将焊接、修复、检测集成于一体的激光头的制作方法

本发明一种将焊接、修复、检测集成于一体的激光头，属于激光焊接技术领域。

背景技术：

在采用激光焊接过程中，一般都是通过一束激光一次焊接，一次焊接后焊缝表面常会出现不平整的瑕疵，难以满足产品外观要求，这样的瑕疵需要打磨或者激光二次融化焊缝表面整平去修整，延长了生产时间，增加了设备投入，而且激光焊接过程中，遇到焊接母材高低不平时，激光头焊丝的送丝装置如果固定不动，焊丝会与焊接母材碰撞或者摩擦，产生较大的阻力，影响送丝和焊接质量。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种将焊接、修复、检测集成于一体的激光头，利用激光折射原理，将一束激光分散成三束，分别完成焊接、修复和检验，节省了焊接时间，而且降低了焊丝送入时的阻力，极大的提高了焊接效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：将焊接、修复、检测集成于一体的激光头，包括激光头和检测箱，所述激光头的内部设置有多个透镜，多个所述透镜在激光头的依次排布，使得，使折射后平行的激光光束在透镜的作用下分成两个激光光束，分别为第一激光束和第二激光束，并且改变光斑的形状，所述第一激光束的光斑形状为一个圆形，所述第二激光束的光斑形状为一条直线，所述第一激光束用于焊接板材，所述第二激光束用于修复焊接后的焊接瑕疵；所述检测箱独立于激光头设置，所述检测箱内包括能发射出一条直线光斑的激光设备，该直线光斑称为第三激光束，还包括高速摄像机，所述第三激光束用于照射焊缝并在焊缝的突起处形成弧形的形状，所述高速摄像机用于拍摄因焊缝缺陷引起的弧形变化形状，所述高速摄像机与计算机电连接，将抓拍的图像传入计算机；

所述激光头的外壁上固定设置有导筒，所述导筒为封闭的空腔结构，所述导筒内设置有导向柱，且所述导向柱的一端位于导筒内，所述导向柱的另一端穿过导筒的底板后伸到导筒外侧，所述导向柱伸出导筒的端部设置有送丝嘴固定器，位于所述导筒内的导向柱上套装有弹簧，且位于所述导筒内的导向柱端部与导筒的顶板之间预留间隙，所述弹簧的一端固定在导筒的底板上，所述弹簧的另一端固定在导向柱的端部，使得所述送丝嘴固定器能随导向柱沿导筒轴向往复移动，所述送丝嘴固定器为内部中空的导管，所述送丝嘴固定器用于穿插引导焊丝，所述送丝嘴固定器的头部设置有逐渐缩小的送丝嘴，所述送丝嘴固定器的尾部连接有送丝管，所述焊丝经送丝管进入送丝嘴固定器并从送丝嘴穿出；

所述导筒的底板外侧固定设置导向套，所述导向柱从导筒伸出后匹配的插入导向套内并伸出。

所述导筒和激光头之间通过连接杆连接在一起。

所述连接杆的两端或连接有法兰，或连接有卡箍。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明中激光是通过几个镜片的组合，使平行的激光光束在光学镜片的作用下分成两个激光光束，并且改变光斑的形状，光斑形状由一个圆形，改成一个圆形加一条直线，前方的圆形光斑对母材进行焊接，后方的的直线将焊缝表面融化进行焊缝表面的修复和平整，其中，焊缝质量检测不在激光头内，是一个单独的设备，该设备内部有独立的激光发射器，发射的激光为一条直线，和焊缝成直角，激光线在焊缝的突起处性成弧形的形状，这个形状由设备内置的高速相机拍摄。在焊缝表面由凹陷或者断裂是，激光线会产生形状变化，变化的形状由相机抓拍，经过图像确定焊缝表面质量有缺陷，一次性完成焊接、修复和检验，节省了焊接时间，提高了焊接效率，而且将焊丝通过送丝嘴固定器穿插引导至激光焊机处，送丝嘴固定器通过固定在激光头上的导筒进行导向，使得送丝嘴固定器能随导向柱沿导筒轴向往复移动，在遇到焊接母材高低不平时，焊丝能随着弹簧进行上下自动调整，降低了焊丝送入时的阻力，极大的提高了焊接效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中改变光斑的示意图。

