一种工业制造用激光焊接装置及其焊接方法与流程

[0001]
本发明涉及激光焊接技术领域，具体为一种工业制造用激光焊接装置及其焊接方法。


背景技术：

[0002]
工业制造中，为了使工件焊接加工更加的精密和高效，会使用激光焊接技术进行焊接，激光焊接是以激光束作为能源冲击在焊接头上，激光束经过导引将光束投射在焊缝上进行焊接，激光束从聚光腔产生，在聚光腔内将泵浦源与工作物质耦合，从而产生均匀的激光束。
[0003]
在激光聚光腔的使用过程因环境潮湿，激光器开机运行时会因为冷却水温度低，同时随着腔内的温度升高，无法立即使温度达到即刻干燥腔内空气的效果，冷热交替使空气内的水蒸气液化在内壁上，从而导致聚光效率低，影响激光器的正常使用，在水蒸气液化后需要后续进行预加热干燥，清洗内壁才能够再次使用，影响焊接生产效率，增加了工作难度；同时在激光焊接过程中，因保护气体卷入熔池内，同时激光焊接后的冷却速度很快，气泡来不及逸出而被残留在焊缝形成气孔，导致焊接后的零件刚性强度被减弱，降低了工件焊接生产的合格率，增加能耗和生产成本。


