CN111922519A - 一种激光焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种激光焊接装置，涉及焊接技术领域，包括：热沉装置，其包括外壳、保护气管和冷却管，保护气管和冷却管均设置于外壳内；保护气瓶，其与保护气管的进气口相连通；冷却组件，其包括驱动气瓶、冷却液输送罐和冷却液回收罐，驱动气瓶与冷却液输送罐相连通，冷却液输送罐与冷却管的进液口相连通，冷却液回收罐与冷却管的出液口相连通；激光器；升降装置，其与热沉装置的外壳连接；支架，激光器设置于支架上，支架上设置有水平导向结构，升降装置与水平导向结构滑动连接。该激光焊接装置增设热沉装置，焊接过程中热沉装置向熔池输送冷却的保护气，加快了熔池冷却速度，降低了焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷的发生机率。

Description

一种激光焊接装置
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种激光焊接装置。
背景技术
与传统焊接技术相比，激光焊接具有能量密度集中并可调控，不与焊接的工件产生接触，焊接效率高，焊后焊缝窄且强度高等优点，被积极应用于汽车、船舶、航空航天等装备制造业领域中，并不断向更多材料加工终端领域扩展。激光焊接技术是一种不需接触的焊接技术，其焊接速度快，焊接效率高。激光焊接作为一种先进的高能束焊接技术，具有无需真空环境且热输入集中、热变形小、焊缝深宽比大、精度高、易于实现自动焊接等特点。激光焊接的应用十分广泛，但是焊接过程中常常伴随着熔池冷却较慢而产生的焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷，进而影响焊接质量。
因此，如何提供一种能够降低焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷发生机率的激光焊接装置成为本领域技术人员目前所亟待解决的问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种激光焊接装置，该激光焊接装置能够降低焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷发生机率，提高焊接质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种激光焊接装置，包括：热沉装置，所述热沉装置包括外壳、保护气管和用于冷却所述保护气管的冷却管，所述保护气管和所述冷却管均设置于所述外壳内；保护气瓶，所述保护气瓶与所述保护气管的进气口相连通，以向所述保护气管内输送保护气；冷却组件，所述冷却组件包括驱动气瓶、冷却液输送罐和冷却液回收罐，所述驱动气瓶与所述冷却液输送罐相连通、以向所述冷却液输送罐内输送驱动气，所述冷却液输送罐与所述冷却管的进液口相连通、以向所述冷却管内输送冷却液，所述冷却液回收罐与所述冷却管的出液口相连通；激光器；升降装置，所述升降装置与所述热沉装置的所述外壳连接、以驱动所述热沉装置升降；支架，所述激光器设置于所述支架上，所述支架上设置有水平导向结构，所述升降装置与所述水平导向结构滑动连接。
优选地，所述冷却管和所述保护气管二者双螺旋设置。
优选地，激光焊接装置还包括连接块、第一螺栓和第二螺栓，所述连接块的顶端与所述升降装置连接，所述连接块的底端设置有用于容纳所述外壳的凹槽，所述外壳的顶端设置于所述凹槽内，所述外壳相对的两侧对称设置有第一连接板和第二连接板，所述凹槽相对的两个侧壁上对称设置有第一凹陷部和第二凹陷部，所述第一连接板设置于所述第一凹陷部内，所述第二连接板设置于所述第二凹陷部内，所述第一连接板设置有第一开孔，所述第二连接板设置有第二开孔，所述第一凹陷部相对的两个侧壁上分别设置有第一贯通孔和第二贯通孔，所述第一贯通孔、所述第一开孔以及所述第二贯通孔依次连通并形成第一孔体，所述第一螺栓的一端穿过所述第一孔体、并通过第一螺母紧固，所述第二凹陷部相对的两个侧壁上分别设置有第三贯通孔和第四贯通孔，所述第三贯通孔、所述第二开孔以及所述第四贯通孔依次连通并形成第二孔体，所述第二螺栓的一端穿过所述第二孔体、并通过第二螺母紧固。
优选地，所述升降装置包括电机、螺杆和螺母，所述螺母与所述水平导向结构滑动连接，所述螺母套设于所述螺杆上、并与所述螺杆螺纹连接，所述电机的输出轴与所述螺杆传动连接、以驱动所述螺杆转动，所述螺杆与所述热沉装置的所述外壳连接。
优选地，激光焊接装置还包括滑台，所述螺母与所述滑台固定连接，所述水平导向结构为水平导向槽，所述滑台上设置有滑块，所述滑块设置于所述水平导向槽内、并与所述水平导向槽滑动连接。
优选地，激光焊接装置还包括压力表，所述压力表用于监测所述冷却液输送罐内部压力。
优选地，所述保护气为氩气。
优选地，所述驱动气为氮气，所述冷却液为液氮。
