CN107552954A - 一种带有热电偶的激光焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有热电偶的激光焊接机，包括：激光焊接装置和工件控制装置，激光焊接装置包括激光器底座，在激光器底座内设置了激光器电源，同时在激光器底座上设置了控制面板、显示器和数据采集卡，在激光器底座上端设置了激光器夹具，激光器夹具上端与激光器连接,激光发生器内包括激光泵浦源，工件控制装置包括焊接工作台，为了便于焊接工作台的移动，在焊接工作台下端设置了焊接工作台底脚，在焊接工作台上端设置了工件，本发明一种带有热电偶的激光焊接机，结构紧凑，能够有效检测工件的加工温度，提高了激光焊接机的使用寿命。

Description

一种带有热电偶的激光焊接机

技术领域

本发明涉及激光设备技术领域，特别是涉及一种带有热电偶的激光焊接机。

背景技术

激光现在的用途越来越广泛，激光被广泛应用在金属的加工领域，当激光照射在工件表面的瞬间产生极高的温度区，该区的温度分布是制定激光加工工艺的主要依据，但是该温度场变化快，又受到诸多因素的影响，是影响制造质量和加工效率的主要因素，激光焊接是以高功率聚焦激光束为热源，将激光束直接照射到材料表面，使得材料表面发热并传递到材料内部，使得材料熔融并连接，形成优良焊接接头的工艺过程，激光焊接机是激光材料加工用的机器，又常称为激光焊机、镭射焊机，激光焊接过程属于热传导过程，但是工作中，工件和设备是非接触的，工件的温度不方便控制，并且检测不方便，激光焊接中，一直保持高温，使得镜头长时间工作容易被灼伤，降低了镜片寿命，热电偶是一种成熟的温度测量装置，热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。在工业生产过程中，温度是需要测量和控制的重要参数之一。在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。

为此，本发明提供了一种激光焊接机，和现有的热电偶技术相互结合，起到激光温度控制，调节的功能，能有效提高镜头的使用效率，避免镜头长时间工作，从而提高了激光焊接机的使用寿命。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种带有热电偶的激光焊接机，设计紧凑，能够提高激光焊接机的使用寿命，同时体积设计合理，焊接工作稳定，加工质量高，并且改变了传统的非接触测温方法，温度测量准确，误差小。

所述的一种带有热电偶的激光焊接机，包括：激光焊接装置和工件控制装置，激光焊接装置包括激光器底座，激光器底座的下端设置了底座支撑脚垫，底座支撑脚垫便于激光焊接装置的稳定，为了便于激光焊接装置的移动，在所述的底座支撑脚垫上设置了滚轮。

在激光器底座内设置了激光器电源，激光器电源采用电源线连接到外部电源，激光器电源为激光器提供稳定电源，同时在激光器底座上设置了控制面板、显示器和数据采集卡，控制面板连接到计算机主机，起到控制激光器的作用，显示器用于显示要焊接工件的焊接定位状况，在所述的激光器底座上端设置了激光器夹具，激光器夹具下端通过夹具升降机构与底座连接，激光器夹具上端与激光器连接。

激光器包括激光发生器，激光发生器前端连接了聚光腔，激光发生器后端为全反射镜，聚光腔前端为激光扩束镜，激光扩束镜通过反射透镜连接到焊接头，焊接头是激光焊接机的主体部分，通过焊接头聚光产生热能，完成对工件的切割。

一种优选技术方案，所述的焊接头激光波长为200nm到3000nm，输出功率为10000W。

所述的激光发生器内包括激光泵浦源，通过激光泵浦源发出泵浦光对激光介质进行泵浦，在激光谐振腔体内进行振荡产生激光，激光泵浦源采用氪灯，氙灯，或者半导体激光器。

在所述的激光发生器外还包覆了激光冷却系统，激光冷却系统采用水冷方式，对激光发生器进行冷却。

所述的工件控制装置包括焊接工作台，为了便于焊接工作台的移动，在所述的焊接工作台下端设置了焊接工作台底脚，在焊接工作台上端设置了工件，并且工件采用绑缚装置设置在工作台上，并且在工件和焊接工作台之间设置了保温装置。

在工件上设置了热电偶，通过接触式热电偶对激光加工工件的待侧点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化，并且热电偶连接到数据采集卡，通过数据采集卡根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转为电势信号，并且数据采集卡通过连接集线器把电势信号显示在显示器上，从而在显示器上显示工件待测点的温度。

在控制面板上设置了控制按钮，通过控制面板的按钮控制激光器的工作电压和工作时间，从而提高了工件的加工效率，并且降低了焊接机的使用时间，从而提高了激光焊接的寿命。

本发明的有益效果是：本发明一种带有热电偶的激光焊接机，结构紧凑，能够有效检测工件的加工温度，从而调整激光器的工作时间，提高了激光焊接机的使用寿命，并且加工效率高，加工工件质量可靠。