技术实现要素：

[0004]
针对背景技术中提出的现有激光焊接过程在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种工业制造用激光焊接装置及其焊接方法，具备除凝露、减少气孔的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
[0005]
本发明提供如下技术方案：一种工业制造用激光焊接装置，包括聚光腔，所述聚光腔的内部固定连接有激光棒，所述聚光腔的内部固定连接有冷却水管道，所述聚光腔的内部一侧固定连接有位于激光棒外侧的保护气体管道，所述聚光腔的内部固定连接有位于冷却水管道内部的气体分流管，所述气体分流管的内部固定连接有导流管，所述聚光腔的顶端和底端分别固定连接有与气体分流管和冷却水管道之间连通的外部气管，所述外部气管的一侧固定连接有出气孔，两个所述出气孔的内侧固定连接有激光焊接头，所述激光焊接头的内部固定连接有保护镜片，所述聚光腔的内部一侧活动连接有位于保护气体管道内侧的活动封闭环，所述活动封闭环的底端固定连接有弹簧，所述弹簧的底端固定连接有活塞，所述活塞的外侧活动连接有气缸。
[0006]
优选的，所述气体分流管的中部与水平线呈10
°
的夹角，且气体分流管靠近保护气体管道一侧的水平位置高于气体分流管的另一侧，所述气体分流管的一侧在保护气体管道内的中部。
[0007]
优选的，所述导流管的形状呈“z”型，且导流管的顶端和底端长度为聚光腔长度的十分之一，所述导流管的顶端与气体分流管的中部平行。
[0008]
优选的，所述活动封闭环的宽度为保护气体管道宽度的二分之一。
[0009]
优选的，所述聚光腔的内部一侧宽度的二分之一与气体分流管的底端长度相同。
[0010]
优选的，所述活塞的顶端高度为保护气体管道竖直高度的三分之二。
[0011]
优选的，所述气缸的高度与保护气体管道的竖直高度相同。
[0012]
一种工业制造用激光焊接装置的焊接方法，包括以下操作步骤：
[0013]
s1、开机后，从保护气体管道的一侧通入保护气体；
[0014]
s2、保护气体经气体分流管分流，分别通入聚光腔的内部和激光焊接头的一侧；
[0015]
s3、温度上升后，活塞推动活动封闭环向气体分流管的内侧伸出，关闭气体分流管内侧通道，从而保护气体只通入气体分流管的外侧；
[0016]
s4、激光焊接头进行焊接。
[0017]
本发明具备以下有益效果：
[0018]
1、本发明通过保护气体从保护气体管道端通入，通过气体分流管的分流作用通入的保护气体分别进入气体分流管和导流管的外侧，导流管外侧的气体随着气体分流管的内侧边缘吹入，给气体分流管的内侧进行干燥和热交换，同时气体分流管外侧的气体通入，给气体分流管的外侧内壁进行干燥和热交换，使气体分流管内侧的内壁和气体分流管外侧的聚光腔内壁不会产生水蒸气，并且聚光腔的内壁同时进行水冷和风冷增加了降温效果，减少了刚开机时冷却水和聚光腔内的气体温差，减少了工作难度，增加了装置的使用效率。
[0019]
2、本发明通过保护气体管道端通入的气体只经过气体分流管的外侧的同时通过的气体带着交换的热量给保护镜片外侧的焊缝部位进行气体保护，减缓了焊缝处的金属的冷却速度，使气泡能够及时的逸出，减少在焊缝处形成气孔，使焊接后的工件保持刚性强度，增加工件的使用寿命。
附图说明
[0020]
图1为本发明结构剖视示意图；
[0021]
图2为本发明图1中a处的结构放大示意图；
[0022]
图3为本发明部分结构侧视剖开示意图。
[0023]
图中：1、聚光腔；2、激光棒；3、冷却水管道；4、保护气体管道；5、气体分流管；6、导流管；7、外部气管；8、激光焊接头；9、保护镜片；10、出气孔；11、活动封闭环；12、弹簧；13、活塞；14、气缸。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0025]
请参阅图1-3，一种工业制造用激光焊接装置，包括聚光腔1，聚光腔1的内部固定连接有激光棒2，聚光腔1的内部固定连接有冷却水管道3，聚光腔1的内部一侧固定连接有位于激光棒2外侧的保护气体管道4，聚光腔1的内部固定连接有位于冷却水管道3内部的气体分流管5，聚光腔1的内部一侧宽度的二分之一与气体分流管5的底端长度相同，保证在气体从4通入后再被气体分流管5分流，气体分流管5的内部固定连接有导流管6，聚光腔1的顶
端和底端分别固定连接有与气体分流管5和冷却水管道3之间连通的外部气管7，外部气管7的一侧固定连接有出气孔10，两个出气孔10的内侧固定连接有激光焊接头8，激光焊接头8的内部固定连接有保护镜片9，聚光腔1的内部一侧活动连接有位于保护气体管道4内侧的活动封闭环11，活动封闭环11的宽度为保护气体管道4宽度的二分之一，活动封闭环11的底端固定连接有弹簧12，弹簧12的底端固定连接有活塞13，活塞13的顶端高度为保护气体管道4竖直高度的三分之二，活塞13的外侧活动连接有气缸14，气缸14的高度与保护气体管道4的竖直高度相同，能够通过温度控制关闭保护气体管道4内侧的管道。
[0026]
其中，气体分流管5的中部与水平线呈10
°
的夹角，且气体分流管5靠近保护气体管道4一侧的水平位置高于气体分流管5的另一侧，气体分流管5的一侧在保护气体管道4内的中部，通过气体分流管5分流到气体分流管5内侧的保护气体因为气体分流管5角度的设置，根据康达效应随着凸出的物体表面流动的倾向，即随着气体分流管5的内侧表面流动，提高干燥和热交换的效果，抑制水蒸气的液化，提高聚光腔的聚光效率，同时气体分流管5的角度设置时在气体分流管5外侧通入的保护气体在聚光腔内的流速快，在聚光腔的另一侧流速减慢，使聚光腔内壁干燥散热的效果更好，并且更好的控制了保护气体在通入激光焊接头8内的流速，避免因流速过快而产生多余的气泡。
[0027]
其中，通过保护气体管道4端通入的气体只经过气体分流管5的外侧的同时通过的气体带着交换的热量给保护镜片9外侧的焊缝部位进行气体保护，减缓了焊缝处的金属的冷却速度，使气泡能够及时的逸出，减少在焊缝处形成气孔，使焊接后的工件保持刚性强度，增加工件的使用寿命。
[0028]
其中，导流管6的形状呈“z”型，且导流管6的顶端和底端长度为聚光腔1长度的十分之一，导流管6的顶端与气体分流管5的中部平行，使保护气体被气体分流管5分流后通入导流管6外侧的气体在通入时风向的稳定。
[0029]
一种工业制造用激光焊接装置的焊接方法，包括以下操作步骤：
[0030]
s1、开机后，从保护气体管道4的一侧通入保护气体；
[0031]
s2、保护气体经气体分流管5分流，分别通入聚光腔1的内部和激光焊接头8的一侧；
[0032]
s3、温度上升后，活塞13推动活动封闭环11向气体分流管5的内侧伸出，关闭气体分流管5内侧通道，从而保护气体只通入气体分流管5的外侧；
[0033]
s4、激光焊接头8进行焊接。
[0034]
本发明的使用方法(工作原理)如下：
[0035]
开机后，保护气体从保护气体管道4端通入，通过气体分流管5的分流作用通入的保护气体分别进入气体分流管5和导流管6的外侧，导流管6外侧的气体随着气体分流管5的内侧边缘吹入，给气体分流管5的内侧进行干燥和热交换，同时气体分流管5外侧的气体通入，给气体分流管5的外侧内壁进行干燥和热交换，在聚光腔1内的温度到达可将内部空气立即气化温度，即气缸14内部活塞13底端的气体膨胀，活塞13顶端推着活动封闭环11向气体分流管5的内侧移动同时通过保护气体管道4通入的气体的流速，使活动封闭环11在气体分流管5的内侧和聚光腔1之间呈竖直的状态，即关闭了气体分流管5内侧的气体管道，此时从保护气体管道4端通入的气体只经过气体分流管5的外侧的同时通过的气体带着交换的热量给保护镜片9外侧的焊缝部位进行气体保护。
[0036]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0037]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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