CN109664019B - 一种防止气孔缺陷的激光焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于激光焊接技术领域，具体的说是一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，包括装载焊料的壳体，壳体中的激光焊枪与连接两个待焊接的工件的连接板，壳体下端为圆筒形结构；壳体的右侧设有排液孔，排液孔自上而下设有多组，壳体右侧的外壁上固定有多个导气管，导气管沿壳体的外壁的圆弧均匀分布，导气管右侧竖直方向上均匀设有多个与导气管内部相连通的锥形吸管，锥形吸管的右侧与连接板和两个工件组成的凹槽相连通，锥形吸管用于对焊液中的气体进行吸取；壳体右上方外壁上固定有抽吸泵，所有的导气管的上端均与一号电磁阀连接在一起，一号电磁阀与抽吸泵通过管路连接，一号电磁阀的额定压力只允许气体通过。

Description

一种防止气孔缺陷的激光焊接设备
技术领域
本发明属于激光焊接技术领域，具体的说是一种防止气孔缺陷的激光焊接设备。
背景技术
激光焊接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，将焊接材料熔化后形成特定熔池。它是一种新型的焊接方式，主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等。随着社会的发展，人们对产品的质量的要求越来越高，使得激光焊接的应用越来越广，但是现有的激光焊接技术无法有效的对激光焊接的焊液中的气体进行有效的驱除，从而使得激光焊接后的焊缝中出现气孔缺陷，影响焊接的产品的质量，如何有效的防止激光焊接的气孔缺陷，这个问题需要我们去解决。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，本发明主要用于防止激光焊接时出现气孔缺陷。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，包括装载焊料的壳体，壳体中的激光焊枪与连接两个待焊接的工件的连接板，壳体下端为圆筒形结构；所述壳体的右侧设有排液孔，排液孔自上而下设有多组，壳体右侧的外壁上固定有多个导气管，导气管沿壳体的外壁的圆弧均匀分布，导气管右侧竖直方向上均匀设有多个与导气管内部相连通的锥形吸管，锥形吸管的右侧与连接板和两个工件组成的凹槽相连通，锥形吸管用于对焊液中的气体进行吸取；所述壳体右上方外壁上固定有抽吸泵，所有的导气管的上端均与一号电磁阀连接在一起，一号电磁阀与抽吸泵通过管路连接，一号电磁阀的额定压力只允许气体通过。
工作时，激光焊枪将壳体中的焊料熔化，熔化的焊液从壳体的底孔与壳体右侧排液孔中排出，焊液流向连接板与工件组成的凹槽中，焊液先使得连接板与两个焊件连接在一起，随后焊液在凹槽中堆积并从下向上驱赶凹槽中的气体，使得焊液中的空气减少，防止了焊接的焊缝中出现较多的气孔，对焊缝中气孔缺陷进行了有效的防止；壳体在焊液中向左移动，抽吸泵工作使得焊液中的气体通过锥形吸管与导气管向抽吸泵中移动，一号电磁阀的额定压力只允许气体通过，使得气体穿过一号电磁阀最终进入抽吸泵中，通过抽吸泵排出，焊液不会从一号电磁阀中穿过，避免了焊液的浪费，同时确保了足够的焊液对工件进行焊接，提高了焊件的焊接质量，随着焊液中的气体的抽出，焊液中的气泡减少，从而防止了最终焊接完成的焊缝中出现气孔缺陷，提高了焊缝的质量。
所述锥形吸管转动安装在导气管上，锥形吸管的左端部设有外齿圈；所述壳体右侧设有马达，马达输出轴上设有齿轮；所述壳体右侧通过上下两个固定块与弹簧安装有与导气管数量相同的软齿条，软齿条的前后两侧均设有齿，软齿条穿过上下相邻的两个锥形吸管的间隙呈蛇形分布，软齿条上的齿与锥形吸管的外齿圈相啮合，软齿条与齿轮啮合，软齿条用于带动锥形吸管转动。随着焊液的堆积，焊液的上下层之间的温度不同，此时为了防止锥形吸管的受热不均匀引起锥形吸管单方向偏折，造成焊液中出现气孔，开启马达，马达带动齿轮不断的正反转，从而使得齿轮带动软齿条不断的上下运动，软齿条的上下运动使得锥形吸管不断的正反转，从而使得锥形吸管受热均匀，避免了锥形吸管弯曲后将焊液向一侧挤压，造成焊接时出现裂缝，有效的防止了焊接的裂缝缺陷。
