一种带保护气装置的激光焊接头的制作方法

本发明涉及领域激光焊接技术领域，特别涉及一种带保护气装置的激光焊接头。

背景技术：

传统的焊接设备一般通过脉冲氙灯激光器输出脉冲激光焊接精密钣金大机柜等精密箱体及其相关零部件焊接速度一般较慢，能耗较高，且焊接设备体积较大，需要经常跟换耗材。随着新能源行业的发展，采用传统的脉冲氙灯激光器进行焊接已无法满足产能需求。光纤激光器可以连续不间断地输出激光进行焊接，焊接速度较快，能够满足产能的需求。但是，光纤激光器输出连续激光进行焊接的过程中，由于焊接热输入量较大，焊接热累积过多，焊接后容易出现焊缝穿孔，橡胶钉高温烧损的问题；焊缝区气体保护不好，焊缝吸氢、吸氧，高温氧化导致焊缝容易产生气孔、咬边和凹陷等缺陷，焊缝的成型及性能差，从而影响着企业的生产效率，成为制约激光焊接应用的难题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种各模块的集成性及匹配性调整方便，焊缝强度高、焊接效果更好、劳动强度低、可适应性强的一种带保护气装置的激光焊接头。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种带保护气装置的激光焊接头，主要由从上到下依次设置的光纤接头固定模组、孔径光圈、瞄准镜头、加长模块、光束分配器模块、照相机模块、聚焦镜头组成的焊接头本体，其特征在于：它还包括设于焊接头本体下部的保护气装置，所述的保护气装置包括安装于焊接头本体底部的固定底座、关于焊接头本体的轴线对称设置的左、右两部分合围组成的保护气模块及用于驱动所述的保护气模块的左、右两部分分别向外移动或向内合并的自动开合装置，所述的保护气模块包主要由左、右两部分半环围合构成的外环及与所述的外环同心设置的由左、右两部分半环围合而成的内环组成，所述的内环设有正对应于聚焦镜头下方的贯穿的中心孔，所述的外环的外周壁上开设有至少一个与保护气气源相连通的进气孔，所述的内环的外周壁与所述的外环的内周壁之间设有竖向的环形的出气通道。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的精密箱体激光焊接装备的各模块的集成性及匹配性调整方便，焊缝强度高、焊接效果更好、劳动强度低、可适应性强。焊接工件时，通过第一控制器控制光纤激光器输出预设频率的脉冲激光，且通过第二控制器控制所述的多轴运动平台带动激光焊接头的运动；既可以有效控制焊接热的输入量，避免焊接后出现焊缝穿孔的问题，又可以利用多轴运动平台对激光焊接头的运动进行很好的控制，焊接速度快，生产效率较高。通过设置保护气装置，对正在激光焊接及刚焊接完成的焊缝进行气体保护，出现气孔，焊渣等缺陷的比例减小。焊缝均匀，强度高；焊缝在保护气装置作用下逐步冷却，不宜产生氧化层，焊缝美观，一致性好。

作为优选，所述的激光焊接头主要由从上到下依次设置的光纤接头固定模组、孔径光圈、瞄准镜头、加长模块、光束分配器模块、照相机模块、聚焦镜头组成的焊接头本体。

作为优选，所述的内座的横截面呈T型，所述的内座的上部设有安装座，且所述的内座的下部设有挡气环，所述的外座内腔的上部设有用于嵌设内座的第一安装孔及第二安装孔，且所述的安装座固定安装于所述的第一安装孔内，所述的挡气环的外周壁与所述的第二安装孔的内周壁之间形成环形的出气通道。这样，更加方便保护气体汇集至激光焊接处，激光焊接的焊缝能起到更好的保护作用，以保证更好的焊接效果。

作为优选，所述的外座的内腔的下部设有集中腔，且所述的挡气环的外周壁的下端斜向设置有可将保护气体汇集至集中腔的导向面。这样，更加方便保护气体汇集至激光焊接处，激光焊接的焊缝能起到更好的保护作用，以保证更好的焊接效果。

作为优选，所述的外座的左、右两部分内腔对应进气孔处间隔开设有多个贯穿底部的竖向的辅助出气孔。这样，能更好地对焊接完的焊缝起到保护作用，以保证更好的焊接效果。

作为优选，所述的自动开合装置包括分别用于驱动保护气模块的左、右两部分的两个气缸、固定安装于所述的固定底座上的至少一个安装板、固定安装于侧板两侧以用于安装气缸的两个上板及分别竖向安装两气缸的活塞杆上的两侧板，所述的保护气模块的左、右两部分分别安装在所述的两侧板上。这样，自动开合装置的结构紧凑，占用空间较少，响应更好。

