一种激光焊接头的制作方法

本实用新型属于激光焊接设备领域，尤其涉及一种激光焊接头。

背景技术：

激光焊接设备是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。

激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所导引，可放置在离工件适当之距离，且可在工件周围的机具或障碍间再导引，其他焊接法则因受到上述的空间限制而无法发挥。其次，工件可放置在封闭的空间。激光束可聚焦在很小的区域，可焊接小型且间隔相近的部件，可焊材质种类范围大，亦可相互接合各种异质材料。另外，易于以自动化进行高速焊接，亦可以数位或电脑控制。焊接薄材或细径线材时，不会像电弧焊接般易有回熔的困扰。

激光焊接设备在焊接工件时，需要采用保护气体覆盖熔池，以免熔池被氧化。目前，保护气体的供给管道是与焊接头是分离的，即是保护气体的供给管道位于焊接头外部，但这会增加整个焊接设备的体积，并且，保护气体的供给无法做到精确对准焊点位置，特别是需要移动焊接头时，焊点的位置也是变化的，保护气体的出口也需要随时跟着对应的移动。

另一方面，现有的激光焊接头焊接的上下位置是不能调节的，如果工件的表面不规则，具有凸凹不平的形状时，激光焊接装置的焊接头容易碰到工件，进而影响焊接。另一方面，不同批次的工件高度不同，焊接时需要根据工件的高度重新调节整个激光焊接头的上下位置或工件的上下位置；然而，激光焊接头或工件的承置台体积大、重量大，调节不方便。

再者，激光焊接头在焊接过程中，会产生大量的高温的烟，烟会快速向上升，部分的烟会进入激光焊接头内，使得激光焊接头内的聚焦镜、准直镜损坏，为此，现有的焊接头内设置有保护镜片，通过保护镜片可以阻挡烟进入激光焊接头内，然而经过一段时间后，保护镜片上会堆积一堆黑色的烟雾层，这不仅会影响保护镜片的透光性，而且保护镜片易损坏需要经常且及时更换。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种激光焊接头，旨在解决现有技术中的激光焊接头需设置单独的保护气体供给管道，增加设备体积；焊点位置不能上下调节以及保护镜易损坏的问题。

本实用新型是这样实现的，一种激光焊接头，包括焊头主体，所述焊头主体内从上至下设置的光纤接口、准直镜、聚焦镜、保护镜以及供激光出射的喷嘴；所述焊头主体内设置有供激光穿过的激光通道以及用于通入保护气体的通气孔，所述通气孔与焊头主体外部连通；所述焊头主体内设置有气体通道，所述通气孔包括第一通气孔，所述气体通道与所述第一通气孔连通，所述气体通道与所述激光通道之间具有隔离结构，所述气体通道的出气端朝向所述喷嘴，并且，所述气体通道位于所述激光通道的外侧边；

所述激光焊接头还包括准直镜调节机构以及吹风装置；所述准直镜调节机构包括旋转套筒以及传动件，所述旋转套筒可旋转地安装于所述焊头主体上，所述旋转套筒与所述传动件传动连接，所述传动件与所述准直镜固定连接，所述旋转套筒转动时，带动所述传动件以及准直镜沿所述准直镜的轴向方向做直线运动；

所述吹风装置中的出风块安装于所述焊头主体内或焊头主体的侧边，所述出风块位于所述保护镜的下方，并且，所述出风块的横向出风口对齐所述保护镜的正下方，所述竖向出风口对齐所述保护镜正下方的中心位置；所述吹风装置包括用于产生高压、高速气流的气流发生器以及供高速气流喷出的出风块，所述出风块安装于激光焊接头内部或侧边，所述出风块具有横向出风口以及竖向出风口，所述竖向出风口位于所述横向出风口的中间位置。

进一步的，所述焊头主体包括一中空的外套筒以及一中空的内套筒，所述内套筒的内部空间形成所述激光通道，所述外套筒套设于所述内套筒的外周缘上，所述外套筒与内套筒之间的间隙形成所述气体通道。

进一步的，所述焊头主体内还设置有第一环状通气道，所述第一环状通气道围绕所述内套筒的外周缘，所述第一环状通气道与所述气体通道的进气端连通。

进一步的，所述内套筒的壁体上设有穿孔，所述焊头主体内还设置有第二环状通气道，所述第二环状通气道围绕所述内套筒的外周缘，所述通气孔还包括第二通气孔，所述第二通气孔与所述第二环状通气道连通，所述第二环状通气道与所述穿孔连通。

