手持式激光填丝焊接枪的制作方法

1.本申请涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种手持式激光填丝焊接枪。


背景技术：

2.近年来随着光纤激光器及大功率激光器的迅速发展，激光焊接技术在输出功率、加工效率、精度和质量等方面都得到了完善提升，激光焊接应用领域范围不断扩展。传统的激光焊接设备通常固定在焊接工作台或焊接机器人手臂上，设备占用空间大，使用条件苛刻，工装复杂。目前市场上已经出现了手持式激光焊接枪，是一种激光外光路设备。但是现有的手持式激光焊接枪仍然不够灵活，不能使用激光填丝焊接工艺，使用场景受限。


技术实现要素：

3.本申请的目的包括提供一种手持式激光填丝焊接枪，其使用起来更加灵活，能够满足更多场景的使用需求。
4.本申请的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本申请提供一种手持式激光填丝焊接枪，包括：
6.枪嘴机构，枪嘴机构具有用于供激光穿过的通道，并具有发射端；
7.送丝机构，送丝机构包括送丝固定轴套、送丝管和锁定组件，送丝固定轴套套设于枪嘴机构外侧，并可以相对于枪嘴机构转动，送丝管设置于送丝固定轴套，并用于向枪嘴机构的发射端发出的光路上输送焊丝，锁定组件设置于送丝固定轴套并能够沿送丝固定轴套径向移动，以与枪嘴机构抵接或分离，在锁定组件抵接枪嘴机构的情况下能够阻止送丝固定轴套相对于枪嘴机构转动。
8.在可选的实施方式中，送丝固定轴套的内壁开设有避让槽，避让槽底部开设有通孔，通孔径向地贯穿至送丝固定轴套外侧，锁定组件包括抵持件和操作件，抵持件位于送丝固定轴套内，操作件位于送丝固定轴套外，抵持件与操作件通过贯穿通孔的轴体连接，操作件能够带动轴体沿通孔移动，以使抵持件部分伸出于避让槽而抵接枪嘴机构，或者收纳于避让槽而与枪嘴机构分离。
9.在可选的实施方式中，枪嘴机构的外周侧设置有绕周向排列的多个卡槽，抵持件上设置有用于与卡槽配合的卡条。
10.在可选的实施方式中，枪嘴机构包括枪嘴和枪嘴紧固套，枪嘴为管状，枪嘴紧固套套设于枪嘴外侧，卡槽形成于枪嘴紧固套的外周侧。
11.在可选的实施方式中，锁定组件还包括弹簧，弹簧套设于轴体上，其一端抵接于抵持件，另一端抵接于避让槽底部，以使抵持件具有向枪嘴机构靠近的趋势。
12.在可选的实施方式中，送丝固定轴套还开设有安装孔，安装孔沿送丝固定轴套的轴向延伸，送丝管插设于安装孔中。
13.在可选的实施方式中，送丝固定轴套的侧壁上还设置有螺孔，螺孔从送丝固定轴套的外周面贯穿至安装孔，送丝固定轴套的侧壁上还设置有与螺孔配合的紧固螺栓，紧固
螺栓通过旋入螺孔以抵接安装孔中的送丝管。
14.在可选的实施方式中，手持式激光填丝焊接枪还包括光纤集成转接座、准直机构和光路转接座机构，光纤集成转接座用于与激光器的光纤头固定并接收其输入的激光，准直机构连接于光纤集成转接座，用于将光纤集成转接座接收的发散光转变为平行光，光路转接座机构连接于准直机构，用于将平行光汇聚，汇聚后的激光能够经过枪嘴机构的通道而发出。
15.在可选的实施方式中，光路转接座机构包括用于汇聚平行光的聚焦镜，手持式激光填丝焊接枪还包括保护镜机构，保护镜机构围绕聚焦镜设置。
16.在可选的实施方式中，手持式激光填丝焊接枪还包括振镜机构，用于使激光产生摆幅。
17.本申请实施例的有益效果包括：
18.本申请实施例提供的手持式激光填丝焊接枪，能够实现激光填丝焊接工艺，从而满足一些场景下需要使用激光填丝焊接工艺的需求。另外，由于送丝固定轴套套设于枪嘴机构外侧，并可以相对于枪嘴机构转动，因此可以手动地调整送丝管相对于枪嘴机构的位置，使之在合适的位置向枪嘴机构发出的光路上输送焊丝。锁定组件能够抵接或者不抵接枪嘴机构，使得送丝固定轴套可以选择性地锁定相对于枪嘴机构的位置。需要转动送丝固定轴套来调整送丝管的位置时，再使锁定组件解锁。因此本申请实施例提供的手持式激光填丝焊接枪使用起来比较灵活，可以从多个角度对待焊接位置进行送丝，能够满足较多的场景的使用需求。
附图说明
19.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1是本申请一种实施例中手持式激光填丝焊接枪的结构示意图；
21.图2是本申请一种实施例中手持式激光填丝焊接枪的第一爆炸视图；
22.图3是本申请一种实施例中手持式激光填丝焊接枪的第二爆炸视图；
23.图4是本申请一种实施例中枪嘴机构的爆炸视图；
24.图5是本申请一种实施例中送丝机构的爆炸视图；
25.图6是本申请一种实施例中枪嘴机构和送丝机构的装配剖视图。
26.图标：1
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光纤集成转接座；2
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准直机构；201
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准直镜座；202
