一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置

本技术属于机械加工制造领域，具体涉及一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置。

背景技术：

1、在激光加工时，不可避免地会产生焊接烟尘和飞溅，尤其是当工件表面有油污或者涂层时更加严重，焊烟会带来污染，危害到操作工人身体健康，而飞溅物会使得工件表面质量变差，向上的飞溅物还会损坏激光头的保护镜片。针对焊接烟尘，目前工程中的解决办法是在焊接位置架设净化装置，但这种方案只适用于小范围焊接加工，当工件较大，如进行大幅面板材焊接时，会在激光头位置安装抽烟管，跟随激光头运动，一边焊接一边抽除烟尘，但为了满足大范围的运动，抽烟管道需要设置得很长，此时吸力会大大减弱，除尘效果大打折扣，大量的焊烟扩散到空气中。针对飞溅物，目前主要在加工工艺上进行优化，但飞溅现象无法消除，需尽可能减少其对激光头的损害，主要是通过在焊接头前方加气帘来阻挡飞溅，但对飞溅的阻挡效果还需进一步优化。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置，从大幅面板材焊接时烟尘和飞溅物抑制的角度出发，对焊接设备进行一些优化工作来减少焊接加工对环境及设备的危害。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置，包括后压脚，前压脚，吹气板，集烟罩，烟尘净化机，竖向气帘，横向气帘和侧轴保护气嘴；焊接小车可在机架上横向运动，激光头安装在焊接小车底部，工件装夹在夹具上，靠后压脚和前压脚将其固定，前压脚、后压脚均为空腔结构，两端有堵头，吹气板和集烟罩分别安装在夹具的两侧；

4、在后压脚和前压脚左侧，各设置有一个气路接口，两个气路接口和吹气板的接口通入压缩空气，在后压脚和前压脚的右侧，各设置有一个圆柱接口，所述圆柱接口直接接到烟尘净化机的净化通道中，集烟罩接入烟尘净化机的抽气接口，依靠烟尘净化机的吸力将烟尘吸入净化通道；后压脚、前压脚和夹具组成一个凹槽，在无干预情况下，焊接烟尘向上漂浮，当在吹气板中通入压缩空气时，高速流动的空气将焊接产生的烟尘带到夹具的右侧，集烟罩收集的烟尘进而进入烟尘净化机中；后压脚和前压脚内侧均开有小孔，用于吸附烟尘。

5、进一步地，所述激光头下方设置有竖向气帘、横向气帘以及侧轴保护气嘴，侧轴保护气嘴中通入惰性气体，为焊接熔池提供保护，同时将一部分飞溅物吹到前方，减少向上的飞溅物；竖向气帘和横向气帘中通入压缩空气，用于阻挡飞溅物，通入竖向气帘的压缩空气经过油水过滤处理。

6、进一步地，后压脚和前压脚中通入压缩空气，由于前压脚、后压脚的空腔结构的出口处孔洞较大，空气会直接向出口处流动，由于虹吸原理，在前压脚和后压脚内侧的小孔处产生负压，将烟尘吸入后压脚和前压脚的空腔中，与压缩空气混合进入烟尘净化机中。

7、有益效果：

8、本实用新型利用压缩空气为除烟提供动力，同时将焊接烟尘吸附功能与装夹机构巧妙结合，大大提高了烟尘吸附效果，使用成本较低，特别适用于大尺寸构件的焊接；在飞溅物抑制上，三道防线来阻止飞溅物进入激光头镜片，效果优异，大大提高了保护镜片的使用时间，降低加工成本。

技术特征：

1.一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置，其特征在于：包括后压脚，前压脚，吹气板，集烟罩，烟尘净化机，竖向气帘，横向气帘和侧轴保护气嘴；焊接小车可在机架上横向运动，激光头安装在焊接小车底部，工件装夹在夹具上，靠后压脚和前压脚将其固定，前压脚、后压脚均为空腔结构，两端有堵头，吹气板和集烟罩分别安装在夹具的两侧；

2.根据权利要求1所述的一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置，其特征在于：所述激光头下方设置有竖向气帘、横向气帘以及侧轴保护气嘴，侧轴保护气嘴中通入惰性气体，为焊接熔池提供保护，同时将一部分飞溅物吹到前方，减少向上的飞溅物；竖向气帘和横向气帘中通入压缩空气，用于阻挡飞溅物，通入竖向气帘的压缩空气经过油水过滤处理。

3.根据权利要求1所述的一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置，其特征在于：后压脚和前压脚中通入压缩空气，由于前压脚、后压脚的空腔结构的出口处孔洞较大，空气会直接向出口处流动，由于虹吸原理，在前压脚和后压脚内侧的小孔处产生负压，将烟尘吸入后压脚和前压脚的空腔中，与压缩空气混合进入烟尘净化机中。

技术总结
本技术提供一种激光焊接中抑制烟尘及飞溅装置，包括后压脚，前压脚，吹气板，集烟罩，烟尘净化机，竖向气帘，横向气帘和侧轴保护气嘴；焊接夹具中的前压脚、后压脚均为空腔结构，两端有堵头，吹气板和集烟罩分别安装在夹具的两侧，通过中心吹气+两侧吸气的方式提高焊接烟尘吸收效果，同时，通过侧轴保护气与横向、竖向气帘的组合，避免飞溅物向上运动。本技术从大幅面板材焊接时烟尘和飞溅物抑制的角度出发，对焊接设备进行一些优化工作来减少焊接加工对环境及设备的危害。

技术研发人员：郑敏,董斌鑫,李少霞,董力,虞钢,何秀丽,田崇鑫,段巨臣
受保护的技术使用者：中国科学院力学研究所
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/13