手持激光焊接装置的制作方法

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种手持激光焊接装置。

背景技术：

在实际生产中，对于超大工件、焊接位置较深的箱体类工件、以及非标准的小批量生产工件等，如果选用传统激光焊接方式，很难或根本无法使用工作台进行激光焊接作业；如果选用非激光焊接方式，往往需要加入后续清理、研磨、抛光等工序，费时费力。随着时代的进步、科技的发展，人们对生活产品的外观要求越来越高，这就迫切需要一种更加灵活便携且安全的激光焊接方式。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可灵活焊接超大工件或非标准的小批量生产工件等的手持激光焊接装置。

本发明提供一种手持激光焊接装置，其包括：固定待焊接工件的工件夹、控制盒、连接工件夹和控制盒的第一信号线、手持激光焊接头、设置在手持激光焊接头上的开关组件、连接在手持激光焊接头和控制盒之间的第一气管、与控制盒连接的第二气管、激光器、连接激光器和控制盒的外控线、以及连接手持激光焊接头和激光器的光纤；其中，所述工件夹和控制盒之间、以及开关组件和控制盒之间均为电性连接；所述第二气管连接保护气体。

优选地，所述工件夹、手持激光焊接头、以及开关组件组成安全保护回路；当手持激光焊接头接触工件，按下开关组件，安全保护回路接通，反之安全保护回路断开。

优选地，所述控制盒上设有显示屏。

优选地，所述手持激光焊接头为l型手持激光焊接头。

优选地，所述手持激光焊接头包括：气嘴、固定气嘴的气嘴支座、与气嘴支座连接的气嘴固定环、聚焦镜片、固定聚焦镜片的聚焦镜座、连接头、反射镜片、准直镜片、固定准直镜片的准直镜座、与所述光纤连接的光纤连接头、气吹接头、以及手柄；激光器发出激光，激光经过准直镜片后变成平行光，再经反射镜片反射，光路折弯45度，平行光透过聚焦镜片后聚焦在气嘴的出口处。

优选地，所述气嘴固定环设有内孔，所述内孔的一端逐渐减小；所述内孔较小端压缩在气嘴支座前端、并固定气嘴。

优选地，所述气嘴由石墨制成。

优选地，所述气嘴与工件接触的部位为圆柱倒角形、或所述气嘴与工件接触的部位为圆柱切斜角开槽口形、或所述气嘴与工件接触的部位为圆柱倒角切双斜角形。

优选地，所述手持激光焊接头还包括用于冷却准直镜片的水冷接头。

优选地，手持激光焊接头内部且靠近侧部设有纵长的吹气孔，气吹接头安装于气吹孔端部，气吹孔通向聚焦镜座。

本发明手持激光焊接装置可以深入工件内部进行焊接，也可灵活焊接超大工件或非标准的小批量生产工件等，焊接效率高，焊缝质量好。

附图说明

图1是本发明手持激光焊接装置的结构示意图；

图2为图1所示手持激光焊接装置的l型手持激光焊接头的立体图；

图3为图2所示l型手持激光焊接头的主视图；

图4为图3所示不带水冷的l型手持激光焊接头在a-a方向的剖视图；

图5为图3所示带水冷的l型手持激光焊接头在a-a方向的剖视图。

具体实施方式

如图1所示为本发明手持激光焊接装置的结构示意图，本发明手持激光焊接装置，其包括：固定待焊接工件的工件夹1、控制盒8、连接工件夹1和控制盒8的第一信号线2、l型手持激光焊接头3、设置在l型手持激光焊接头3上的开关组件4、连接l型手持激光焊接头3和开关组件4的第二信号线5、连接开关组件4和控制盒8的第三信号线6、连接在l型手持激光焊接头3和控制盒8之间的第一气管7、与控制盒8连接的第二气管9、激光器12、连接激光器12和控制盒8的外控线10、以及连接l型手持激光焊接头3和激光器12的光纤11。

其中，工件夹1和控制盒8之间、以及开关组件4和控制盒8之间均为电性连接。

其中，激光器12的平均激光功率为300w。

控制盒8为调节保护气体流量，控制盒8上设有显示屏，在焊接现场可对激光器的波形进行切换调用。

工件夹1、第一信号线2、l型手持激光焊接头3、开关组件4、第二信号线5、以及第三信号线6组成安全保护回路。当l型手持激光焊接头3接触工件13，按下开关组件4，安全保护回路接通，反之安全保护回路断开。