优选地，所述外壳为不锈钢外壳。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的激光焊接装置，包括：热沉装置，热沉装置包括外壳、保护气管和用于冷却保护气管的冷却管，保护气管和冷却管均设置于外壳内；保护气瓶，保护气瓶与保护气管的进气口相连通，以向保护气管内输送保护气；冷却组件，冷却组件包括驱动气瓶、冷却液输送罐和冷却液回收罐，驱动气瓶与冷却液输送罐相连通、以向冷却液输送罐内输送驱动气，冷却液输送罐与冷却管的进液口相连通、以向冷却管内输送冷却液，冷却液回收罐与冷却管的出液口相连通；激光器；升降装置，升降装置与热沉装置的外壳连接、以驱动热沉装置升降；支架，激光器设置于支架上，支架上设置有水平导向结构，升降装置与水平导向结构滑动连接。
具体焊接过程中，驱动气进入冷却液输送罐驱动冷却液输送罐内的冷却液进入冷却管，并穿过冷却管进入冷却液回收罐，冷却液在穿过冷却管的过程中对保护气管进行降温，保护气在穿过保护气管的过程中冷却，保护气管将冷却的保护气输送至熔池能够快速降低熔池温度，进而有效降低了焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷的发生机率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中提供的激光焊接装置的结构示意图；
图2为图1的部分结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的激光焊接装置热沉装置的结构示意图。
附图标记说明：1、外壳；2、保护气管；201、进气口；3、冷却管；301、进液口；302、出液口；4、驱动气瓶；5、冷却液输送罐；6、冷却液回收罐；7、激光器；8、升降装置；9、支架；901、水平导向槽；10、连接块；1001、凹槽；11、第一连接板；12、第二连接板；13、第一开孔；14、第二开孔；15、待焊接试板；16、压力表；17、冷却液；18、保护气瓶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够降低焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷发生机率的激光焊接装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图3所示，本实施例提供的激光焊接装置，包括：热沉装置，热沉装置包括外壳1、保护气管2和用于冷却保护气管2的冷却管3，保护气管2和冷却管3均设置于外壳1内；保护气瓶18，保护气瓶18与保护气管2的进气口201相连通，以向保护气管2内输送保护气；冷却组件，冷却组件包括驱动气瓶4、冷却液输送罐5和冷却液回收罐6，驱动气瓶4与冷却液输送罐5相连通、以向冷却液输送罐5内输送驱动气，冷却液输送罐5与冷却管3的进液口301相连通、以向冷却管3内输送冷却液17，冷却液回收罐6与冷却管3的出液口302相连通；激光器7；升降装置8，升降装置8与热沉装置的外壳1连接、以驱动热沉装置升降；支架9，激光器7设置于支架9上，支架9上设置有水平导向结构，升降装置8与水平导向结构滑动连接。
焊接前，通过事先设定好的激光焦距参数，将激光器7固定到支架9上，调节升降装置8，使得热沉装置与激光器7发射的激光束在同一平面内，热沉装置和激光器7均与待焊接试板15相对，并滑动升降装置8，使热沉装置与激光器7发射的激光束保持相应的距离，方可以开始实施焊接。具体焊接过程中，驱动气进入冷却液输送罐5驱动冷却液输送罐5内的冷却液17进入冷却管3，并穿过冷却管3进入冷却液回收罐6，冷却液17在穿过冷却管3的过程中对保护气管2进行降温，保护气在穿过保护气管2的过程中冷却，保护气管2将冷却的保护气输送至熔池能够快速降低熔池温度，进而有效降低了焊接裂纹、气孔以及较大的残余应力等缺陷的发生机率。
于本实施例中，为了提高冷却效果，冷却管3和保护气管2二者双螺旋设置，双螺旋结构能够增加冷凝液与保护气的接触表面积。
于本实施例中，具体地，激光焊接装置还包括连接块10、第一螺栓和第二螺栓，连接块10的顶端与升降装置8连接，连接块10的底端设置有用于容纳外壳1的凹槽1001，外壳1的顶端设置于凹槽1001内，外壳1相对的两侧对称设置有第一连接板11和第二连接板12，凹槽1001相对的两个侧壁上对称设置有第一凹陷部和第二凹陷部，第一连接板11设置于第一凹陷部内，第二连接板12设置于第二凹陷部内，第一连接板11设置有第一开孔13，第二连接板12设置有第二开孔14，第一凹陷部相对的两个侧壁上分别设置有第一贯通孔和第二贯通孔，第一贯通孔、第一开孔13以及第二贯通孔依次连通并形成第一孔体，第一螺栓的一端穿过第一孔体、并通过第一螺母紧固，第二凹陷部相对的两个侧壁上分别设置有第三贯通孔和第四贯通孔，第三贯通孔、第二开孔14以及第四贯通孔依次连通并形成第二孔体，第二螺栓的一端穿过第二孔体、并通过第二螺母紧固。