图中：1为激光头、2为透镜、4为导筒、5为导向柱、6为送丝嘴固定器、7为弹簧、8为连接杆、9为送丝嘴、10为送丝管、11为导向套、12为第一激光束、13为第二激光束、14为检测箱、15为第三激光束、16为高速摄像机。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明一种将焊接、修复、检测集成于一体的激光头，包括激光头1和检测箱14，所述激光头1的内部设置有多个透镜2，多个所述透镜2在激光头1的依次排布，使得，使折射后平行的激光光束在透镜2的作用下分成两个激光光束，分别为第一激光束12和第二激光束13，并且改变光斑的形状，所述第一激光束12的光斑形状为一个圆形，所述第二激光束13的光斑形状为一条直线，所述第一激光束12用于焊接板材，所述第二激光束13用于修复焊接后的焊接瑕疵；所述检测箱14独立于激光头1设置，所述检测箱14内包括能发射出一条直线光斑的激光设备，该直线光斑称为第三激光束15，还包括高速摄像机16，所述第三激光束15用于照射焊缝并在焊缝的突起处形成弧形的形状，所述高速摄像机16用于拍摄因焊缝缺陷引起的弧形变化形状，所述高速摄像机16与计算机电连接，将抓拍的图像传入计算机；

所述激光头1的外壁上固定设置有导筒4，所述导筒4为封闭的空腔结构，所述导筒4内设置有导向柱5，且所述导向柱5的一端位于导筒4内，所述导向柱5的另一端穿过导筒4的底板后伸到导筒4外侧，所述导向柱5伸出导筒4的端部设置有送丝嘴固定器6，位于所述导筒4内的导向柱5上套装有弹簧7，且位于所述导筒4内的导向柱5端部与导筒4的顶板之间预留间隙，所述弹簧7的一端固定在导筒4的底板上，所述弹簧7的另一端固定在导向柱5的端部，使得所述送丝嘴固定器6能随导向柱5沿导筒4轴向往复移动，所述送丝嘴固定器6为内部中空的导管，所述送丝嘴固定器6用于穿插引导焊丝，所述送丝嘴固定器6的头部设置有逐渐缩小的送丝嘴9，所述送丝嘴固定器6的尾部连接有送丝管10，所述焊丝经送丝管10进入送丝嘴固定器6并从送丝嘴9穿出；

所述导筒4的底板外侧固定设置导向套11，所述导向柱5从导筒4伸出后匹配的插入导向套11内并伸出。

所述导筒4和激光头1之间通过连接杆8连接在一起。

所述连接杆8的两端或连接有法兰，或连接有卡箍。

本发明中激光是通过几个镜片的组合，使平行的激光光束在光学镜片的作用下分成两个激光光束，并且改变光斑的形状，光斑形状由一个圆形，改成一个圆形加一条直线，前方的圆形光斑对母材进行焊接，后方的的直线将焊缝表面融化进行焊缝表面的修复和平整。

其中，焊缝质量检测不在激光头内，是一个单独的设备，该设备内部有独立的激光发射器，发射的激光为一条直线，和焊缝成直角，激光线在焊缝的突起处性成弧形的形状，这个形状由设备内置的高速相机拍摄。在焊缝表面由凹陷或者断裂是，激光线会产生形状变化，变化的形状由相机抓拍，经过图像确定焊缝表面质量有缺陷，一次性完成焊接、修复和检验，节省了焊接时间，提高了焊接效率。

本发明中激光经过第一个透镜使发散激光变为平行光，平行激光在通过第二个透镜组合后，被分离成两股激光，并且形状产生改变，两股激光再由聚焦镜聚焦。

本发明在焊接母材水平位置变化时，焊丝在装置内部弹簧弹力的作用下和母材接触，焊丝会随着母材的高低变化，在送丝装置内部弹簧作用下一起高低变化，从而避免强性碰撞，确保焊接质量。

本发明将送丝嘴固定器固定在激光头上，导筒内部装有弹簧，使送丝嘴在垂直方向一定范围内可上下移动，避免当焊接母材高低不平时，与焊丝产生过大阻力，焊丝可随着母材高低上下移动。

本发明焊丝通过送丝嘴固定器穿插引导至激光焊机处，送丝嘴固定器通过固定在激光头上的导筒进行导向，使得送丝嘴固定器能随导向柱沿导筒轴向往复移动，在遇到焊接母材高低不平时，焊丝能随着弹簧进行上下自动调整，降低了焊丝送入时的阻力，极大的提高了焊接效率。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。