專利名稱：一種大功率激光焊頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種激光焊接機的零部件，具體涉及的是一種大功率激光焯頭。(二) 背景技術隨著科學技術的發展，近年來激光技術在焊接、切割等加工工藝方面曰趨 顯示了它的優越性，焊道平滑，焊口質地細膩，整體焊接質景之高兒乎是其他 焊接方法所無法比擬的，因此，激光焊接及切割技術越來越被人們所認同和釆 用。然而目前大功率激光焊接裝置都存在著--'定的缺欠和不足，最為主要的就 是激光燁頭因距離激光的焦點較近，長時間接近熔焰的高溫，使激光焊頭極易 被燒毀，而失去了焊接的能力。目前通常使用的激光焊頭存在的主要問題是激光貞接投射在::i:件上因電 離形成的高溫離子云垂直升騰到激光鏡頭以及工件表面強烈的激光反射，致使 激光鏡頭損壞而喪失了應有的性能。更為嚴重的是在焊接的過程中高溫的炸渣 四處飛濺，乂極易崩、噴到鏡頭上，使昂貴的激光鏡頭報廢。因此企業希望有一種能安全的、長時間連續工作的、焊接質量又得以充分 保證的激光焯頭。(三) 發明內容本發明為了解決目前一種大功率激光焊頭存在的問題和缺欠而提供一種能 連續作業，水冷、風冷同時并行，兼能強力噴射惰性屏蔽氣體的一種大功率激 光炸頭。采用的技術方案是一種大功率激光焊頭包括導流板、外套、內套、接頭，其結構要點是所 述的導流板位于外套的下方，并與外套的底部螺紋連接。導流板的中心處設有 一透光孔，位于透光孔外側分別設有內氣環和外氣環，內氣環與外氣環之間通 過多個氣路相連通。內氣環與內套中的氣道下端相對接，外氣環與多個噴嘴的 一端連通，噴嘴的另一端連通至透光孔的下邊。所述的外套中心設有一屮心孔，在外套中部設置冷卻水進孔和冷卻水出孔， 冷卻水的進、出孔與內套的冷卻水循環槽相對接。在外套l.:.部設覽有惰性屏蔽
氣體進氣孔，惰性屏蔽氣體進氣孔與內套的氣道環相對接，外套與內套螺紋連 接。所述內套的中心設有激光孔，內套的上部設置有氣道環，該氣道環與內套 中設有的氣道相連接，內套的下部設有一冷卻水循環槽。內套上端而設有一風 冷槽，該風冷槽與接頭上的冷卻風槽相接合。所述的接頭中心設有通光孔，接頭的頂面上設有一冷卻風槽，冷卻風槽的 底而上分別設有冷卻風進口和冷卻風出口。上述內套的中部、下部設有密封槽。上述外套內壁的下部、中部分別設有密封圈槽，并分別與內套中、下部的 密封槽對應相接，密封槽內裝設有密封圈。外套的上端面設有密封圈槽，密封 陶槽內裝設有密封圈。上述的內套中的氣道與其壁面平行，且向下延伸至卜'底面。上述的接頭的頂面上設置多個螺孔，接頭與內套固定連接。一種大功率激光焊頭的工作要點1、 爍頭的組裝、導流板套裝在外套的下部，并用螺紋連接，內套插入外套 的屮心孔中并在上端用螺紋連接，在導流板與內、外套的接觸面十.涂敷一層導 熱硅脂。接頭為圓環形，在圓環外側設有二個定位銷座，二個定位銷座對應在 同一條直徑的兩端，圓環的厚度不同，靠一端定位銷座的f闕環厚度薄，靠另 一端定位銷座的半圓環厚度厚；內套的上端面厚度同樣不同，接頭圓環厚的部 位與內套的上端面厚度厚的部位對正用螺絲連接。接頭薄的部位與內套上端面 薄的部位加裝墊圈用螺絲連接。2、 工作程序整機具有聯鎖裝置，焊接前務須將冷卻水，冷卻風及惰性屏 蔽氣體送上使激光焊頭完全處于安全工作的條件下，這時激光發生器方能工作， 激光通過鏡頭聚焦后投射在工件的焊縫處，這時可以施焊。3、 要點 一股壓力高、流量大的惰性屏蔽氣體從噴嘴噴射到工件上，在焊 縫周闈充盈著惰性氣體，使熔融的工件接觸不到空氣，避免了烊口爭t化現象的 發生。激光的投射使工件局部溫度髙達上萬度，進而使空氣電離產生大量的離 子云，高溫的離子云向四周擴散，部份離子云能垂直升騰到鏡頭，將會損壞設 備，然而因激光焊接頭有高壓大氣量的惰性屏蔽氣體的噴射，成功的阻止了離 子云垂直擴散。在施焊的過程中焊花飛濺，這是以火星狀態出現的然':淹，6濺 到鏡頭上亳無疑問的會使鏡頭報廢。對大功率激光焊接頭而言，有髙強氣流的惰性屏蔽氣體的噴射自然形成了
