[發(fā)明專利]一種大功率激光焊頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610047991.4
• 申請日: 2006-10-12
• 公開（公告）號: CN101161398A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶興啟;林青海
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽大陸激光成套設(shè)備有限公司
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14;B23K26/42
• 代理公司: 沈陽利泰專利代理有限公司
• 代理人: 王東煜

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光焊接機(jī)的零部件，具體涉及的是一種大功率激光焊頭。

(二)背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來激光技術(shù)在焊接、切割等加工工藝方面日趨顯示了它的優(yōu)越性，焊道平滑，焊口質(zhì)地細(xì)膩，整體焊接質(zhì)量之高幾乎是其他焊接方法所無法比擬的，因此，激光焊接及切割技術(shù)越來越被人們所認(rèn)同和采用。

然而目前大功率激光焊接裝置都存在著一定的缺欠和不足，最為主要的就是激光焊頭因距離激光的焦點(diǎn)較近，長時(shí)間接近熔焰的高溫，使激光焊頭極易被燒毀，而失去了焊接的能力。

目前通常使用的激光焊頭存在的主要問題是：激光直接投射在工件上因電離形成的高溫離子云垂直升騰到激光鏡頭以及工件表面強(qiáng)烈的激光反射，致使激光鏡頭損壞而喪失了應(yīng)有的性能。更為嚴(yán)重的是在焊接的過程中高溫的焊渣四處飛濺，又極易崩、噴到鏡頭上，使昂貴的激光鏡頭報(bào)廢。

因此企業(yè)希望有一種能安全的、長時(shí)間連續(xù)工作的、焊接質(zhì)量又得以充分保證的激光焊頭。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決目前一種大功率激光焊頭存在的問題和缺欠而提供一種能連續(xù)作業(yè)，水冷、風(fēng)冷同時(shí)并行，兼能強(qiáng)力噴射惰性屏蔽氣體的一種大功率激光焊頭。

采用的技術(shù)方案是：

一種大功率激光焊頭包括導(dǎo)流板、外套、內(nèi)套、接頭，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述的導(dǎo)流板位于外套的下方，并與外套的底部螺紋連接。導(dǎo)流板的中心處設(shè)有一透光孔，位于透光孔外側(cè)分別設(shè)有內(nèi)氣環(huán)和外氣環(huán)，內(nèi)氣環(huán)與外氣環(huán)之間通過多個(gè)氣路相連通。內(nèi)氣環(huán)與內(nèi)套中的氣道下端相對接，外氣環(huán)與多個(gè)噴嘴的一端連通，噴嘴的另一端連通至透光孔的下邊。

所述的外套中心設(shè)有一中心孔，在外套中部設(shè)置冷卻水進(jìn)孔和冷卻水出孔，冷卻水的進(jìn)、出孔與內(nèi)套的冷卻水循環(huán)槽相對接。在外套上部設(shè)置有惰性屏蔽氣體進(jìn)氣孔，惰性屏蔽氣體進(jìn)氣孔與內(nèi)套的氣道環(huán)相對接，外套與內(nèi)套螺紋連接。

所述內(nèi)套的中心設(shè)有激光孔，內(nèi)套的上部設(shè)置有氣道環(huán)，該氣道環(huán)與內(nèi)套中設(shè)有的氣道相連接，內(nèi)套的下部設(shè)有一冷卻水循環(huán)槽。內(nèi)套上端面設(shè)有一風(fēng)冷槽，該風(fēng)冷槽與接頭上的冷卻風(fēng)槽相接合。

所述的接頭中心設(shè)有通光孔，接頭的頂面上設(shè)有一冷卻風(fēng)槽，冷卻風(fēng)槽的底面上分別設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)口和冷卻風(fēng)出口。

上述內(nèi)套的中部、下部設(shè)有密封槽。

上述外套內(nèi)壁的下部、中部分別設(shè)有密封圈槽，并分別與內(nèi)套中、下部的密封槽對應(yīng)相接，密封槽內(nèi)裝設(shè)有密封圈。外套的上端面設(shè)有密封圈槽，密封圈槽內(nèi)裝設(shè)有密封圈。

上述的內(nèi)套中的氣道與其壁面平行，且向下延伸至下底面。

上述的接頭的頂面上設(shè)置多個(gè)螺孔，接頭與內(nèi)套固定連接。

一種大功率激光焊頭的工作要點(diǎn)：

1、焊頭的組裝、導(dǎo)流板套裝在外套的下部，并用螺紋連接，內(nèi)套插入外套的中心孔中并在上端用螺紋連接，在導(dǎo)流板與內(nèi)、外套的接觸面上涂敷一層導(dǎo)熱硅脂。接頭為圓環(huán)形，在圓環(huán)外側(cè)設(shè)有二個(gè)定位銷座，二個(gè)定位銷座對應(yīng)在同一條直徑的兩端，圓環(huán)的厚度不同，靠一端定位銷座的半圓環(huán)厚度薄，靠另一端定位銷座的半圓環(huán)厚度厚；內(nèi)套的上端面厚度同樣不同，接頭圓環(huán)厚的部位與內(nèi)套的上端面厚度厚的部位對正用螺絲連接。接頭薄的部位與內(nèi)套上端面薄的部位加裝墊圈用螺絲連接。

2、工作程序：整機(jī)具有聯(lián)鎖裝置，焊接前務(wù)須將冷卻水，冷卻風(fēng)及惰性屏蔽氣體送上使激光焊頭完全處于安全工作的條件下，這時(shí)激光發(fā)生器方能工作，激光通過鏡頭聚焦后投射在工件的焊縫處，這時(shí)可以施焊。

3、要點(diǎn)：一股壓力高、流量大的惰性屏蔽氣體從噴嘴噴射到工件上，在焊縫周圍充盈著惰性氣體，使熔融的工件接觸不到空氣，避免了焊口氧化現(xiàn)象的發(fā)生。激光的投射使工件局部溫度高達(dá)上萬度，進(jìn)而使空氣電離產(chǎn)生大量的離子云，高溫的離子云向四周擴(kuò)散，部份離子云能垂直升騰到鏡頭，將會損壞設(shè)備，然而因激光焊接頭有高壓大氣量的惰性屏蔽氣體的噴射，成功的阻止了離子云垂直擴(kuò)散。在施焊的過程中焊花飛濺，這是以火星狀態(tài)出現(xiàn)的焊渣，飛濺到鏡頭上毫無疑問的會使鏡頭報(bào)廢。

對大功率激光焊接頭而言，有高強(qiáng)氣流的惰性屏蔽氣體的噴射自然形成了一道屏障阻礙了焊渣直濺到鏡頭，阻止了高溫離子云的垂直擴(kuò)散，屏蔽了空氣防止了氧化。

導(dǎo)流板與外套、內(nèi)套的接觸面上在安裝連接時(shí)涂上一層導(dǎo)熱硅脂，焊縫周圍的高溫幅射到導(dǎo)流板經(jīng)導(dǎo)熱硅脂迅速的傳遞到外套和內(nèi)套上，這時(shí)冷卻水連續(xù)不斷地流經(jīng)冷卻水循環(huán)槽帶走了熱量，冷卻了焊頭，水從冷卻水出口流出，進(jìn)一步保證了激光焊頭在整個(gè)工作的過程中一直處于常溫狀態(tài)。