[實(shí)用新型]一種外掛式水冷透射聚焦的激光焊接工作頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420020582.5
• 申請(qǐng)日: 2014-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203664925U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李達(dá);葛偉偉;王凱;林培晨;林學(xué)春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇中科四象激光科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/21
• 分類號(hào): B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種外掛式水冷透射聚焦的激光焊接工作頭，屬于大功率固體激光焊接加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，隨著工業(yè)激光器發(fā)展，激光焊接技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛得應(yīng)用，激光焊接是利用高能量的激光脈沖對(duì)材料進(jìn)行微小區(qū)域內(nèi)的局部加熱，激光輻射的能力通過(guò)熱傳導(dǎo)向材料內(nèi)部擴(kuò)散，將材料融化后形成特定熔池以達(dá)到焊接的目的。激光焊接過(guò)程中，由于激光束通過(guò)聚焦透鏡聚焦會(huì)有一定的能量損耗，而這些能量損耗會(huì)轉(zhuǎn)化成熱量，由于長(zhǎng)時(shí)間的焊接加工熱量會(huì)越積越多，使得透鏡過(guò)熱產(chǎn)生熱透鏡效應(yīng)，從而導(dǎo)致了焦點(diǎn)位置的偏移，這在激光焊接工藝中是要避免的。現(xiàn)有的激光焊接工作頭，大多都是在模塊內(nèi)部通水冷卻，一方面加工過(guò)程中很難加工，另一方面模塊冷卻不均勻，冷的冷，熱的地方還是熱，很容易在透鏡上產(chǎn)生水蒸氣，從而使得激光功率損耗加大。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有激光焊接工作頭模塊水冷部分加工難度大和散熱不均勻，本實(shí)用新型提供一種外掛式水冷透射聚焦的激光焊接工作頭，該外掛式水冷激光焊接工作頭，不僅能夠保證在焊接過(guò)程中焦點(diǎn)位置的穩(wěn)定，而且能方便的變換水冷塊的位置，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)降溫均勻散熱。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種外掛式水冷透射聚焦的激光焊接工作頭，由光纖接口、法蘭模塊、外掛水冷塊、保護(hù)鏡模塊、定位指示光、保護(hù)氣嘴、氣簾模塊、保護(hù)鏡窗口、聚焦模塊和準(zhǔn)直器組成，準(zhǔn)直器的上部設(shè)有光纖接口，下部通過(guò)法蘭模塊與聚焦模塊連接，聚焦模塊的下部連接有保護(hù)鏡模塊和氣簾模塊，保護(hù)氣嘴設(shè)在氣簾模塊上，其特征在于：所述的聚焦模塊和保護(hù)鏡模塊連接有外掛水冷塊。

所述的外掛水冷塊設(shè)為三組，均由不銹鋼材料制成，其內(nèi)部為空心的水冷腔，蓋板與水冷腔的結(jié)合面是激光焊接區(qū)域，采用激光焊接焊接，安裝孔內(nèi)用4顆內(nèi)六角螺釘固定在聚焦模塊和保護(hù)鏡模塊的外表面，外掛水冷塊的頂部還設(shè)有進(jìn)水口和出水口。

本實(shí)用新型的有益效果是：可在激光焊接工藝過(guò)程中，方便的變換外掛水冷塊的位置，按需增減外掛水冷塊的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)激光焊接工作頭透鏡的散熱，穩(wěn)定了焦點(diǎn)位置，有效的保證了激光焊接加工的精度。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的的裝配圖。

圖2是外掛水冷的主視圖。

圖3是外掛水冷的側(cè)視圖。

圖4是外掛水冷的俯視圖。

圖中：1.光纖接口，2.法蘭模塊，3.外掛水冷，4.保護(hù)鏡模塊，5.定位指示光，6.保護(hù)氣嘴，7.氣簾模塊，8.保護(hù)鏡窗口，9.聚焦模塊，10.準(zhǔn)直器。

具體實(shí)施方式

在圖1中，一種外掛式水冷透射聚焦的激光焊接工作頭，由光纖接口1、法蘭模塊2、外掛水冷塊3、保護(hù)鏡模塊4、定位指示光5、保護(hù)氣嘴6、氣簾模塊7、保護(hù)鏡窗口8、聚焦模塊9和準(zhǔn)直器10組成，準(zhǔn)直器10的上部設(shè)有光纖接口1，下部通過(guò)法蘭模塊2與聚焦模塊9連接，聚焦模塊9的下部連接有保護(hù)鏡模塊和氣簾模塊7，保護(hù)氣嘴6設(shè)在氣簾模塊7上。所述的聚焦模塊和保護(hù)鏡模塊連接有外掛水冷塊3，聚焦模塊9上開(kāi)設(shè)有保護(hù)鏡窗口8，定位指示光5設(shè)在保護(hù)鏡模塊4的下方。所述的外掛水冷塊3與保護(hù)鏡模塊4表面緊密貼合，來(lái)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)散熱。

由圖2、圖3、圖4知，是外掛水冷的結(jié)構(gòu)示意圖。所述的外掛水冷塊3設(shè)為三組，均由不銹鋼材料制成，其內(nèi)部為空心的水冷腔3-4，蓋板3-5與水冷腔3-4的結(jié)合面是激光焊接區(qū)域3-2，采用激光焊接3-3焊接，安裝孔3-1內(nèi)用4顆內(nèi)六角螺釘固定在聚焦模塊9和保護(hù)鏡模塊4的外表面，外掛水冷塊3的頂部還設(shè)有進(jìn)水口3-6和出水口3-7。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)，是在現(xiàn)有激光焊接頭的外壁懸掛了三組通水循環(huán)的不銹鋼外掛水冷塊3，外掛水冷塊3與一進(jìn)一出的兩路水路連接，再將外掛水冷塊3與激光焊接工作頭的聚焦模塊9和保護(hù)鏡模塊4連接，保證外掛水冷塊3與激光焊接頭模塊表面緊密貼合，來(lái)實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)散熱。本實(shí)用新型可應(yīng)用于各種固體激光器焊接上，包括碟片激光器、光纖激光器、半導(dǎo)體泵浦全固態(tài)激光器DPSSL，半導(dǎo)體激光器。