进一步的，所述气体通道倾斜于所述所述激光通道。

进一步的，所述准直镜调节机构还包括内套筒，所述内套筒的筒壁上开设有竖向孔，所述旋转套筒套设于所述内套筒的外周缘上，所述旋转套筒的筒壁上开设有螺旋状通孔，所述传动件为螺钉，所述准直镜安装在一固定筒内，所述固定筒嵌置于所述内套筒内；所述传动件穿设在所述竖向孔上，其一端与所述固定筒螺纹连接，另一端可活动地嵌置于所述螺旋状通孔内。

进一步的，所述准直镜调节机构还包括外套筒，所述外套筒可旋转地安装于所述焊头主体上，并且所述外套筒套设于所述旋转套筒的外周缘上，所述外套筒通过螺钉与所述旋转套筒连接。

进一步的，所述出风块具有三个上下间隔设置的横向出风口以及一个竖向出风口。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：

本实用新型的激光焊接头集成了供激光出射的通道以及供保护气体流通与喷出的气体通道，整体占用空间小。并且，激光与保护气体具有隔离结构，激光可以从激光通道出射，而保护气体可以从位于激光通道外侧边的气体通道喷出。焊接时，焊点位于激光通道的出口下方，保护气体喷出后能精确对准焊点，从而保护气体能迅速覆盖焊点，有效地防止了避免了熔池氧化，保证了焊接质量。同时，由于气体通道与激光通道是同时移动的，所以，焊接头在移动焊接过程中，保护气体的喷出与焊接作业能随时配合。

同时，本实用新型的激光焊接头设置有准直镜调节机构，拧动该机构，可使准直镜沿其轴向方向做直线运动，从而可以改变激光的聚焦位置(即焊接位置)，采用该焊接头焊接表面不规则的工件或批次间高度相差较大的工件时，可实时根据工件的情况，将焦点稍向上或向下调节即可，调节过程方便快捷，无需调节体积及重量较大的整个激光装置或工件承置台。

而吹风装置的气流发生器能产生高压、高速的气流，出风块对齐着保护镜正下方的位置，其横向出风口可喷出横向的气流，相当于一把风刀，可对烟产生横向切断的效果，从而起到阻断烟继续上升的作用，而竖向出风口可喷出正对着烟中心位置的气流，从而可使烟的中心偏移，烟的中心偏移后，会带动整个烟雾团偏移，从而能防止烟直线上升，有效地保护了上方的保护镜。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种激光焊接头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种激光焊接头焊接主体的主视示意图；

图3是图2所示激光焊接头部分结构的纵向剖视示意图；

图4是本实用新型实施例提供的旋转套筒与内套筒装配后的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的固定筒与准直镜装配后的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的出风块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参见图1及图2，示出了本实用新型的一较佳实施例，一种激光焊接头，包括焊头主体10、准直镜调节机构以及吹风装置。

所述焊头主体10内从上至下设置的光纤接口1、准直镜2、聚焦镜3、保护镜4以及供激光出射的喷嘴5。

具体的，请参见图3，所述焊头主体内设置有供激光20穿过的激光通道6、用于通入保护气体的通气孔7、供保护气体流通的气体通道8、第一环状通气道91以及第二环状通气道92。

通气孔7与焊头主体外10部连通，通气孔7包括第一通气孔以及第二通气孔。所述气体通道8与所述第一通气孔连通，所述气体通道8与所述激光通道6之间具有隔离结构，所述气体通道8的出气端朝向所述喷嘴5，并且，所述气体通道8位于所述激光通道6的外侧边。

具体的，所述焊头主体10包括一中空的外套筒11以及一中空的内套筒12。所述内套筒12的内部空间形成上述的激光通道6，所述外套筒11套设于所述内套筒12的外周缘上，所述外套筒11与内套筒12之间的间隙形成上述的气体通道8。

所述第一环状通气道91围绕所述内套筒12的外周缘，所述第一环状通气道91与所述气体通道8的进气端连通。所述内套筒12的壁体上设有穿孔121，所述第二环状通气道92围绕所述内套筒12的外周缘，所述第二通气孔与所述第二环状通气道92连通，所述第二环状通气道92与所述穿孔121连通。

本实施例通过于内套筒12的顶端沿其周向方向开设有若干所述的穿孔121，部分保护气体可以从穿孔121进入内套筒12内，当气体通道8内的保护气体向下喷出时，下方形成低压，内套筒12内的保护气体会跟随着向下喷出。如果内套筒12内不提供部分的保护气体，那内套筒12内可能会有空气，如果空气被向下喷出，那么会影响到覆盖熔池30的保护气体的纯度，而本实施例通过于内套筒12内通入部分保护气体，能保证覆盖熔池30的均是保护气体，无空气等其他气体，进一步地保护了熔池。

