CN109848555A - 便携式激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种便携式激光焊接装置，包括具有收容空间的机柜，一挡板固设在机柜内用以将收容空间分隔呈上容置腔和下容置腔，下容置腔内设有一冷水机，上容置腔内设置有激光发生器以及固设在激光发生器上方的电源；激光发生器还通过光缆与手持式激光焊接头连接，手持式激光焊接头至少包括主体以及设置在主体内的中空腔，中空腔内容置有用以对经激光发生器发射出的光束进行准直聚焦的准直聚焦组件和用以对主体进行降温的降温组件。本发明的有益效果主要体现在：结构合理，设计新颖，冷水机放置在下容置腔中，电源和激光发生器放置在上容置腔中并由容置盒隔开，做到了水电的完全隔离，杜绝一切安全隐患，同时，节约占地面积。

Description

便携式激光焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体而言，尤其涉及一种便携式激光焊接装置。

背景技术

激光焊接是一种以聚焦的激光束作为能源的一种高效精密焊接方法。激光在激光器内产生。经过光纤或飞行光路传输后在最终作用与加工点之前都需要经过加工头的透镜组来调整激光束特性，以最佳的状态适配各项任务。

激光加工技术是激光应用的重要方面之一，激光器也随着应用的广泛越来越完善，从传统的硬光路激光器发展到现在更普遍、更实用的光纤激光发生器。光纤激光发生器通常由机柜、U箱式控制电源、内循环系统、光路系统以及外置的冷水机组成。传统的激光发生器位于U箱式电源的正上方。但是实际应用时，越来越多的客户反映它的不合理性，其一，水冷机外置导致占地空间较大，其二，因为U箱式控制电源位于激光发生器的下方，而激光发生器需要有冷却水冷却，故而水路系统跟电控制系统没有完全隔离，存在一定安全隐患，第三，激光加工头体积重量都比较大，不适合手持式灵活焊接作业，第四，焊接焦点固定，无法达到最优的焊接效果。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种便携式激光焊接装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种便携式激光焊接装置，包括

一机柜，其具有一收容空间，所述收容空间由挡板分隔成上容置腔和下容置腔；

一激光发生器和电源，设置在所述上容置腔，且所述电源设置在所述激光发生器上方；

一冷水机，设置在下容置腔内，所述冷水机与所述激光发生器冷却水管道相连通；

一手持式激光焊接头，设置在所述机柜外，通过光缆与所述激光发生器连接，所述激光发生器上设有用以对经所述激光发生器发射出的光束进行准直聚焦的准直聚焦组件；

一夹持组件，设置在所述手持式激光焊接头远离所述光缆的一端，用以夹持工件并可微距离调节焊接焦点的位置。

优选的，所述手持式激光焊接头至少包括主体以及设置在所述主体内的中空腔，所述主体的上端通过连接件和与所述光缆固接的QBH接头固接，其下端通过窗口镜筒与保护套筒固接；所述窗口镜筒上固设有一窗口镜，所述窗口镜筒通过螺纹连接于所述主体的底端上；经所述激光发生器发射出的光束依次贯穿所述QBH接头、连接件、主体及窗口镜筒并延伸置于所述保护套筒外。

优选的，所述夹持组件包括设置在所述保护套筒下方的焊接夹具和锁紧螺母，所述锁紧螺母通过螺纹配合连接于所述保护套筒的底端，并将所述焊接夹具限位在两者之间。

优选的，所述中空腔内容置有用以对所述主体进行降温的降温组件，所述降温组件至少包括开设在所述主体上的沉槽，所述沉槽与焊接在其上的盖板相互配合形成密封的水冷通道；所述主体上还设有两个与所述水冷通道相互连通的快拧接头，用以与外界的水源连接。

优选的，所述连接件的两端分别通过螺纹配合连接于所述主体和QBH接头，且其上套设有密封套筒；所述QBH接头上设有一用以探测其内部温度的温度开关，所述主体上设有一用以控制无源通断信号的按钮，所述按钮与所述温度开关电性连接。