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准直镜弹性垫圈；203
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准直镜；204
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准直镜压圈；205
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准直光路密封圈；206
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准直镜锁紧压圈；3
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光路转接座机构；301
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光路反射转接座；302
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气路密封圈；303
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聚焦镜弹性垫圈；304
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聚焦镜；305
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聚焦镜压圈；306
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聚焦镜锁紧压圈；4
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振镜机构；401
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反射镜；402
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高速扫描振镜系统；5
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保护镜机构；501
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保护镜压圈；502
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保护镜；503
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保护镜托架；504
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保护镜安装座；505
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保护镜密封圈；6
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枪嘴机构；601
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枪嘴；602
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枪嘴紧固套；603
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枪嘴压紧环；604
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枪嘴螺纹压圈；605
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枪嘴陶瓷触点接头；7
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送丝机构；701
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送丝固定轴套；702
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抵持件；703
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弹簧；704
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操作件；705
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送丝喷嘴；706
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送丝管；707
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紧固螺栓；708
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连接器插座；709
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连接器插头。
具体实施方式
27.目前，激光焊接工艺不断创新，已开发出多种基于激光的复合焊接工艺及设备，如激光填丝焊接工艺，手持式激光焊接机等。传统的激光焊接设备通常固定在焊接工作台或焊接机器人手臂上，设备占用空间大，使用条件苛刻，工装复杂。目前已经出现了手持式激光焊接机，是一种激光外光路设备，替代了传统固定光路，手拿焊接，灵活方便，焊接距离更长，克服了工作台空间的局限性，广泛应用于厨电、卫浴、家具等行业的不锈钢、镀锌板、铝合金、钛合金等板材的焊接。但由于激光的能量集中性高，使得手持式激光焊接机对工件坡口加工和装配精度要求较高，对焊工的技术水平要求高，同时无法满足有些焊件对焊缝区域组织性能的要求，大大限制了手持式激光焊接机的使用。
28.在一些焊接场景下，需要使用激光填丝焊接工艺来满足焊接需求，该工艺不仅保持了激光焊接的固有优势，而且改善了工件激光焊接的表面成形，改善了接头的机械性能，防止了裂纹，并且实现了更小的功率。但是现有的激光焊接设备的送丝位置难以调节，导致在一些场景下，仍难以完成焊接作业，或者对操作人员要求极高。
29.为了改善上述所提到的现有技术的不足之处，本申请实施例提供一种填丝位置方便调节的手持式激光填丝焊接枪，以满足在不同场景下进行焊接作业。
30.为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
34.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。
36.图1是本申请一种实施例中手持式激光填丝焊接枪的结构示意图；图2是本申请一种实施例中手持式激光填丝焊接枪的第一爆炸视图。请参考图1和图2，本实施例提供了一种手持式激光填丝焊接枪，可以手持使用，也可以安装在机械臂上使用。该手持式激光填丝焊接枪包括光纤集成转接座1、准直机构2、光路转接座机构3、振镜机构4、保护镜机构5、枪嘴机构6及送丝机构7。
37.光纤集成转接座1用于与激光器(图中未示出)的光纤头固定并接收其输入的激光，准直机构2连接于光纤集成转接座1，用于将光纤集成转接座1接收的发散光转变为平行
光，光路转接座机构3连接于准直机构2，用于将平行光汇聚，汇聚后的激光能够经过枪嘴机构6的通道而发出。振镜机构4用于使激光产生摆幅。保护镜机构5围绕光路转接座机构3的聚焦镜304设置，主要作用是隔绝外部环境，保护聚焦镜304。枪嘴机构6用于发出经光路转接座机构3汇聚的激光。
38.图3是本申请一种实施例中手持式激光填丝焊接枪的第二爆炸视图。如图2、图3所示，准直机构2沿平行光的传输方向连接于光纤集成转接座1上，准直机构2具有第一光路腔，将光纤传输过来的发散入射光转变成平行光。准直机构2包括准直镜座201、准直镜弹性垫圈202、准直镜203、准直镜压圈204、准直光路密封圈205、准直镜锁紧压圈206。准直机构2的热量比较集中，容易过热导致焊枪光路腔变形，降低手持式激光填丝焊接枪的使用寿命，影响焊接质量，因此在本申请实施例中，在准直机构2内部设计了水冷循环管路(图中未示出)，可有效延长手持式激光填丝焊接枪的使用寿命，提高操作者的使用舒适度。
39.光路转接座机构3沿平行光的传输方向连接于准直机构2上，在本实施例中，光路转接座机构3由光路反射转接座301、气路密封圈302、聚焦镜弹性垫圈303、聚焦镜304、聚焦镜压圈305、聚焦镜锁紧压圈306组成，主要作用是构建第二光路腔，通过反射镜401将由第一光路腔射入的平行光通过一定角度反射聚焦镜304上，平行光经聚焦镜304汇聚成聚焦光斑。
40.振镜机构4由反射镜401及高速扫描振镜系统402组成，采用振镜扫描技术实现激光在焊接中快速摆动，可调整焊缝宽度，有效避免工件间隙过大或不均匀造成的焊缝质量不稳定或未连接等缺陷，同时降低了对手持式激光填丝焊接枪操作稳定性的要求，便于手工操作。
41.在本实施例中，保护镜机构5包括保护镜压圈501、保护镜502、保护镜托架503、保护镜安装座504、保护镜密封圈505。经过聚焦镜304聚焦后的光束透过保护镜502由枪嘴射出。保护镜502主要作用是隔绝外部环境，保护聚焦镜304。由于保护镜502属于易耗品，所以设计成抽屉式保护镜安装座，便于安装更换保护镜。