所述锥形吸管通过轴承转动安装在导气管的右侧，轴承靠导气管一侧的倒角为1.5-2mm，锥形吸管的前端位于轴承的倒角位置。当焊液中的热的气体进入锥形吸管时，锥形吸管内部受到热空气的挤压，使得锥形吸管位于轴承倒角位置的管壁被挤压并与轴承的倒角处贴合，1.5-2mm的倒角使得锥形吸管无法被轻易拔出，使得锥形吸管与导气管之间的连接更加的稳定，避免了锥形吸管的脱离。
所述壳体下端初始状态时向右侧弯曲，壳体受到焊液的热量时呈竖直状态。壳体下端初始状态时向右弯曲，并在壳体受到焊液的热量时呈竖直状态使得壳体的下端在焊液中运动时，壳体下端处于竖直状态，从而使得竖直方向上设置的锥形吸管相互之间始终保持平行状态，避免了锥形吸管向某一个方向弯曲造成焊液中出现气孔，防止了气孔的产生；同时锥形吸管保持平行状态时，锥形吸管能够在软齿条的作用下顺利的转动，从而避免了锥形吸管受热不均匀而弯曲，避免了锥形吸管弯曲带动焊液中出现气孔，进一步的防止了焊液的气孔的产生。
所述马达为气动马达，气动马达通过二号电磁阀与抽吸泵相连接，二号电磁阀用于实现气动马达的正反转。利用抽吸泵抽取气动马达中的气体使得气动马达转动，避免了外加动力源，气动马达有惯性并且能够更加容易实现正转与反转的换向，使得气动马达能够更加顺利的带动齿轮正反转，进而使得软齿条能够顺利的不断上下运动。
所述导气管分为内管与外管，外管的内壁上设有镀银层，外管的内壁沿竖直方向上设有多组绝缘的固定块，每组中的固定块沿外管的内壁周向均匀分布，外管与内管之间通过固定块固定有沿竖直走向的加热导线，加热导线通过多个细导线缠绕而成，加热导线与内管的外壁相接触，加热导线用于使得混入导气管中的焊液处于熔融状态；所述排液孔的孔径自上而下逐渐增大。在焊液中的气体顺着导气管上升的过程中，存在少许焊液进入导气管中，导气管的内管与外管间的加热导线对内管进行加热，使得进入内管中的焊液不会固结，外管内壁上的镀银层对加热导线的热辐射进行了反射，避免了加热导线产生的热量散失到外界中造成热量的损失，节约了能源，同时确保了内管中混入的焊液能够受到足够的热量而保持熔融状态，避免了混入内管中的焊液固结对内管进行封堵；加热导线通过多个细导线缠绕而成使得加热导线与内管和外管组成的空间之间的直接接触面积变大，使得加热导线中的热量能够更加快速的传出，使得内管中的焊液能够吸收足够多的热量而始终保持熔融状态；排液孔的孔径自上而下逐渐增大，使得焊液从壳体中流出后在两个工件与连接板组成的凹槽的底部堆积的速度快，使得焊液向上驱赶凹槽中的空气，有效的防止了最终的焊缝中出现气孔。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过抽吸泵、一号电磁阀与锥形吸管相互配合，使得激光焊接时，焊液中的气体被抽除，有效的防止了最终的焊缝中出现气孔缺陷。
2.本发明通过设定一号电磁阀的压力值，使得一号电磁阀只能允许焊液中的气体通过，无法使得焊液通过，避免了焊液的浪费，同时使得工件与连接板组成的凹槽中有足够的焊液对工件进行焊接，使得工件被焊接的更加的牢固，提高了焊接的质量。
3.本发明通过利用软齿条带动锥形吸管转动，使得锥形吸管均匀受热，避免了锥形吸管在焊液中吸取气体时出现弯曲造成焊液中出现气孔，从而避免了激光焊接的焊缝中出现气孔缺陷。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中的B向视图；
图4是本发明的锥形吸管、轴承与导气管的连接示意图；
图5是导气管的内管、外管与加热导线的分布示意图；
图6是图5中C处的局部放大图；
图中：壳体1、激光焊枪11、排液孔12、马达13、齿轮14、软齿条15、导气管2、锥形吸管21、轴承22、内管23、外管24、加热导线25、连接板3、抽吸泵4、一号电磁阀41、二号电磁阀42。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，包括装载焊料的壳体1，壳体1中的激光焊枪11与连接两个待焊接的工件的连接板3，壳体1下端为圆筒形结构；所述壳体1的右侧设有排液孔12，排液孔12自上而下设有多组，壳体1右侧的外壁上固定有多个导气管2，导气管2沿壳体1的外壁的圆弧均匀分布，导气管2右侧竖直方向上均匀设有多个与导气管2内部相连通的锥形吸管21，锥形吸管21的右侧与连接板3和两个工件组成的凹槽相连通，锥形吸管21用于对焊液中的气体进行吸取；所述壳体1右上方外壁上固定有抽吸泵4，所有的导气管2的上端均与一号电磁阀41连接在一起，一号电磁阀41与抽吸泵4通过管路连接，一号电磁阀41的额定压力只允许气体通过。