优选的，所述中空腔包括圆台端和矩形端，所述圆台端的底面与所述矩形端的上表面紧贴，且其直径小于所述矩形面的长度；所述准直聚焦组件包括设置在所述矩形端内的准直透镜和聚焦透镜，所述准直透镜位于所述聚焦透镜和圆台端之间，并与所述圆台端的底面紧贴，其长度介于所述圆台端底面的直径和所述矩形端上表面的长度之间；所述准直透镜和聚焦透镜之间通过距离环限位，所述距离环的外壁与所述中空腔的内壁紧贴；所述聚焦透镜远离所述准直透镜的一端面上固设有用以起将其限位的镜片固定环，所述镜片固定环与所述中空腔的内壁紧贴。

优选的，所述挡板的上表面上固设有一用以容置所述激光发生器的容置盒，所述电源固设在所述容置盒的上表面，所述电源位于所述激光发生器的上方，且两者电性连接。

优选的，所述上容置腔内设有一固设在所述挡板上的固定板，所述固定板上固设有PLC控制器，所述PLC控制器与所述挡板之间存在间隙。

优选的，所述挡板上设有一排水槽，所述排水槽位于所述冷水机和激光发生器冷却水管道衔接处的正下方，且其中轴线与水平面形成的夹角为锐角；所述机柜的一侧还设有积水箱，所述积水箱位于所述排水槽的下方，并与之连通；所述积水箱内设有液位计，所述液位计与固设在所述机柜上的蜂鸣器电性连接。

优选的，所述下容置腔内还设有两个散热风扇，所述机柜的侧面上设有一组散热孔，用以将所述下容置腔内的热量进行散出。

本发明的有益效果主要体现在：

1、结构合理，设计新颖，将激光发生器和电源与外置冷水机集成为新型冷水机，并安装于机柜的内部，提高设备的集成度，由以往的两柜式结构变成单柜式结构，节约占地面积；

2、将传统中的U箱式电源进行体集成，由以往的充、放电箱集成成一体式电源控制箱，缩小了控制电源的体积，更便于售前安装以及售后的维护更换；

3、冷水机放置在下容置腔中，电源和激光发生器放置在上容置腔中并由容置盒隔开，做到了水电的完全隔离，杜绝一切安全隐患；

4、积水箱和排水槽的设置可及时将上容置腔内的水排出，进一步提高安全性能；

5、液位计的设置可在积水箱内的液体达到液位计阈值时，及时通知相应工程师进行维修或处理，提高安全性能；

6、散热孔和散热风扇的设置可及时将下容置腔内的热量排出，避免内部温度过高，延长使用寿命；

7、手持式激光焊接头结构精密，各个部件之间均通过螺纹连接，便于维修更换，极大提高工作效率；

8、焊接夹具通过锁紧螺母锁止在保护套筒上，松开锁紧螺母，焊接夹具可以通过螺纹旋转上下移动，采用事先设定的焦距对工件进行焊接，根据实际情况，需要对焦距进行调节。松开锁紧螺母，上移焊接夹具，实际焊接时的焦点位置升高，下移焊接夹具，实际焊接时的焦点位置降低，通过焊接夹具上下移动对焦距进行微调，从而改变焊接时焦点的位置，从而达到更好的焊接效果；

9、聚焦透镜和准直透镜之间通过距离环限位，工人操作简单省力，极大地提高工作效率；

10、降温组件的设置实现对准直聚焦组件的散热，稳定了焦点位置，有效的保证了激光焊接加工的精度。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明的立体图；

图2：本发明的主视图；

图3：本发明的俯视图；

图4：本发明的剖视图；

图5：本发明中手持式激光焊接头的爆炸图；

图6：本发明中手持式激光焊接头上的连接件和QBH接头的立体图；

图7：本发明中手持式激光焊接头的主体的结构示意图；

图8：图7中A-A的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图8所示，本发明揭示了一种便携式激光焊接装置，包括具有收容空间11的机柜1，一挡板12固设在所述机柜1内用以将所述收容空间11分隔呈上容置腔2和下容置腔3，下容置腔3内设有一冷水机31和两个散热风扇33，当然，所述散热风扇33可以为多个，也其为其他散热器，均属于本发明的保护范畴，不做过多赘述。所述机柜1的侧面上设有一组散热孔32，用以将所述下容置腔3内的热量进行散出，以延长其使用寿命。