作为优选，所述的外座的底部的一端沿长度方向还设有与所述的外座的底面垂直设置的辅助导向块。这样，该辅助导向块可以在两垂直的相交平面的焊缝时起到很好的导向作用。

作为优选，它还包括横向设置的气帘，所述的气帘通过L型安装块固定安装在所述的固定底座上。这样，能够更好保护聚焦镜头。

作为优选，所述的内座的下部呈倒锥部，且所述的外座的内腔对应设有与所述的内座的下部相配的斜面，且所述的内座的倒锥部与所述的斜面之间设有与进气孔相连通的气缝保护气体通过所述的气缝汇集至外座的内腔的下部设有集中腔。这样，可以气缝可以形成气幕，集中、快速地汇集至激光焊接处，激光焊接的焊缝能起到更好的保护作用，以保证更好的焊接效果。

附图说明

图1为本发明一种精密箱体激光焊接装备的激光焊接头的立体结构示意图。

图2为本发明一种精密箱体激光焊接装备的激光焊接头的剖视结构示意图。

图3为本发明一种精密箱体激光焊接装备的激光焊接头的另一保护气模块的实施例的剖视结构示意图。

图1-3中：1、焊接头本体、2上板、3气缸、3.1活塞杆、4安装板、5侧板、6L型安装块、7横板、8外座、8.1进气孔、8.2出气通道、8.3辅助出气孔、8.4集中腔、9固定底座、 10内座、10.1安装座、10.2挡气环、10.3导向面、10.4中心孔、11辅助导向块、12气帘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1～3所示，

一种精密箱体激光焊接装备，包括：

机架，

光纤激光系统，用于提供光纤激光源；

激光焊接头，与所述的光纤激光系统7相连通；

保护气装置，安装于激光焊接头下部，对正在激光焊接及刚焊接完成的焊缝进行气体保护；

多轴运动平台，设置在所述的机架上，所述的激光焊接头安装在所述的多轴运动平台上；

第一控制器，用于与所述的光纤激光系统相连接，所述的第一控制器能够控制所述的光纤激光系统7输出预设频率的脉冲激光；

第二控制器，用于与所述的多轴运动平台相连接，且所述的第二控制器能5够控制所述的多轴运动平台带动激光焊接头的运动；

辅助气系统，用于提供激光焊接时的辅助气体吹送；

高精度水冷机，用于对光纤激光系统提供水循环冷却，

焊接设备工装，用于固定待焊接的精密箱体。

所述的激光焊接头本体1主要由从上到下依次设置的光纤接头固定模组、孔径光圈、瞄准镜头、加长模块、光束分配器模块、照相机模块、聚焦镜头组成的焊接头本体1。

所述的保护气装置包括安装于焊接头本体1底部的固定底座9、关于焊接头本体1的轴线对称设置的左、右两部分合围组成的保护气模块及用于驱动所述的保护气模块的左、右两部分模块分别向外移动或向内合并的自动开合装置，所述的保护气模块包主要由左、右两部分外座围合构成的呈长条状的外座8及嵌设于所述的外座8内腔的由左、右两部分内座围合构成内座10组成，且所述的外座8及内座10均与所述的焊接头本体1同轴设置，所述的内座10设有正对应于聚焦镜头下方的贯穿的中心孔10.4，所述的外座8的外周壁上沿横向设有至少一个与保护气气源相连通的进气孔8.1，所述的内座10的外壁与所述的外座8的内壁之间设有与所述的进气孔8.1相连通的出气通道8.2。

所述的内座10的横截面呈T型，所述的内座10的上部设有安装座10.1所述的内座10 的下部设有挡气环10.2，所述的外座8内腔的上部设有用于嵌设内座10的第一安装孔及第二安装孔，且所述的安装座10.1固定安装于所述的第一安装孔内，所述的挡气环10.2的外周壁与所述的第二安装孔的内周壁之间形成环形的出气通道8.2。

所述的外座8的内腔的下部设有集中腔8.4，且所述的挡气环10.2的外周壁的下端斜向设置有可将保护气体汇集至集中腔8.4的导向面10.3。

所述的外座8的左、右两部分内腔对应进气孔处间隔开设有多个贯穿底部的竖向的辅助出气孔8.3。

所述的自动开合装置包括分别用于驱动保护气模块的左、右两部分的两个气缸3、固定安装于所述的固定底座9上的至少一个安装板4、固定安装于侧板5两侧以用于安装气缸3 的两个上板2及分别竖向安装两气缸3的活塞杆3.1上的两侧板15，所述的保护气模块的左、右两部分分别安装在所述的两侧板5上。

所述的外座8的底部的一端沿长度方向还设有与所述的外座8的底面垂直设置的辅助导向块1。

它还包括横向设置的气帘12，所述的气帘12通过L型安装块6固定安装在所述的固定底座9上。

另一保护气模块的实施例，所述的内座10的下部呈倒锥部10-1，且所述的外座8的内腔对应设有与所述的内座10的下部相配的斜面，且所述的内座10的倒锥部110-1与所述的斜面之间设有与进气孔8-1相连通的气缝8-2，保护气体通过所述的气缝8-2汇集至外座8的内腔的下部设有集中腔8-3。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。