封胶条；一侧面板上开一孔以连通吸尘管道。吸尘管道与侧面板接触的位置粘贴密封胶条。各面板与面板之间粘贴密封胶条。

本实用新型的含有除尘结构的激光焊接装置中，一气刀结构通过夹持件与激光焊接头紧固连接，辅助气体通过进气口进入所述气刀后，从气刀出口近似水平方向吹出，形成一层保护气体，阻止焊接飞溅物向上飞溅，附着到激光焊接头的激光窗口上，损伤镜片。当水平方向的气流遇到除尘罩壳的侧面板和激光焊接头的阻碍时，气流方向改变为竖直向下，作用到焊接工件表面，防止飞溅物附着在工件表面，影响激光焊接质量和外观。吸尘管道将除尘罩壳内和焊接工件附近的飞溅物和烟雾吸走，以免影响焊接质量和外观，避免损伤激光窗口镜片，避免污染环境。

本实用新型的含有除尘结构的激光焊接装置中，除尘罩壳下表面与焊接工件表面之间的距离小于5mm，以避免辅助气体和焊接过程中产生的飞溅物和烟雾四处扩散，更好地控制气体的流向，也有助于飞溅物和烟雾通过除尘管道排出焊接作业空间，保证激光焊接窗口镜片的使用寿命和焊接质量与外观。

附图说明

图1为本实用新型的含有除尘结构的激光焊接装置的示意图；

图2为本实用新型的除尘结构的第二种方案的示意图；

图中各标记的含义如下：

1：激光器；

2：光纤；

3：准直传输系统；

31：准直传输系统中的反射镜；

4：激光光束；

5：激光焊接头；

6：除尘罩壳；

61：除尘罩壳的前面板

7：夹持件；

8：进气口；

9：气刀；

91：气流方向1；

92：气流方向2；

93：气流方向3；

94：气流方向4；

95：气流方向5；

10：吸尘管道；

11：焊接工件；

12：移动平台；

13：导轨；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细描述：

图1为本实用新型所述的一种含有除尘结构的激光焊接装置的示意图。含有除尘结构的激光焊接装置组成如下：激光器1，发射的激光光束通过光纤2来耦合传输到准直传输系统3上，准直传输系统中的反射镜31将激光光束4的传播方向改变并同轴垂直入射到激光焊接头5中，最终在焊接工件11表面上聚焦。激光焊接头5从除尘罩壳6的上面板的一孔中穿入，使激光焊接头5出光口在除尘罩壳6内，除尘罩壳6与激光焊接头5紧固连接。除尘罩壳6的侧面板开一孔以便于吸尘管道10连通。除尘罩壳6内部放置一气刀9，气刀通过夹持件7与激光焊接头5紧固连接。辅助气体通过进气口8进入气刀9后，从气刀9以近似水平方向的气流方向91喷射而出，形成一道气体保护，防止焊接过程中产生的飞溅物和烟雾附着到激光焊接头的激光窗口镜片上，损伤激光窗口镜片，影响激光输出。辅助气体按照气流方向91喷射碰到除尘罩壳6的侧面板后，受到激光焊接头5和除尘罩壳6的侧面板的阻碍，改变了气流方向，按照气流方向92竖直向下，作用到焊接工件11表面上，防止焊接过程中产生的飞溅物和烟雾附着在焊接工件11的表面上，影响焊接质量和外观。在气流方向91和气流方向92的作用下，焊接过程中产生的飞溅物和烟雾会按照气流方向93被吸尘管道10吸走排出在焊接空间外，保证激光窗口镜片的使用寿命和焊接质量与外观。

除尘罩壳6为一立方体结构，由5个面板组成，下表面无面板，为激光与焊接工件11作用的通道；上表面开一孔，以便激光焊接头5安装在除尘罩壳6的内部；前面板使用透明材料以便观察；一侧面板开一孔，以便连通吸尘管道10；在面板与面板接触的位置，面板与激光焊接头5接触的位置，面板与吸尘管道接触的位置，都粘贴密封胶条，用来形成一个良好的气体氛围，控制辅助气体和焊接烟雾及飞溅物的流向。