所述上容置腔2内设置有与所述冷水机31相连通的激光发生器22以及固设在所述激光发生器22上方的电源23，其中，所述挡板12的上表面上固设有一用以容置所述激光发生器22的容置盒21，所述电源23固设在所述容置盒21的上表面，所述电源23位于所述激光发生器22的上方，且两者电性连接。此时，所述激光发生器22、电源23以及冷水机31三者完全隔离，没有交叉。即使在漏水渗水的情况下不会引发任何安全问题，有效解决传统光纤激光发生器的安全隐患。上述中，所述电源4为集成充放电箱的一体式电源，集成了传统U箱式电源的充放电控制部分，体积缩小百分之五十以上，更便于安装、维护和更换。

进一步的，所述挡板12上设有一排水槽13，所述排水槽13位于所述冷水机31和冷却水管道衔接处的正下方，且其中轴线与水平面形成的夹角为锐角，所述机柜1的一侧还设有积水箱14，所述积水箱14位于所述排水槽13的下方，并与之连通。当出现漏水渗水时，所述冷水机31和冷却水管道衔接处的水经所述排水槽13可排放至所述积水箱14内，进一步提高安全性能。另外，所述积水箱14内设有液位计15，所述液位计15与固设在所述机柜1上的蜂鸣器电性连接。当所述积水箱14内的液体达到所述液位计15的阈值时，即说明所述冷水机31和冷却水管道衔接处漏水很严重，通过蜂鸣器通知相应工程师进行维修，提高安全性能。

所述上容置腔2内设有一固设在所述挡板12上的固定板24，所述固定板24上固设有PLC控制器25，所述PLC控制器25与所述挡板12之间存在间隙，用以延长PLC控制器25的使用寿命。

本发明中，所述激光发生器22还通过光缆26与手持式激光焊接头4连接，所述手持式激光焊接头4至少包括主体41，所述主体41的上端通过连接件42和与所述光缆26固接的QBH接头43固接，其下端通过窗口镜筒44与保护套筒45固接，经所述激光发生器22发射出的光束依次贯穿所述QBH接头43、连接件42、主体41及窗口镜筒44并延伸置于所述保护套筒45外。其中，所述连接件42的两端分别通过螺纹配合连接于所述主体41和QBH接头43，且其上套设有密封套筒421。所述窗口镜筒44上固设有一窗口镜441，所述窗口镜筒44通过螺纹连接于所述主体41的底端上。所述窗口镜筒44的下端通过螺纹连接于所述保护套筒45的顶端。所述QBH接头43、连接件42、主体41、窗口镜筒44以及保护套筒45之间均采用螺纹连接，当其中任一损坏时，仅需将其拧下，即可实现快速更换维修，极大地提高工作效率。

上述中，所述保护套筒45上设有一用以外部保护气体连通的连接接头453。所述QBH接头43上设有一用以探测其内部温度的温度开关431，所述主体41上设有一用以控制无源通断信号的按钮412，所述按钮412与所述温度开关431电性连接。所述主体41远离所述光缆26的一端还设有用以夹持工件并可相对所述准直聚焦组件46移动的夹持组件，所述夹持组件包括设置在所述保护套筒45下方的焊接夹具451和锁紧螺母452，所述锁紧螺母452通过螺纹配合连接于所述保护套筒45的底端，并将所述焊接夹具451限位在两者之间。具体的，所述焊接夹具451通过锁紧螺母452锁止在保护套筒45上，松开锁紧螺母452，焊接夹具451可以通过螺纹旋转上下移动，采用事先设定的焦距对工件进行焊接，根据实际情况，需要对焦距进行调节。松开锁紧螺母452，上移焊接夹具，实际焊接时的焦点位置升高，下移焊接夹具451，实际焊接时的焦点位置降低，通过焊接夹具451上下移动对焦距进行微调，从而改变焊接时焦点的位置，从而达到更好的焊接效果。