如图2至图5所示为l型手持激光焊接头的结构示意图，l型手持激光焊接头3包括：气嘴14、固定气嘴14的气嘴支座16、螺纹连接的气嘴固定环15、聚焦镜座17、保护镜片18、弹簧圈19、压圈20、聚焦镜片21、连接头22、反射镜片23、反射镜压板24、反射镜罩25、准直镜片26、准直镜座27、开关组件28、光纤连接头29、气吹接头30、手柄31、以及水管接头32。

其中，聚焦镜座17固定聚焦镜片21，聚焦镜片21焦距为70mm，聚焦镜片21、压圈20和弹簧圈19依序设置。连接头22连接聚焦镜片21和反射镜片23，反射镜片23由反射镜压板24固定。反射镜罩25位于l型手持激光焊接头3的外部。准直镜座27固定准直镜片26，准直镜片焦距为70mm。

反射镜片23与准直光线夹角为22.5度，即激光被反射后光路弯折45度。

第二信号线5的一端由螺钉拧在准直镜座27上，通过内部导电通向气嘴14。

气嘴14的材料为石墨，根据焊接工况磨削出多种外形，如圆柱倒角形、圆柱切斜角开槽口形和圆柱倒角切双斜角形等。

气嘴14插在气嘴支座16的内孔中，气嘴固定环15与气嘴支座16之间由螺纹连接，气嘴支座16的前端沿轴向切出若干槽；气嘴固定环15设有内孔，内孔的一端逐渐减小，即内孔呈锥状；旋转气嘴固定环15使较小的内孔端逐渐压缩气嘴支座16的前端，从而固定气嘴14。

当气嘴14与工件13接触的部位为圆柱倒角形时，气嘴可对平面焊缝进行焊接。当气嘴14与工件13接触的部位为圆柱切斜角开槽口形时，气嘴可对外角焊缝进行焊接；当气嘴与工件13接触的部位为圆柱倒角切双斜角形时，气嘴可对内角焊缝进行焊接。

l型手持激光焊接头3与光纤输出激光器12配合使用，光纤11插入光纤连接头29并用螺母锁定，激光经过准直镜片26后变成平行光，再经反射镜片23反射，最后透过聚焦镜片21聚焦在气嘴14的出口处。

l型手持激光焊接头3内部且靠近侧部设有纵长的吹气孔33，气吹接头30安装于气吹孔端部，气吹孔通向聚焦镜座27，整个气吹系统与光路系统隔离开，以避免保护气体不洁而污染镜片。

所述保护气体为氮气。

所述水管接头17有两个，一个进水一个出水，用于冷却准直镜片26。

图4是不带水冷的的l型手持激光焊接头在a-a剖视图，用于平均能量300w激光焊接，准直焦距70mm。

图5是带水冷的的l型手持激光焊接头在a-a剖视图，用于平均能量600w激光焊接，准直焦距55mm。

开关组件28按下时激光器出光开始焊接，松开时激光器停止出光。

开关组件28即为图1所示的开关组件4。吹气接头30位于l型手持激光焊接头3的内部。光纤连接头19与光纤11连接。手柄31位于l型手持激光焊接头端部，供手握的部件。

工作时，保护气体通过第二气管9进入控制盒8，进而通过第一气管7进入l型手持激光焊接头3，最后从气嘴14吹向焊缝。激光由激光器12发出，经光纤11进入l型手持激光焊接头3，最后由气嘴14射出，聚焦于工件13的表面。

焊接时，气嘴14与工件13接触，按下开关组件4后，工件夹1、第一信号线2、l型手持激光焊接头3、开关组件4、第二信号线5和第三信号线6组成的安全保护回路接通，控制盒8立即控制吹气系统对焊缝吹保护气体，同时控制盒8通过外控线10将信号传至激光器12，使得吹气2秒后激光器12开始出光。

焊接完成后，松开开关组件4，激光器12就立即停止出光，吹气系统继续吹气2秒后停止吹气，这样保证了焊缝平整美观。

本发明手持激光焊接系统的l型手持激光焊接头小巧美观、握持感好；安全保护回路对操作工起到保护作用；吹气系统保证焊缝美观且可对l型手持激光焊接头进行冷却；控制盒不仅可以控制保护气体流量，还能控制吹气与出光的顺序及时间间隔，更加安全可靠；可随时在控制盒进行激光波形的调用与切换，大大提高焊接效率。

本发明手持激光焊接系统可以深入工件内部进行焊接，也可灵活焊接超大工件或非标准的小批量生产工件等，焊接效率高，焊缝质量好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。