一道屏障阻礙了焊渣直濺到鏡頭，阻止了高溫離子云的垂直擴散，屏蔽了空氣 防止了氧化。導流板與外套、內套的接觸面上在安裝連接時涂上一層導熱硅脂，焊縫周 囤的高溫幅射到導流板經導熱硅脂迅速的傳遞到外套和內套上，這時冷卻水連 續不斷地流經冷卻水循環槽帶走了熱量，冷卻了焊頭，水從冷卻水出口流出， 進一步保證了激光焊頭在整個工作的過程中一直處于常溫狀態。壓縮空氣從接頭設置的冷卻風進口進入，因接頭冷卻風槽與內套的風冷槽 相扣合，這時冷卻風在接頭與內套的接觸面上形成了如同瀑布一般的源源不斷 的氣布向外擴散，從而進一步阻止可能從激光孔中零星飛出的少量離子云奔向 鏡頭的傾向。整個工作過程使激光焊頭始終處于常態的工作條件下，保證了焊接質量， 延長了激光焊頭的使用壽命，達到了長時間連續工作的目的。本發明設計合理、結構緊湊、安裝方便，維護量小，操作簡單、因同時具 有風冷、水冷進行的強制冷卻，使激光焊頭受熱影響小，適宜長時間工作，工 作吋有強惰性屏蔽氣體噴出使焊接區與外部空氣隔離，焊接平整、焊縫寬度小、 焊接效率高、效果好，能完成傳統工藝無法實現的精密焊接，適用行業廣，可 應用在機械制造、橡膠塑料制品、石油化工，船舶潛艇制造，水利電力、航空 航天、儀器儀表、通信、工藝品等各行各業。(四)
圖1是本發明實施例結構示意圖。閣2是導流板主視圖。閣3是閣2的A—A剖視圖。圖4是外套剖面主視圖。圖5是圖4的側視圖。圖6是內套剖面主視圖。閣7是圖6的側視圖。圖8足接頭主視圖。圖9是圖8側視圖。
具體實施方式
實施例一種大功率激光焊頭包括導流板1、外套2、內套3、接頭4;導流板1 # 圓盤形，導流板1中心設置一透光孔9,位于透光孔9外側設有內氣環IO和外 氣環11,內氣環10與內套3的壁內設有的氣道27下端相對接。圓盤形導流板1的四周凸沿6設有內螺紋7，與外套2下端設置的外蟝紋 15蟝紋連接；導流板1的外氣環11與圓盤凸沿6之間設有上平面8，上平面8 與外套2、內套3的下底面22相接觸，并在接觸面上涂敷一層導熱硅脂，使熱 傳遞效率增強，更便于激光焊頭的冷卻效果。外套2的上部設有內螺紋16與內套3上部設置的外螺紋28進行螺紋連接。 接頭4設有圓環形，在圓環外側設有二個定位銷座29， 二個定位銷座29對 應在同一條直徑的兩端，圓環的厚度不同，靠一端定位銷座29的半圓環厚度薄， 靠另一端定位銷座29的半圓環厚度厚。內套3的上端而25厚度同樣不同，接 頭4圓環厚的部位與內套3的上端面25厚度厚的部位對正，接頭4的上頂面與 內套3的上端面25相應的位置上均設置了多個位置對稱的螺孔，接頭4與內套 3用螺絲連接，接頭4圓環薄的部位與內套3的上端而25厚度薄的部位加裝墊 圈35用螺絲連接。內套3的屮部與下部設有環形密封槽23，環形密封槽23分別與外套2的中、 下部設有的密封圈槽17分別對應相接，并裝設密封圈5，外套2的上端而設有 的密封圈槽17并裝設密封圈5。聚焦后的激光從接頭4中心設置的通光孔30射入，經內套3在中心設有的 激光孔21，再經外套2的中心設置的中心孔20，最后從導流板1屮心設置的透 光孔9投射到待焊工件的焊口」:。大氣流并有一定壓力的惰性屏蔽氣體從外套2上部設置的而二個惰性屏蔽 氣休進氣孔14進入，惰性屏蔽氣體進氣孔14與內套3的氣道環24相對接，氣 道環24與內套3壁內設置的氣道27相連接，氣道27與壁面平行向下延伸至下 底面22,氣道27的下端與導流板1上的內氣環10相對接，內氣環10與外氣環 11之間用互成90"的四個氣路12連通，二個位于外氣環11宵.徑兩端的噴嘴13 的一端與外氣環11連通，噴嘴13的另一端連通到透光孔9的下邊，惰性屏蔽 氣體便從噴嘴13 —直噴射到待焊的工件上。在外套2的中部問- 直徑的兩側設置冷卻水進孔18和冷卻水出孔19，位于 內套3下部設有一冷卻水循環槽26，冷卻水進孔18和冷卻水出孔19與內套3 的冷卻水循環槽26相對接，用來冷卻激光焊接頭的冷卻水，從冷卻水進孔18 進入，經冷卻水循環槽26后從冷卻水出孔19流出。在接頭4厚的半圓環上設置半圓弧形冷卻風槽31 ，在冷卻風槽31底面的半 徑方向上分別設置冷卻風進U 32和冷卻風出l」33，并與冷卻風槽31相連通。 內套3的匕端面25、裝有一，，弧，風冷槽34與接，4上的冷如風槽31相接合.出。