42.图4是本申请一种实施例中枪嘴机构的爆炸视图。请参照图4，在本申请实施例中，枪嘴机构6具有用于供激光穿过的通道，并具有发射端，即图4中枪嘴601的左端。枪嘴机构6包括枪嘴601、枪嘴紧固套602、枪嘴压紧环603、枪嘴螺纹压圈604和枪嘴陶瓷触点接头605。枪嘴601通过转接件与枪嘴陶瓷触点接头605中的金属触点电导通，枪嘴陶瓷触点接头605中的金属触点与控制电路连接，工作时枪嘴601与焊接工件接触，焊接工件接地激光器才能启动工作，起到了安全保护作用。在本实施例中，枪嘴机构6的外周侧设置有绕周向排列的多个卡槽，如图4中所示，枪嘴601为管状，枪嘴紧固套602套设于枪嘴601外侧，卡槽设置在枪嘴紧固套602的外周侧，用于与送丝机构7的锁定组件配合。具体的，枪嘴紧固套602为圆筒状，卡槽为v型卡槽。
43.图5是本申请一种实施例中送丝机构7的爆炸视图；图6是本申请一种实施例中枪嘴机构6和送丝机构7的装配剖视图。请参照图4至图6，送丝机构7包括送丝固定轴套701、送丝管706和锁定组件，送丝固定轴套701套设于枪嘴机构6外侧，并可以相对于枪嘴机构6转动。送丝管706设置于送丝固定轴套701，并用于向枪嘴机构6的发射端发出的光路上输送焊丝，锁定组件设置于送丝固定轴套701并能够沿送丝固定轴套701径向移动，以与枪嘴机构6抵接或分离，在锁定组件抵接枪嘴机构6的情况下能够阻止送丝固定轴套701相对于枪嘴机
构6转动。
44.具体的，锁定组件包括抵持件702、弹簧703和操作件704。送丝机构7还包括送丝喷嘴705、紧固螺栓707、连接器插座708和连接器插头709。送丝喷嘴705与送丝管706通过螺纹连接，便于更换不同型号尺寸的送丝喷嘴705。送丝固定轴套701开设有安装孔，安装孔沿送丝固定轴套701的轴向延伸，送丝管706插设于安装孔中。
45.在本实施例中，送丝固定轴套701的侧壁上还设置有螺孔，螺孔从送丝固定轴套701的外周面贯穿至安装孔，送丝固定轴套701的侧壁上设置有与螺孔配合的紧固螺栓707，紧固螺栓707通过旋入螺孔以抵接安装孔中的送丝管706。
46.连接器插座708通过螺纹连接送丝管706，连接器插头709通过紧固螺栓707与连接器插座708连接，便于安装从设备伺服电机接过来的送丝管。送丝固定轴套701内径与枪嘴紧固套602的外径尺寸一致。
47.如图5中所示，送丝固定轴套701的内壁开设有避让槽，避让槽底部开设有通孔，通孔径向地贯穿至送丝固定轴套701外侧，抵持件702位于送丝固定轴套701内，操作件704位于送丝固定轴套701外，抵持件702与操作件704通过贯穿通孔的轴体连接，操作件704能够带动轴体沿通孔移动，以使抵持件702部分伸出于避让槽而抵接枪嘴机构6(具体为枪嘴紧固套602的外周面)，或者收纳于避让槽而与枪嘴机构6分离。为了使抵持件702与枪嘴紧固套602外周侧抵接时，更好地限制送丝固定轴套701转动，抵持件702上设置有用于与卡槽配合的卡条。当然，在可选的其他实施例中，抵持件702与枪嘴紧固套602之间还可以通过凸起和盲孔的结构实现限位；或者在其他一些实施例中，抵持件702与枪嘴紧固套602之间可以通过较大的摩擦力来实现锁定。在本实施例中，弹簧703套设于轴体上，其一端抵接于抵持件702，另一端抵接于避让槽底部，以使抵持件702具有向枪嘴机构6靠近的趋势，使得在无外力的情况下，抵持件702能够紧紧地抵持在枪嘴紧固套602上，以提高送丝机构7与枪嘴机构6之间的相对稳定性。
48.送丝机构7可以通过弹簧703和抵持件702锁定在枪嘴紧固套602上。根据激光填丝焊接工艺需要调整送丝角度时，向外拉动送丝机构7的操作件704，将抵持件702从枪嘴紧固套602的卡槽中拉出，送丝机构7可绕枪嘴601轴线做360
°
旋转。旋转送丝机构7，待调整好角度后，松开送丝机构7的操作件704，抵持件702在弹簧703的作用下，其卡条重新抵入枪嘴紧固套602的v型卡槽中，从而锁定送丝机构7。若不使用激光填丝焊接工艺，可通过相同的方法便捷的卸下送丝机构7，减轻手持式激光填丝焊接枪的重量，便于手持操作。
49.整个光路系统中，准直镜座201、光路反射转接座301、保护镜安装座504设计了连通的气路系统，保护气由准直镜座201底部保护气入口进入，依次通过准直镜座201、光路反射转接座301、保护镜安装座504，从保护镜安装座504底部出气孔进入保护镜安装座504内部腔体，再经过枪嘴机构6由枪嘴601喷出，焊接过程中可以吹走激光焊接飞溅出的焊渣，对焊缝进行保护，提高了焊接质量同时可延长保护镜502的寿命。
50.综上所述，本申请实施例提供的手持式激光填丝焊接枪，能够实现激光填丝焊接工艺，从而满足一些场景下需要使用填丝焊接工艺的需求。另外，由于送丝固定轴套套设于枪嘴机构外侧，并可以相对于枪嘴机构转动，因此可以手动地调整送丝管相对于枪嘴机构的位置，使之在合适的位置向枪嘴机构发出的光路上输送焊丝。锁定组件能够抵接或者不抵接枪嘴机构，使得送丝固定轴套可以选择性地锁定相对于枪嘴机构的位置。需要转动送
丝固定轴套来调整送丝管的位置时，再使锁定组件解锁。因此本申请实施例提供的手持式激光填丝焊接枪使用起来比较灵活，可以从多个角度对待焊接位置进行送丝，能够满足较多的场景的使用需求。
51.以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。