本发明中，所述主体41内设置有一中空腔411，所述中空腔411包括圆台端4111和矩形端4112，所述圆台端4111的底面与所述矩形端4112的上表面紧贴，且其直径小于所述矩形面的长度。所述中空腔411内容置有用以对经所述激光发生器22发射出的光束进行准直聚焦的准直聚焦组件46，所述准直聚焦组件46包括设置在所述矩形端4112内的准直透镜461和聚焦透镜462，所述准直透镜461位于所述聚焦透镜462和圆台端4111之间，并与所述圆台端4111的底面紧贴，其长度介于所述圆台端4111底面的直径和所述矩形端4112上表面的长度之间。所述准直透镜461和聚焦透镜462之间通过距离环463限位，所述距离环463的外壁与所述中空腔的内壁紧贴；所述聚焦透镜462远离所述准直透镜461的一端面上固设有用以起将其限位的镜片固定环464，所述镜片固定环464与所述中空腔的内壁紧贴。

所述主体41上还设有用以对所述主体41进行降温的降温组件47，所述降温组件47至少包括开设在所述主体41上的沉槽471，所述沉槽471与焊接在其上的盖板472相互配合形成密封的水冷通道；所述主体41上还设有两个与所述水冷通道相互连通的快拧接头473，用以与外界的水源连接。

本发明中，所述柜体1上还设有人机界面16、操作按钮17、启动开关18以及脚踏开光19，所述人机界面16和操作按钮17通过PLC控制器25与所述电源23电性连接。

本发明的有益效果主要体现在：

1、结构合理，设计新颖，将激光发生器和电源与外置冷水机集成为新型冷水机，并安装于机柜的内部，提高设备的集成度，由以往的两柜式结构变成单柜式结构，节约占地面积；

2、将传统中的U箱式电源进行体集成，由以往的充、放电箱集成成一体式电源控制箱，缩小了控制电源的体积，更便于售前安装以及售后的维护更换；

3、冷水机放置在下容置腔中，电源和激光发生器放置在上容置腔中并由容置盒隔开，做到了水电的完全隔离，杜绝一切安全隐患；

4、积水箱和排水槽的设置可及时将上容置腔内的水排出，进一步提高安全性能；

5、液位计的设置可在积水箱内的液体达到液位计阈值时，及时通知相应工程师进行维修或处理，提高安全性能；

6、散热孔和散热风扇的设置可及时将下容置腔内的热量排出，避免内部温度过高，延长使用寿命。

7、手持式激光焊接头结构精密，各个部件之间均通过螺纹连接，便于维修更换，极大提高工作效率；

8、焊接夹具通过锁紧螺母锁止在保护套筒上，松开锁紧螺母，焊接夹具可以通过螺纹旋转上下移动，采用事先设定的焦距对工件进行焊接，根据实际情况，需要对焦距进行调节。松开锁紧螺母，上移焊接夹具，实际焊接时的焦点位置升高，下移焊接夹具，实际焊接时的焦点位置降低，通过焊接夹具上下移动对焦距进行微调，从而改变焊接时焦点的位置，从而达到更好的焊接效果。

9、聚焦透镜和准直透镜之间通过距离环限位，工人操作简单省力，极大地提高工作效率；

10、降温组件的设置实现对准直聚焦组件的散热，稳定了焦点位置，有效的保证了激光焊接加工的精度。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.便携式激光焊接装置，其特征在于：包括

一机柜（1），其具有一收容空间（11），所述收容空间（11）由挡板（12）分隔成上容置腔（2）和下容置腔（3）；

一激光发生器（22）和电源（23），设置在所述上容置腔（2），且所述电源（23）设置在所述激光发生器（22）上方；

一冷水机（31），设置在下容置腔（3）内，所述冷水机（31）与所述激光发生器（22）冷却水管道相连通；

一手持式激光焊接头（4），设置在所述机柜（1）外，通过光缆（26）与所述激光发生器（22）连接，所述激光发生器（22）上设有用以对经所述激光发生器（22）发射出的光束进行准直聚焦的准直聚焦组件（46）；