于本实施例中，具体地，升降装置8包括电机、螺杆和螺母，螺母与水平导向结构滑动连接，螺母套设于螺杆上、并与螺杆螺纹连接，电机的输出轴与螺杆传动连接、以驱动螺杆转动，螺杆与热沉装置的外壳1连接。需要说明的是升降装置8并不仅现有采用上述结构，能够实现升降的结构均可，例如选用气缸。
于本实施例中，具体地，激光焊接装置还包括滑台，螺母与滑台固定连接，水平导向结构为水平导向槽901，滑台上设置有滑块，滑块设置于水平导向槽901内、并与水平导向槽901滑动连接。
于本实施例中，为了防止冷却液输送罐5内部压力过大，激光焊接装置还包括压力表16，压力表16用于监测冷却液输送罐5内部压力。压力表16具体如何监测冷却液输送罐5内部压力属于现有技术，在此不再赘述。
于本实施例中具体地，保护气为氩气，驱动气为氮气，冷却液17为液氮，液氮为惰性气体，在使用过程中下液氮温度为－196℃。需要说明的保护气的作用是在焊缝周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对熔池及邻近热影响区的有害影响，从而可获得优质的焊缝，保护气并不仅限于采用氩气，能够实现上述作用的气体均可；驱动气的作用是增大冷却液输送罐5内部压力，驱动冷却液输送罐5内的冷却液17向冷却管3内移动，驱动气并不仅现有氮气，能够实现上述作用，且不与冷却液17反应的气体均可；冷却液17也并不仅现有液氮，能够起冷却作用的液体均可。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括：
热沉装置，所述热沉装置包括外壳、保护气管和用于冷却所述保护气管的冷却管，所述保护气管和所述冷却管均设置于所述外壳内；
保护气瓶，所述保护气瓶与所述保护气管的进气口相连通，以向所述保护气管内输送保护气；
冷却组件，所述冷却组件包括驱动气瓶、冷却液输送罐和冷却液回收罐，所述驱动气瓶与所述冷却液输送罐相连通、以向所述冷却液输送罐内输送驱动气，所述冷却液输送罐与所述冷却管的进液口相连通、以向所述冷却管内输送冷却液，所述冷却液回收罐与所述冷却管的出液口相连通；
激光器；
升降装置，所述升降装置与所述热沉装置的所述外壳连接、以驱动所述热沉装置升降；
支架，所述激光器设置于所述支架上，所述支架上设置有水平导向结构，所述升降装置与所述水平导向结构滑动连接。
2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述冷却管和所述保护气管二者双螺旋设置。
3.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，还包括连接块、第一螺栓和第二螺栓，所述连接块的顶端与所述升降装置连接，所述连接块的底端设置有用于容纳所述外壳的凹槽，所述外壳的顶端设置于所述凹槽内，所述外壳相对的两侧对称设置有第一连接板和第二连接板，所述凹槽相对的两个侧壁上对称设置有第一凹陷部和第二凹陷部，所述第一连接板设置于所述第一凹陷部内，所述第二连接板设置于所述第二凹陷部内，所述第一连接板设置有第一开孔，所述第二连接板设置有第二开孔，所述第一凹陷部相对的两个侧壁上分别设置有第一贯通孔和第二贯通孔，所述第一贯通孔、所述第一开孔以及所述第二贯通孔依次连通并形成第一孔体，所述第一螺栓的一端穿过所述第一孔体、并通过第一螺母紧固，所述第二凹陷部相对的两个侧壁上分别设置有第三贯通孔和第四贯通孔，所述第三贯通孔、所述第二开孔以及所述第四贯通孔依次连通并形成第二孔体，所述第二螺栓的一端穿过所述第二孔体、并通过第二螺母紧固。
4.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述升降装置包括电机、螺杆和螺母，所述螺母与所述水平导向结构滑动连接，所述螺母套设于所述螺杆上、并与所述螺杆螺纹连接，所述电机的输出轴与所述螺杆传动连接、以驱动所述螺杆转动，所述螺杆与所述热沉装置的所述外壳连接。
5.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其特征在于，还包括滑台，所述螺母与所述滑台固定连接，所述水平导向结构为水平导向槽，所述滑台上设置有滑块，所述滑块设置于所述水平导向槽内、并与所述水平导向槽滑动连接。
6.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，还包括压力表，所述压力表用于监测所述冷却液输送罐内部压力。
7.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述保护气为氩气。
8.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述驱动气为氮气，所述冷却液为液氮。
9.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述外壳为不锈钢外壳。
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