[實用新型]一種帶除污功能的激光焊接頭

有效

• 申請號: 201520119045.0
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN204524556U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 張一嘯;石磊;普雄鷹;徐國建
• 申請（專利權）人: 南京中科煜宸激光技術有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及激光焊接領域，特別涉及一種可同時除污的激光焊接頭。

背景技術

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。由于其具有熱影響區及焊接變形小、焊縫身寬比大、自動化程度高等優點，目前已成為最先進的焊接方法之一。

為了防銹、防氧化或美觀，焊接母材上往往噴有油或者漆等，在焊接前必須清除，否則焊縫里會形成氣孔等缺陷。

傳統除污主要有兩種方法:第—種是化學除污的方法，即借助清洗液對產品進行清洗；另一種是物理除污方法，即采用機械強力去除產品的油污、油漆等，如刮除或用高壓水沖洗。以上的兩種方法雖然技術使用很成熟但都是有明顯的缺陷：化學除污法主要是使用化學試劑來達到除污的目的，因此會造成環境污染、不利于局部清洗、易損壞基底、清除所需的時間較長效率很低，同時化學試劑易揮發，對人體的健康也有一定程度的影響。物理除污法主要是通過機械強力的方法來達到除污的目的，因此極容易損傷基底，且機械除污噪聲大、勞動強度較大。

激光除污具有無研磨、非接觸、無熱效應和適用于各種材質的物體等特點，被認為是最可靠、最有效的解決辦法，其機理主要有以下幾個方面：(1)光子壓力；(2)選擇氣化；(3)由于快速加熱和冷卻而產生的熱脹冷縮效應；(4)等離子體爆炸產生的沖擊波；(5)激光軟燒蝕。

實用新型內容

本實用新型的目的是通過對激光焊接頭的改進設計，在對接焊接時，使得母材除污與焊接同步進行。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種帶除污功能的激光焊接頭，包括具有光纖接入端的基體，其特征在于：在所述的基體內設置有準直鏡、空心錐形反射鏡、環形聚焦反射鏡以及聚焦鏡，所述準直鏡位于所述光纖接入端的內側，所述空心錐形反射鏡位于所述準直鏡的輸出光路上并將所述準直鏡的輸出光分為穿過空心錐形反射鏡空心位置的豎直光和經空心錐形反射鏡錐面反射的水平光，所述的環形聚焦反射鏡位于所述水平光的輸出光路上并將所述的水平光聚焦反射成與所述豎直光平行?的環形光；所述的聚焦鏡位于所述基體的下端將所述的豎直光和環形光聚焦在同一平面的不同位置。

本實用新型在準直鏡下面設有一空心錐形反射鏡，將激光分為兩部分，一部分從反射鏡中心通孔穿過，經聚焦鏡聚焦成點狀光斑，用來焊接；另一部分被反射鏡反射，經聚焦反射鏡聚焦反射后，再經過聚焦鏡聚焦為與焊接光斑同心的環狀光斑，用來清除母材上的油污、油漆等。環形光斑與點狀光斑之間具有一定間距，在點狀光斑焊接的同時，環形光斑在母材表面延焊縫的中心先行清除出一個帶狀區域，不僅提高了焊接的效率，也提高了焊接的質量。

本實用新型的有益效果為：

1.不使用化學制劑；

2.無噪音，不損傷基底；

3.除污與焊接同時進行，減少人工勞動，便于實現自動化生產。

附圖說明

圖1為本實用新型的激光焊接頭示意圖。

圖2為光斑形狀示意圖。

圖3為焊接過程示意圖。

其中：1為光纖，2為基體，3為準直鏡，4為環形聚焦反射鏡，5為空心錐形反射鏡，6為聚焦鏡，7為除污激光束，8為焊接激光束，9為環形除污光斑，10為焊接光斑，11為母材表面污染物，12為除銹后的母材，13為焊縫。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明。

如圖1所示，本實用新型激光頭，包括與通過光纖接入端與光纖連接的激光頭基體2、設置在基體內激光出口的準直鏡3、光路中的空心錐形反射鏡5、環形聚焦反射鏡4以及聚焦鏡6。空心錐形反射鏡5具有中心通孔和錐形反射面。

焊接時，激光從光纖1導出，經過準直鏡3后到達空心錐形反射鏡5，光被分為兩部分，一部分從錐形反射鏡中心通孔穿過，經聚焦鏡6聚焦成點狀光斑，用來焊接；另一部分被錐形反射面反射，經環形聚焦反射鏡4聚焦反射后，再經過聚焦鏡6聚焦為與焊接光斑同心的環形光斑，外圍直徑5mm，且焦點和焊接光斑在同一平面上，聚焦后的光斑形狀如圖2所示。用來清除母材上的油污、油漆等。焊接過程如圖3所示。

上面所述僅是本實用新型的基本原理，并非對本實用新型作任何限制，凡是依據本?實用新型對其進行等同變化和修飾，均在本實用新型技術保護方案的范疇之內。