一夹持组件，设置在所述手持式激光焊接头（4）远离所述光缆（26）的一端，用以夹持工件并可微距离调节焊接焦点的位置。

2.根据权利要求1所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述手持式激光焊接头（4）至少包括主体（41）以及设置在所述主体（41）内的中空腔（411），所述主体（41）的上端通过连接件（42）和与所述光缆（26）固接的QBH接头（43）固接，其下端通过窗口镜筒（44）与保护套筒（45）固接；所述窗口镜筒（44）上固设有一窗口镜（441），所述窗口镜筒（44）通过螺纹连接于所述主体（41）的底端上；经所述激光发生器（22）发射出的光束依次贯穿所述QBH接头（43）、连接件（42）、主体（41）及窗口镜筒（44）并延伸置于所述保护套筒（45）外。

3.根据权利要求2所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述夹持组件包括设置在所述保护套筒（45）下方的焊接夹具（451）和锁紧螺母（452），所述锁紧螺母（452）通过螺纹配合连接于所述保护套筒（45）的底端，并将所述焊接夹具（451）限位在两者之间。

4.根据权利要求3所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述中空腔（411）内容置有用以对所述主体（41）进行降温的降温组件（47），所述降温组件（47）至少包括开设在所述主体（41）上的沉槽（471），所述沉槽（471）与焊接在其上的盖板（472）相互配合形成密封的水冷通道；所述主体（41）上还设有两个与所述水冷通道相互连通的快拧接头（473），用以与外界的水源连接。

5.根据权利要求4所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述连接件（42）的两端分别通过螺纹配合连接于所述主体（41）和QBH接头（43），且其上套设有密封套筒（421）；所述QBH接头（43）上设有一用以探测其内部温度的温度开关（431），所述主体（41）上设有一用以控制无源通断信号的按钮（412），所述按钮（412）与所述温度开关（431)电性连接。

6.根据权利要求1~5任一所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述中空腔（411）包括圆台端（4111）和矩形端（4112），所述圆台端（4111）的底面与所述矩形端（4112）的上表面紧贴，且其直径小于所述矩形面的长度；所述准直聚焦组件（46）包括设置在所述矩形端（4112）内的准直透镜（461）和聚焦透镜（462），所述准直透镜（461）位于所述聚焦透镜（462）和圆台端（4111）之间，并与所述圆台端（4111）的底面紧贴，其长度介于所述圆台端（4111）底面的直径和所述矩形端（4112）上表面的长度之间；所述准直透镜（461）和聚焦透镜（462）之间通过距离环（463）限位，所述距离环（463）的外壁与所述中空腔的内壁紧贴；所述聚焦透镜（462）远离所述准直透镜（461）的一端面上固设有用以起将其限位的镜片固定环（464），所述镜片固定环（464）与所述中空腔的内壁紧贴。

7.根据权利要求6所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述挡板（12）的上表面上固设有一用以容置所述激光发生器（22）的容置盒（21），所述电源（23）固设在所述容置盒（21）的上表面，所述电源（23）位于所述激光发生器（22）的上方，且两者电性连接。

8.根据权利要求7所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述上容置腔（2）内设有一固设在所述挡板（12）上的固定板（24），所述固定板（24）上固设有PLC控制器（25），所述PLC控制器（25）与所述挡板（12）之间存在间隙。

9.根据权利要求8所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述挡板（12）上设有一排水槽（13），所述排水槽（13）位于所述冷水机（31）和激光发生器（22）冷却水管道衔接处的正下方，且其中轴线与水平面形成的夹角为锐角；所述机柜（1）的一侧还设有积水箱（14），所述积水箱（14）位于所述排水槽（13）的下方，并与之连通；所述积水箱（14）内设有液位计（15），所述液位计（15）与固设在所述机柜（1）上的蜂鸣器电性连接。

10.根据权利要求9所述的便携式激光焊接装置，其特征在于：所述下容置腔（3）内还设有两个散热风扇（33），所述机柜（1）的侧面上设有一组散热孔（32），用以将所述下容置腔（3）内的热量进行散出。