工作时，激光焊枪11将壳体1中的焊料熔化，熔化的焊液从壳体1的底孔与壳体1右侧排液孔12中排出，焊液流向连接板3与工件组成的凹槽中，焊液先使得连接板3与两个焊件连接在一起，随后焊液在凹槽中堆积并从下向上驱赶凹槽中的气体，使得焊液中的空气减少，防止了焊接的焊缝中出现较多的气孔，对焊缝中气孔缺陷进行了有效的防止；壳体1在焊液中向左移动，抽吸泵4工作使得焊液中的气体通过锥形吸管21与导气管2向抽吸泵4中移动，一号电磁阀41的额定压力只允许气体通过，使得气体穿过一号电磁阀41最终进入抽吸泵4中，通过抽吸泵4排出，焊液不会从一号电磁阀41中穿过，避免了焊液的浪费，同时确保了足够的焊液对工件进行焊接，提高了焊件的焊接质量，随着焊液中的气体的抽出，焊液中的气泡减少，从而防止了最终焊接完成的焊缝中出现气孔缺陷，提高了焊缝的质量。
所述锥形吸管21转动安装在导气管2上，锥形吸管21的左端部设有外齿圈；所述壳体1右侧设有马达13，马达13输出轴上设有齿轮14；所述壳体1右侧通过上下两个固定块与弹簧安装有与导气管2数量相同的软齿条15，软齿条15的前后两侧均设有齿，软齿条15穿过上下相邻的两个锥形吸管21的间隙呈蛇形分布，软齿条15上的齿与锥形吸管21的外齿圈相啮合，软齿条15与齿轮14啮合，软齿条15用于带动锥形吸管21转动。随着焊液的堆积，焊液的上下层之间的温度不同，此时为了防止锥形吸管21的受热不均匀引起锥形吸管21单方向偏折，造成焊液中出现气孔，开启马达13，马达13带动齿轮14不断的正反转，从而使得齿轮14带动软齿条15不断的上下运动，软齿条15的上下运动使得锥形吸管21不断的正反转，从而使得锥形吸管21受热均匀，避免了锥形吸管21弯曲后将焊液向一侧挤压，造成焊接时出现裂缝，有效的防止了焊接的裂缝缺陷。
所述锥形吸管21通过轴承22转动安装在导气管2的右侧，轴承22靠导气管2一侧的倒角为1.5-2mm，锥形吸管21的前端位于轴承22的倒角位置。当焊液中的热的气体进入锥形吸管21时，锥形吸管21内部受到热空气的挤压，使得锥形吸管21位于轴承22倒角位置的管壁被挤压并与轴承22的倒角处贴合，1.5-2mm的倒角使得锥形吸管21无法被轻易拔出，使得锥形吸管21与导气管2之间的连接更加的稳定，避免了锥形吸管21的脱离。
所述壳体1下端初始状态时向右侧弯曲，壳体1受到焊液的热量时呈竖直状态。壳体1下端初始状态时向右弯曲，并在壳体1受到焊液的热量时呈竖直状态使得壳体1的下端在焊液中运动时，壳体1下端处于竖直状态，从而使得竖直方向上设置的锥形吸管21相互之间始终保持平行状态，避免了锥形吸管21向某一个方向弯曲造成焊液中出现气孔，防止了气孔的产生；同时锥形吸管21保持平行状态时，锥形吸管21能够在软齿条15的作用下顺利的转动，从而避免了锥形吸管21受热不均匀而弯曲，避免了锥形吸管21弯曲带动焊液中出现气孔，进一步的防止了焊液的气孔的产生。
所述马达13为气动马达13，气动马达13通过二号电磁阀42与抽吸泵4相连接，二号电磁阀42用于实现气动马达13的正反转。利用抽吸泵4抽取气动马达13中的气体使得气动马达13转动，避免了外加动力源，气动马达13有惯性并且能够更加容易实现正转与反转的换向，使得气动马达13能够更加顺利的带动齿轮14正反转，进而使得软齿条15能够顺利的不断上下运动。
所述导气管2分为内管23与外管24，外管24的内壁上设有镀银层，外管24的内壁沿竖直方向上设有多组绝缘的固定块，每组中的固定块沿外管24的内壁周向均匀分布，外管24与内管23之间通过固定块固定有沿竖直走向的加热导线25，加热导线25通过多个细导线缠绕而成，加热导线25与内管23的外壁相接触，加热导线25用于使得混入导气管2中的焊液处于熔融状态；所述排液孔12的孔径自上而下逐渐增大。在焊液中的气体顺着导气管2上升的过程中，存在少许焊液进入导气管2中，导气管2的内管23与外管24间的加热导线25对内管23进行加热，使得进入内管23中的焊液不会固结，外管24内壁上的镀银层对加热导线25的热辐射进行了反射，避免了加热导线25产生的热量散失到外界中造成热量的损失，节约了能源，同时确保了内管23中混入的焊液能够受到足够的热量而保持熔融状态，避免了混入内管23中的焊液固结对内管23进行封堵；加热导线25通过多个细导线缠绕而成使得加热导线25与内管23和外管24组成的空间之间的直接接触面积变大，使得加热导线25中的热量能够更加快速的传出，使得内管23中的焊液能够吸收足够多的热量而始终保持熔融状态；排液孔12的孔径自上而下逐渐增大，使得焊液从壳体1中流出后在两个工件与连接板3组成的凹槽的底部堆积的速度快，使得焊液向上驱赶凹槽中的空气，有效的防止了最终的焊缝中出现气孔。
