[發明專利]一種用于控制羽輝和保護熔池的雙層同軸激光焊接頭

在審

• 申請號: 201910657672.2
• 申請日: 2019-07-20
• 公開（公告）號: CN110434459A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 鄒江林;韓雪;李飛;肖榮詩;楊武雄
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/046;B23K26/142;B23K26/12
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種用于控制羽輝和保護熔池的雙層同軸激光焊接頭，其特征在于包括：激光準直模塊(1)、聚焦模塊(2)、保護鏡模塊(3)、傳輸光纖(4)、連接裝置(5)、橫向氣簾裝置(6)、抽氣接口(7)、保護氣接口(8)、同軸雙層噴嘴(9)；其中傳輸光纖(4)與準直模塊(1)同軸相連，準直模塊(1)與聚焦模塊(2)同軸相連，保護鏡模塊(3)布置于聚焦模塊(2)的下方，保護鏡安裝于保護鏡模塊中，連接模塊(5)連接外部機械裝置和準直模塊(1)，以便控制激光焊接頭位置；同軸雙層噴嘴(9)，其中，外管(9a)，內管(9b)，連接于保護鏡模塊(3)下方，聚焦模塊(2)焦距可調，同軸雙層噴嘴(9)能夠整體沿光軸自由旋轉；同軸雙層噴嘴內管(9b)與保護鏡模塊(3)形成密封，聚焦后的激光束經過保護鏡片穿過噴嘴內管到達工件表面；同軸雙層噴嘴(9)開對稱的接口分別與抽氣接口(7)和壓縮空氣進入口即橫向氣簾裝置(6)連接；同軸雙層噴嘴外管(9a)與保護氣裝置(8)連接；焊接時，同軸雙層噴嘴(9)的內管通過抽氣接口(7)，給小孔口區域提供一個局部負壓環境，并吸走孔內噴發的羽輝；同時同軸雙層噴嘴外管(9a)通以保護氣體，保護焊接熔池。

2.根據權利要求1所述的一種用于控制羽輝和保護熔池的雙層同軸激光焊接頭，其特征在于：同軸雙層噴嘴內管的內徑為0.5mm～10mm，外管的內徑為6mm～50mm；同軸雙層噴嘴的出口處，沿軸線上內管口比外管口長0.1mm～10mm；同軸雙層噴嘴內管上處于同一水平面的抽氣接口(7)和氣簾裝置(6)距內管底部的距離為2mm～20mm；同軸雙層噴嘴的內管口距工件上表面高度為1mm～10mm；抽氣接口在焊接小孔(14)附近區域產生的氣壓為1×10^-2Pa～1.01×10⁵Pa，雙層噴嘴外管中保護氣體的流量為1L/min～50L/min。

3.根據權利要求1所述的一種用于控制羽輝和保護熔池的雙層同軸激光焊接頭，其特征在于：橫向超音速氣簾可開也可不開；橫向氣簾開通時，壓縮空氣經橫向氣簾產生的超音速氣流將羽輝吹入抽氣接口，并被抽氣裝置抽走；當橫向氣簾不開通時，羽輝直接被抽氣裝置抽走。

4.根據權利要求1所述的一種用于控制羽輝和保護熔池的雙層同軸激光焊接頭，其特征在于：適用于固體激光或半導體激光焊接；可正離焦、負離焦或零離焦焊接，也可用于填絲焊接。

5.根據權利要求1所述的一種用于控制羽輝和保護熔池的雙層同軸激光焊接頭，其特征在于：適用于不同焦距的聚焦鏡，能根據焦距的長度進行選擇。