權利要求
1、一種大功率激光焊頭包括導流板(1)、外套(2)、內套(3)、接頭(4)，其特征在于A、所述的導流板(1)位于外套(2)的下方，并與外套(2)的底部螺紋連接，導流板(1)的中心處設有一透光孔(9)，位于透光孔(9)的外側分別設有內氣環(10)和外氣環(11)，內氣環(10)與外氣環(11)之間通過多個氣路(12)連通，內氣環(10)與內套(3)中的氣道(27)下端相對接，外氣環(11)與多個噴嘴(13)的一端連通，噴嘴(13)的另一端連通到透光孔(9)的下邊；B、所述的外套(2)的中心設有一中心孔(20)，在外套(2)的中部設置冷卻水進孔(18)和冷卻水出孔(19)，冷卻水進、出孔(18)、(19)與內套(3)的冷卻水循環槽(26)相對接，在外套(2)的上部設置惰性屏蔽氣體進氣孔(14)，惰性屏蔽氣體進氣孔(14)與內套(3)的氣道環(24)相對接，外套(2)與內套(3)螺紋連接；C、所述內套(3)的中心處設有激光孔(21)，內套(3)的上部設置有氣道環(24)，該氣道環(24)與內套(3)中設置的氣道(27)相連接，內套(3)的下部設有一冷卻水循環槽(26)；上端面(25)設有一風冷槽(34)，該風冷槽(34)與接頭(4)上的冷卻風槽(31)相接合；D、所述接頭(4)的中心設有通光孔(30)，接頭(4)的頂面上設有一冷卻風槽(31)，冷卻風槽(31)的底面上分別設有冷卻水進口(32)和冷卻水出口(33)。
2、 根據權利要求1所述的一種大功率激光悍頭，其特征在r所述的內套(3)的中部與下部設有密封槽(23)。
3、 根據權利要求1所述的一種大功率激光焊頭，其特征在于所述的外套(2) 內壁的屮、下部設有密封圈槽(17)，并分別與內套(3)的中、下部的密封槽(23)對應相接，密封槽(23)中裝設有密封圈(5);外套(2)的上端面設有 密封圈槽(17)，密封圈槽(17)中裝有密封阇(5)。
4、 根據權利要求1所述的一種大功率激光焊頭，其特征在于所述的內套中 的氣道(27)與其壁面平行，且向下延伸至下底面(22)。
5、 根據權利要求1所述的一種大功率激光焊頭，其特征在于所述的接頭(4) 的頂面上設置多個螺孔，接頭(4)與內套(3)固定連接。
全文摘要
一種大功率激光焊頭包括導流板、外套、內套、接頭，導流板的四周凸沿設有螺紋，與外套的底套螺紋連接，導流板中心設置透光孔、內氣環和外氣環，內氣環與外氣環用氣路連通，內氣環與內套的氣道下端對接，外氣環與噴嘴的一端連通，噴嘴的另一端連通到透光孔。本發明設計合理、結構緊湊、安裝方便，維護量小，操作簡單、因同時具有風冷、水冷進行的強制冷卻激光焊頭受熱影響小，適宜長時間工作，工作時有強惰性屏蔽氣體噴出使焊接區與外部空氣隔離，焊接平整、焊縫寬度小、熱影響區小，焊接效率高、效果好，能完成傳統工藝無法實現的精密焊接，適用行業廣，可應用在機械制造、橡膠塑料制品、石油化工，船舶潛艇制造，水利電力、航空航天、儀器儀表、通信、工藝品等各行各業。
文檔編號B23K26/14GK101161398SQ20061004799
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月12日 優先權日2006年10月12日
發明者林青海, 陶興啟 申請人:沈陽大陸激光成套設備有限公司