附图说明

图1是本发明一种带有热电偶的激光焊接机的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：。

1为激光发生器，2为聚光腔，3为焊接工作台，31为焊接工作台底脚，4为工件，5为激光器夹具，51为夹具升降机构，6为激光扩束镜，7为激光冷却系统，8为激光器底座，9为热电偶，10为焊接头，11为控制面板，12为显示器，13为激光器电源，14为数据采集卡，15为保温装置，16为连接集线器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

所述的一种带有热电偶的激光焊接机，包括：激光焊接装置和工件控制装置，激光焊接装置包括激光器底座，激光器底座的下端设置了底座支撑脚垫，底座支撑脚垫便于激光焊接装置的稳定，为了便于激光焊接装置的移动，在所述的底座支撑脚垫上设置了滚轮。

在激光器底座内设置了激光器电源，激光器电源采用电源线连接到外部电源，激光器电源为激光器提供稳定电源，同时在激光器底座上设置了控制面板、显示器和数据采集卡，控制面板连接到计算机主机，起到控制激光器的作用，显示器用于显示要焊接工件的焊接定位状况，在所述的激光器底座上端设置了激光器夹具，激光器夹具下端通过夹具升降机构与底座连接，激光器夹具上端与激光器连接。

激光器包括激光发生器，激光发生器前端连接了聚光腔，激光发生器后端为全反射镜，聚光腔前端为激光扩束镜，激光扩束镜通过反射透镜连接到焊接头，焊接头是激光焊接机的主体部分，通过焊接头聚光产生热能，完成对工件的切割。

一种优选技术方案，所述的焊接头激光波长为200nm到3000nm，输出功率为10000W。

所述的激光发生器内包括激光泵浦源，通过激光泵浦源发出泵浦光对激光介质进行泵浦，在激光谐振腔体内进行振荡产生激光，激光泵浦源采用氪灯，氙灯，或者半导体激光器。

在所述的激光发生器外还包覆了激光冷却系统，激光冷却系统采用水冷方式，对激光发生器进行冷却。

所述的工件控制装置包括焊接工作台，为了便于焊接工作台的移动，在所述的焊接工作台下端设置了焊接工作台底脚，在焊接工作台上端设置了工件，并且工件采用绑缚装置设置在工作台上，并且在工件和焊接工作台之间设置了保温装置。

在工件上设置了热电偶，通过接触式热电偶对激光加工工件的待侧点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化，并且热电偶连接到数据采集卡，通过数据采集卡根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转为电势信号，并且数据采集卡通过连接集线器把电势信号显示在显示器上，从而在显示器上显示工件待测点的温度。

在控制面板上设置了控制按钮，通过控制面板的按钮控制激光器的工作电压和工作时间，从而提高了工件的加工效率，并且降低了焊接机的使用时间，从而提高了激光焊接的寿命。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种带有热电偶的激光焊接机，其特征在于，包括：激光焊接装置和工件控制装置，激光焊接装置包括激光器底座，激光器底座的下端设置了底座支撑脚垫，底座支撑脚垫便于激光焊接装置的稳定，为了便于激光焊接装置的移动，在所述的底座支撑脚垫上设置了滚轮,在激光器底座内设置了激光器电源，激光器电源采用电源线连接到外部电源，在激光器底座上设置了控制面板、显示器和数据采集卡，控制面板连接到计算机主机，起到控制激光器的作用，显示器用于显示要焊接工件的焊接定位状况，在激光器底座上端设置了激光器夹具，激光器夹具下端通过夹具升降机构与底座连接，激光器夹具上端与激光器连接,激光器包括激光发生器，激光发生器前端连接了聚光腔，激光发生器后端为全反射镜，聚光腔前端为激光扩束镜，激光扩束镜通过反射透镜连接到焊接头，焊接头是激光焊接机的主体部分，通过焊接头聚光产生热能，完成对工件的切割,激光发生器内包括激光泵浦源，通过激光泵浦源发出泵浦光对激光介质进行泵浦，在激光谐振腔体内进行振荡产生激光，激光泵浦源采用氪灯，氙灯，或者半导体激光器,在激光发生器外还包覆了激光冷却系统，激光冷却系统采用水冷方式，对激光发生器进行冷却,工件控制装置包括焊接工作台，在焊接工作台上端设置了工件，并且工件采用绑缚装置设置在工作台上，在工件和焊接工作台之间设置了保温装置,在工件上设置了热电偶，通过接触式热电偶对激光加工工件的待侧点进行温度测量，一定光斑直径的激光照射到工件表面引起工件温度的变化，并且热电偶连接到数据采集卡，通过数据采集卡根据热电偶的热电效应会将工件温度变化的信号转为电势信号，并且数据采集卡通过连接集线器把电势信号显示在显示器上，从而在显示器上显示工件待测点的温度,在控制面板上设置了控制按钮，通过控制面板的按钮控制激光器的工作电压和工作时间，从而提高了工件的加工效率。

2.根据权利要求1所述的一种带有热电偶的激光焊接机，其特征在于焊接头激光波长为200nm到3000nm，输出功率为10000W。

3.根据权利要求1所述的一种带有热电偶的激光焊接机，其特征在于，为了便于焊接工作台的移动，在所述的焊接工作台下端设置了焊接工作台底脚。