图2为除尘罩壳6的另一种分布方式，吸尘管道10和气刀9分布在除尘罩壳6的两侧，气刀9的出口方向可以稍向下倾斜，从进气口8进入气刀9的辅助气体按照气流方向94喷射，形成一道保护气体，防止焊接过程中产生的飞溅物和烟雾附着在激光焊接窗口或者焊接工件11表面上，而按照气流方向95被吸尘管道10吸走排出在焊接操作空间外。气刀9和吸尘管道10的角度和相对位置可以有多种方式来排布，在此并不一一表述。

除尘罩壳6的下表面与焊接工件11的表面之间的距离为小于5mm，以避免辅助气体和焊接过程中产生的飞溅物和烟雾四处扩散，也有助于飞溅物和烟雾通过除尘管道排出焊接作业空间，保证激光焊接窗口镜片的使用寿命和焊接质量与外观。

焊接工件11放置在移动平台12上，移动平台12通过导轨13来实现移动，以按照预定轨迹完成焊接。

需要强调的是，这种含有除尘结构的激光焊接装置并未做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质进行的简单修改，等同变化和修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种含有除尘结构的激光焊接装置，包括激光器，光纤，准直传输系统，激光焊接头，除尘罩壳，夹持件，气刀，进气口，吸尘管道，焊接工件，移动平台和导轨，其特征在于：所述的光纤将激光器发射的激光光束耦合传输到准直传输系统，所述准直传输系统将所述激光光束传播方向改变并入射到激光焊接头中，所述的激光焊接头与所述除尘罩壳紧固连接，所述除尘罩壳内放置所述气刀，所述气刀通过所述夹持件与所述激光焊接头紧固连接，辅助气体通过所述进气口进入，所述吸尘管道设置在除尘罩壳的侧边，所述焊接工件放置在所述移动平台上，所述移动平台通过所述导轨来移动。

2.如权利要求1所述的含有除尘结构的激光焊接装置，其特征在于所述的准直传输系统中的反射镜改变激光光束的传播方向，使激光光束同轴垂直入射到所述的激光焊接头中。

3.如权利要求1所述的含有除尘结构的激光焊接装置，其特征在于所述的除尘罩壳为一立方体结构，由5块面板组成，下表面开口，无面板；上面板开一孔，以便所述的激光焊接头安装在所述除尘罩壳内部；一侧面板开一孔以便连通所述吸尘管道；面板与面板之间接触的位置，上面板与激光焊接头接触的位置，侧面板与吸尘管道接触的位置，都粘贴密封胶条。

4.如权利要求1所述的含有除尘结构的激光焊接装置，其特征在于所述的除尘罩壳的下表面与焊接工件的表面之间距离小于5mm，以便更好的控制气体的流向。

5.如权利要求1所述的含有除尘结构的激光焊接装置，其特征在于辅助气体从所述的进气口进入所述的气刀后，以近似水平方向出气刀，形成一层保护气体，水平方向的辅助气体遇到所述的激光焊接头和所述的除尘罩壳的侧面板的阻碍后，竖直向下作用到所述的焊接工件表面上。

6.如权利要求1所述的含有除尘结构的激光焊接装置，其特征在于所述的气刀(9)和所述的吸尘管道(10)的角度和相对位置可以有多种排布，所述的气刀(9)的出口角度可以向下倾斜，所述的气刀(9)和所述的吸尘管道(10)可以分布在所述的除尘罩壳(6)的两侧。

7.如权利要求1所述的含有除尘结构的激光焊接装置，其特征在于所述的吸尘管道将焊接过程中产生的飞溅物和烟雾吸走排出焊接作业空间。