为了使保护气体能往焊点位置靠拢，同时避免上升的烟直接冲击保护气体，气体通道8倾斜于激光通道6。

保护气体从第一通气孔进入第一环状通气道91，然后从第一环状通气道91进入气体通道8，最后沿着喷嘴5的内壁面喷出，另一方面，保护气体从第二通气孔进入第二环状通气道92，然后第二环状通气道92进入内套筒12的穿孔121，最后从喷嘴5喷出。由于喷嘴5端口的各个位置都有保护气体喷出，即使部分位置的保护气体会受到烟的冲击影响，但本实施例可以保证保护气体能全面的覆盖熔池30，有效的避免了熔池30氧化。

激光焊接头集成了供激光出射的激光通道6以及供保护气体流通与喷出的气体通道8，整体占用空间小。并且，激光20与保护气体具有隔离结构，激光20可以从激光通道6出射，而保护气体可以从位于激光通道6外侧边的气体通道8喷出。焊接时，焊点位于激光通道6的出口下方，保护气体喷出后能精确对准焊点，从而保护气体能迅速覆盖焊点，有效地防止了避免了熔池30氧化，保证了焊接质量。同时，由于气体通道8与激光通道6是同时移动的，所以，焊接头在移动焊接过程中，保护气体的喷出与焊接作业能随时配合。

上述准直镜调节机构包括从外对内设置的外套筒21、旋转套筒22、内套筒23、传动件24以及固定筒25。

旋转套筒22可旋转地安装于焊头主体10上，所述旋转套筒22与传动件24传动连接，所述传动件24与所述准直镜2固定连接，所述旋转套筒22转动时，带动所述传动件24以及准直镜2沿所述准直镜2的轴向方向做直线运动。

具体的，所述外套筒21可旋转地安装于所述焊头主体10上，并且所述外套筒21套设于所述旋转套筒22的外周缘上，所述外套筒21通过螺钉与所述旋转套筒22连接。从而，拧动外套筒21时，旋转套筒22也跟随旋转。

请参见图4及图5，所述内套筒23的筒壁上开设有竖向孔231，所述旋转套筒22套设于所述内套筒23的外周缘上，所述旋转套筒22的筒壁上开设有螺旋状通孔221，所述传动件24为螺钉，所述准直镜2安装在固定筒25内，所述固定筒25嵌置于所述内套筒23内；所述传动件24穿设在所述竖向孔231上，其一端与所述固定筒25螺纹连接，另一端可活动地嵌置于所述螺旋状通孔221内。旋转套筒22在旋转过程中，其螺旋状通孔221的孔壁对传动件24施加推力，使传动件24向下或向下活动。竖向孔231对传动件24起到导向作用，使得传动件24只能在竖向孔231内上下活动。由于传动件24与固定筒25连接，所以，固定筒25与其内的准直镜2在传动件24的带动下，可以沿轴向方向上下活动。

通过本实施例的激光焊接头设置有准直镜调节机构，准直镜调节机构能将外套筒21的旋转运动，转化为准直镜2的轴向上下运动。拧动该机构，可使准直镜2沿其轴向方向做直线运动，从而可以改变激光20的聚焦位置(即熔池30位置)，采用该焊接头焊接表面不规则的工件或批次间高度相差较大的工件时，可实时根据工件的情况，将焦点稍向上或向下调节即可，调节过程方便快捷，无需调节体积及重量较大的整个激光装置或工件承置台。

上述吹风装置包括用于产生高压、高速气流的气流发生器31以及供高速气流喷出的出风块32，出风块32与气流发生器31通过管道连通。出风块32安装于激光焊接头内部。在实际应用中，还可以通过加装支架，将出风块32安装在焊头主体10的侧边。

出风块32位于所述保护镜4的下方，请一同参见图6，所述出风块32具有横向出风口321以及竖向出风口322。所述竖向出风口322位于所述横向出风口321的中间位置。具体的，出风块32具有三个上下间隔设置的横向出风口321以及一个竖向出风口322。出风块32的横向出风口321以及竖向出风口322共同构成一王字型。出风块32的横向出风口321对齐所述保护镜4的正下方，所述竖向出风口322对齐所述保护镜4正下方的中心位置。

本实施例的吹风装置的气流发生器31能产生高压、高速的气流，出风块32对齐着保护镜4正下方的位置，其横向出风口321可喷出横向的气流，相当于一把风刀，可对烟产生横向切断的效果，从而起到阻断烟继续上升的作用，而竖向出风口322可喷出正对着烟中心位置的气流，从而可使烟的中心偏移，烟的中心偏移后，会带动整个烟雾团偏移，从而能防止烟直线上升，有效地保护了上方的保护镜4。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。