[發明專利]激光焊接設備

有效

• 申請號: 201110302989.8
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102441736A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 岸野左知生;小林學
• 申請（專利權）人: 鈴木株式會社
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及通過使用激光束進行焊接的激光焊接設備。

背景技術

遠程激光焊接已經變得常見，在遠程激光焊接中，通過遠程控制機器人來焊接諸如工件等待加工物，所述機器人例如安裝有諸如掃描裝置或激光加工頭等的激光發射部件。在所述激光焊接中，利用來自于遠離工件的位置的激光束照射工件而焊接工件。而且，通過遠程控制移動機器人臂或轉動設置于激光發射部件的反射鏡等使得工件的不同部分被激光束照射而在工件的期望的部位進行焊接。

當為了焊接的目的而利用激光束照射金屬制的工件時，金屬蒸發以產生金屬蒸汽(羽流(plume))，然后金屬蒸汽阻擋了激光束。這導致對從激光束施加到工件的熱量的穩定性的損害，并且導致焊接質量的劣化。為了解決該問題，迄今已經采取了下述焊接方法：在該方法中，將鼓風機安裝在例如遠離并且位于工件側方的位置處，鼓風機將空氣(氣體)吹在工件上，從而通過空氣吹走金屬蒸汽(羽流)。

此外，日本特開2007-268610號公報公開了一種激光焊接設備，該設備具有如下構造：在該構造中，通過從空氣噴嘴噴射的空氣吹走焊接煙塵(fume)，并且空氣噴嘴被安裝到激光加工頭，所述激光加工頭安裝到機器人臂的前端。在該激光焊接設備中，空氣噴嘴布置于工件的側方或布置于激光束的側方，并且空氣以橫穿激光束的方式噴射。

發明內容

為了焊接工件，經常存在工件被載置于工作臺上并且從上方由多個例如桿狀或板狀夾具加壓的情況。在該情況下，工件的待焊接部位位于由多個夾具限定的凹進區域中。因此，以激光束從上方照射在夾具限定的凹進區域上的方式進行焊接。

在以此方式焊接由夾具加壓的工件的情況下，從布置于工件的側方的鼓風機橫向地吹在工件上的空氣撞擊夾具的側面并且被夾具的側面阻擋，因此，不能流入夾具限定的凹進區域中。結果，金屬蒸汽(羽流)殘留在夾具限定的凹進區域中并且阻擋激光束。這可能損害焊接質量。

在從安裝于工件側方的鼓風機將空氣橫向地吹在工件上的方法中，在工件的待焊接部位接近鼓風機和遠離鼓風機的情況中，撞擊工件的待焊接部位的空氣量非常不同。因此，沒有被空氣吹走的剩余金屬蒸汽(羽流)的量在待焊接部位接近鼓風機和遠離鼓風機的情況中不同。結果可能在工件的焊接部位之間引起焊接質量的差異。此外，根據如何安裝夾具，空氣可能不均勻地撞擊工件。該情況也可能涉及工件的焊接部位之間的焊接質量的差異。

此外，日本特開2007-268610號公報公開的激光焊接設備具有下述構造：空氣噴嘴布置于工件的側方或激光束的側方，并且以橫穿激光束的方式噴射空氣。因此，日本特開2007-268610號公報公開的激光焊接設備還可能引起與空氣從安裝于工件側方的鼓風機橫向地吹在工件上的情況中類似的問題。

另一方面，還存在當利用激光束照射工件時飛濺物可能飛濺的問題，飛濺物沖擊掃描裝置的防護玻璃罩并且損壞防護玻璃罩。

鑒于例如上述問題而提出本發明，并且本發明的第一目的是提供一種通過可靠地移除由于利用激光束照射諸如工件等待加工物而產生的金屬蒸汽(羽流)而能實現高質量焊接的激光焊接設備。

本發明的第二目的是提供一種甚至當待焊接部位位于不同位置時也能使待加工物的所有多個焊接部位的焊接質量均勻的激光焊接設備。

本發明的第三目的是提供一種防止利用激光束照射待加工物而產生的飛濺物飛濺的激光焊接設備。

為了解決這些問題，本發明的第一激光焊接設備包括：激光發射部件，其用于利用所述激光束照射所述待加工物；支撐單元，其以所述激光發射部件被布置于所述待加工物上方的方式支撐所述激光發射部件；排氣部件，由所述支撐單元以所述排氣部件被布置于所述待加工物上方的方式支撐所述排氣部件，并且所述排氣部件朝向所述待加工物排出呈環形的氣體，所述呈環形的氣體包圍所述激光束的光軸；以及供氣源，其將氣體供給到所述排氣部件。

本發明的第一激光焊接設備能夠從待加工物上方將環形氣體吹在待加工物上。因此，甚至在待加工物在由夾具加壓的狀態下被焊接的情況下，第一激光焊接設備也能夠將氣體吹到待加工物上的夾具限定的凹進區域中，由此，能夠吹走該區域中的金屬蒸汽(羽流)。因此，第一激光焊接設備能夠可靠地移除阻擋激光束的金屬蒸汽(羽流)，并且能夠提高焊接質量。

此外，第一激光焊接設備能夠從待加工物上方將環形氣體吹在待加工物上。因此，甚至在待加工物具有位于不同位置的多個待焊接部位的情況下，第一激光焊接設備也能夠通過將空氣吹在所有的部位上而吹走金屬蒸汽(羽流)。因此，第一激光焊接設備能夠使所有這些部位的焊接質量均勻。