[發(fā)明專利]一種可變擺動(dòng)頻率和幅度的手持激光焊接頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110059834.X
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN112828442B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王龍海;陳銘;王世敏;楊貝貝;明新華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/00
• 分類號(hào): B23K26/00;B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;王玉

1.一種可變擺動(dòng)頻率和幅度的手持激光焊接頭，包括：準(zhǔn)直單元、搖擺和反射單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、可變擺動(dòng)幅度單元、聚焦單元、手持焊接頭外殼、電氣通路單元；所述準(zhǔn)直單元、搖擺和反射單元、驅(qū)動(dòng)控制單元、可變擺動(dòng)幅度單元、聚焦單元、電氣通路單元均集成于所述手持焊接頭外殼內(nèi)；所述手持焊接頭外殼呈手槍狀，手持焊接頭外殼包括：手持握把、槍身、槍管、焊嘴；其特征在于：

所述準(zhǔn)直單元包括：準(zhǔn)直鏡片、準(zhǔn)直器鏡筒，準(zhǔn)直單元用于將光纖頭輸出的點(diǎn)發(fā)散激光轉(zhuǎn)變成平行光束，實(shí)現(xiàn)高能激光從激光器到手持激光焊接頭的耦合；

所述搖擺和反射單元包括：搖擺電機(jī)、反射鏡，所述反射鏡與搖擺電機(jī)輸出軸連接，搖擺電機(jī)驅(qū)動(dòng)反射鏡可在一定頻率和角度下擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)出射光束軌跡的擺動(dòng)焊接；

所述驅(qū)動(dòng)控制單元包括：出光開關(guān)和驅(qū)動(dòng)控制電路，驅(qū)動(dòng)控制單元用于控制搖擺電機(jī)的擺動(dòng)頻率和激光出射；所述驅(qū)動(dòng)控制電路包括：嵌入式中央處理器CPU；

所述聚焦單元包括：聚焦凸鏡和保護(hù)鏡，聚焦單元用于接收來自反射鏡的激光，并通過聚焦凸鏡使手持焊接頭出射激光聚焦于待焊接工件需加熱的位置；

所述可變擺動(dòng)幅度單元包括：伸縮機(jī)構(gòu)，所述聚焦單元設(shè)置于伸縮機(jī)構(gòu)上，所述伸縮機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)并定位聚焦凸鏡與反射鏡之間的距離，當(dāng)旋轉(zhuǎn)所述伸縮機(jī)構(gòu)使聚焦凸鏡與反射鏡之間的距離增加時(shí)，手持焊接頭出射激光的擺動(dòng)幅度隨之增加，反之則減小；

所述反射鏡由合金底座表面上鍍高反射膜構(gòu)成，自下至上依次為：反射鏡底座、鍍Cr層一、鍍Au層、鍍Cr層二、鍍SiO₂玻璃層、介質(zhì)膜層，其中反射鏡底座為4J42合金材質(zhì)，反射膜表面加工成與水平面呈θ角的傾斜表面。

2.如權(quán)利要求1所述一種可變擺動(dòng)頻率和幅度的手持激光焊接頭，其特征在于：所述電氣通路單元包括：水、電、氣接頭，電氣通路單元用于與外部接通控制電源、保護(hù)氣體、冷卻水。

3.如權(quán)利要求1所述一種可變擺動(dòng)頻率和幅度的手持激光焊接頭，其特征在于：所述準(zhǔn)直單元位于手持握把內(nèi)，所述出光開關(guān)為安裝于手持握柄上的輕觸開關(guān)；所述搖擺和反射單元、驅(qū)動(dòng)控制單元安裝于槍身內(nèi)，所述可變擺動(dòng)幅度單元安裝于槍管內(nèi)，槍管的前端為焊嘴；

所述準(zhǔn)直單元與可變擺動(dòng)幅度單元和聚焦單元在光路上垂直；

所述手持握柄與可變擺動(dòng)幅度單元安裝方向呈105°夾角；

所述手持握柄端部設(shè)置有保護(hù)氣體入口，保護(hù)氣體能直接從焊嘴處噴出。

4.如權(quán)利要求1所述一種可變擺動(dòng)頻率和幅度的手持激光焊接頭，其特征在于：所述手持激光焊接頭內(nèi)還設(shè)置有散熱單元，所述散熱單元包括水冷散熱和氣冷散熱兩部分；所述水冷散熱部分包括：冷卻水進(jìn)出口、水路管道以及，

由準(zhǔn)直器和準(zhǔn)直器安裝腔體之間構(gòu)成的間隙，水冷進(jìn)出口設(shè)置于準(zhǔn)直鏡筒接近光纖接入端的一端的上側(cè)面；

所述氣冷散熱部分包括：氣冷通道，設(shè)定所述氣冷通道依次為：手持握柄端部保護(hù)氣體氣路接入口、手持握柄內(nèi)的管道、搖擺電機(jī)固定腔體、伸縮機(jī)構(gòu)固定筒體中設(shè)置的管路、焊嘴。

5.如權(quán)利要求1所述一種可變擺動(dòng)頻率和幅度的手持激光焊接頭，其特征在于：所述光纖入口、控制電源接口、保護(hù)氣體接口、冷卻水進(jìn)出接口，均設(shè)置于手持握柄端部。