具体工作流程如下：
工作时，激光焊枪11将壳体1中的焊料熔化，熔化的焊液从壳体1的底孔与壳体1右侧排液孔12中排出，焊液流向连接板3与工件组成的凹槽中，焊液先使得连接板3与两个焊件连接在一起，随后焊液在凹槽中堆积并从下向上驱赶凹槽中的气体，使得焊液中的空气减少，防止了焊接的焊缝中出现较多的气孔，对焊缝中气孔缺陷进行了有效的防止；壳体1在焊液中向左移动，抽吸泵4工作使得焊液中的气体通过锥形吸管21与导气管2向抽吸泵4中移动，一号电磁阀41的额定压力只允许气体通过，使得气体穿过一号电磁阀41最终进入抽吸泵4中，通过抽吸泵4排出，焊液不会从一号电磁阀41中穿过，避免了焊液的浪费，同时确保了足够的焊液对工件进行焊接，提高了焊件的焊接质量，随着焊液中的气体的抽出，焊液中的气泡减少，从而防止了最终焊接完成的焊缝中出现气孔缺陷，提高了焊缝的质量。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，包括装载焊料的壳体(1)，壳体(1)中的激光焊枪(11)与连接两个待焊接的工件的连接板(3)，壳体(1)下端为圆筒形结构；其特征在于：所述壳体(1)的右侧设有排液孔(12)，排液孔(12)自上而下设有多组，壳体(1)右侧的外壁上固定有多个导气管(2)，导气管(2)沿壳体(1)的外壁的圆弧均匀分布，导气管(2)右侧竖直方向上均匀设有多个与导气管(2)内部相连通的锥形吸管(21)，锥形吸管(21)的右侧与连接板(3)和两个工件组成的凹槽相连通，锥形吸管(21)用于对焊液中的气体进行吸取；所述壳体(1)右上方外壁上固定有抽吸泵(4)，所有的导气管(2)的上端均与一号电磁阀(41)连接在一起，一号电磁阀(41)与抽吸泵(4)通过管路连接，一号电磁阀(41)的额定压力只允许气体通过；
所述锥形吸管(21)转动安装在导气管(2)上，锥形吸管(21)的左端部设有外齿圈；所述壳体(1)右侧设有马达(13)，马达(13)输出轴上设有齿轮(14)；所述壳体(1)右侧通过上下两个固定块与弹簧安装有与导气管(2)数量相同的软齿条(15)，软齿条(15)的前后两侧均设有齿，软齿条(15)穿过上下相邻的两个锥形吸管(21)的间隙呈蛇形分布，软齿条(15)上的齿与锥形吸管(21)的外齿圈相啮合，软齿条(15)与齿轮(14)啮合，软齿条(15)用于带动锥形吸管(21)转动；
所述导气管(2)分为内管(23)与外管(24)，外管(24)的内壁上设有镀银层，外管(24)的内壁沿竖直方向上设有多组绝缘的固定块，每组中的固定块沿外管(24)的内壁周向均匀分布，外管(24)与内管(23)之间通过固定块固定有沿竖直走向的加热导线(25)，加热导线(25)通过多个细导线缠绕而成，加热导线(25)与内管(23)的外壁相接触，加热导线(25)用于使得混入导气管(2)中的焊液处于熔融状态；所述排液孔(12)的孔径自上而下逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，其特征在于：所述锥形吸管(21)通过轴承(22)转动安装在导气管(2)的右侧，轴承(22)靠导气管(2)一侧的倒角为1.5-2mm，锥形吸管(21)的前端位于轴承(22)的倒角位置。
3.根据权利要求1所述的一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，其特征在于：所述壳体(1)下端初始状态时向右侧弯曲，壳体(1)受到焊液的热量时呈竖直状态。
4.根据权利要求1所述的一种防止气孔缺陷的激光焊接设备，其特征在于：所述马达(13)为气动马达(13)，气动马达(13)通过二号电磁阀(42)与抽吸泵(4)相连接，二号电磁阀(42)用于实现气动马达(13)的正反转。
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