CN1124915C - 用于金属管纵向焊缝焊接的装置 - Google Patents

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Abstract

在由连续送入的金属带成形为有缝金属管的金属管成形设备以及使金属管纵向缝隙焊接的焊接设备组成的金属管纵向焊缝焊接设备中，其中焊接设备是带有与垂直方向以一定角度倾斜的激光焊接机头的激光焊接设备，在激光焊接机头(1)的后面安置了用于防护反射激光束(1b)的光束收集器(3)，该光束收集器由具有水冷器壁的金属护罩组成，其内壁黑化。光束收集器(3)对激光焊接机头(1)是这样安置的，使得反射的激光束(1b)引入到护罩内。

Description

用于金属管纵向焊缝焊接的装置
本发明涉及一种用于借助于激光焊接机的金属管纵向焊缝焊接的装置。
由DE 4434134 A1已知一种制造纵向焊缝焊接的金属管的方法，在该方法中金属带从供带盘上拉下经过模具形成带有纵向缝隙的金属管，再通过激光焊接机对纵向缝隙进行焊接。该方法的缺点是存在一定危险，从金属管表面反射的激光束能够不受控制地散开，不仅会导致人受伤而且也会导致物体损坏。
大家知道只有激光能量中的很小部分作为焊接能量来应用，大部分被反射。其危险在于：该激光并不处于可见光的范围内，所以对射线防护问题必须花费更多的开支。
由DE 19501945 A1已知一种制造纵向焊缝焊接的金属管的方法，其中待焊接金属管的纵向缝隙通过两个沿金属管纵方向倾斜的激光焊接机头焊接。在激光焊接机头之间在焊缝之上配置一水冷护板，该水冷护板应当吸收反射的激光光束并且把吸收时接受的热量通过冷水传走。由于在激光机头之间必须维持小的间距，所以这种护板的作用受到很大限制。
本发明的任务在于：对本文一开始所述类型的装置改进如下：对由金属管表面反射的光束尽可能使其无害，因而对操作者的危险以及对其它在场人员的危害尽可能排除。
为解决这一任务，按本发明提供了这样一种用于金属管纵向焊缝焊接的装置，它具有：一个带有与垂直方向以一定角度倾斜的激光焊接机头的激光焊接设备；以及，一个邻近激光焊接机头安置的用于防护反射激光束的光束收集器，该光束收集器包括具有至少一个水冷壁的金属护罩，金属护罩的内表面黑化，上述至少一个水冷壁包括一个顶壁，顶壁的内表面与水平面夹一角2α，这里α是激光焊接机头对垂直线的倾斜角。
本发明的基本优点在于，通过在设计成护罩的光收集器内激光束的多次偏转以及发黑的表面，使激光束的能量转变为热能，并且通过壁面冷却，热能能够被传走。
下面借助于在图1和2中示意表示的实施例详细说明本发明。
图1表示在焊接设备范围内本装置的侧视图。
图2表示在焊接设备范围内朝着本装置纵方向的视图。
激光焊接机头1相对垂直方向的夹角α是这样安排的，使其聚焦的光束1a对准未详细示出的由金属带以连续工作方式形成的有缝管2的纵向缝。
从金属管通过方向看，在激光焊接机头1的后面安排了光束收集器3，该光束收集器在其朝向激光焊接机头1的一侧具有部分容纳激光焊接机头1的空隙。激光焊接机头1和光束收集器3彼此是这样安置的，使反射的光束1b进入光束收集器3内。在那里光束经多次在壁上反射，其中每经一次反射一部分激光能量被壁吸收，并且转变为热能。冷水通入光束收集器3的壁内的水管系统，借此导走热量。
光束收集器3设计成截面为矩形的护罩，其侧壁3a、3b、3c和3d是最好用螺栓连接成护罩的铜板。铜板3a、3b、3c和3d的每一块都配置纵向和横向孔3h。光束偏转板3e从上面盖住护罩。光束偏转板也具有通孔3i。板3a、3b、3c、3d和3e的各孔3h或3i彼此是这样连接的，它们组成一个贯通的水管系统，该系统能够通过冷水。
光束偏转板3e的朝内的表面在管2的方向相对水平面倾斜一角度，该角度相当于激光焊接机头的倾角α的两倍。通过这些措施可以实现反射光束1b多次被板3a、3b、3c和3d的表面转向。
为了改进激光能量的吸收，板3a、3b、3c和3d的内表面是黑色的，最好是镀锌变黑。在板3c上配置一孔3f，它使得可用摄像机4实现焊接点的观察。
因为必须为激光焊接过程在焊接点上提供保护气体，并且通过烧掉金属管表面上的油脂残余物和其它杂质产生气体，所以必须连续地排气，为此板3d备有纵向缝隙3g，一矩形排气管5是这样安装在该缝隙上，使得经过与纵向缝隙3g相应的排气管5上的开孔实现排气。
光束收集器3在垂直方向是可移动的，即可提升和下降。为了简化提升和下降，一绳6固定在光束偏转板3e上，并且通过滑轮7和8导引。在绳6的自由端缚住一重物9，该重物只比光束收集器3的总重量稍微轻一点。在下降状态即在运行状态保护开关10开启，该保护开关先使激光焊接机头1接通。作为进一步保护措施在板3b和3d外部设置防护板11。
作为附加的防护措施，护罩3被另一光束防护箱12包围，该防护箱12由一固定的上半部分12a和垂直于管轴方向可移动的并可分为两部分的下半部分12b组成。
光束防护箱12由例如聚甲基丙烯酸甲酯组成，这种材料例如以其商品名称派勒司玻璃(plexglas)在市场上是可以购到的。它是透明的，从而能够监控生产过程。在激光束的撞击下，视光束强度大小这种材料首先变形，紧接着在下一步会在壁上打出小孔。
排气管5是通过导向装置13的开孔，浮动地通过防护箱12a的顶壁。
保护开关14也安置在光束防护箱12上，该保护开关是这样控制的，当光束防护箱12封闭时才能使设备投入使用。

Claims (9)

1.一种用于金属管纵向焊缝焊接的装置，它具有：一个带有与垂直方向以一定角度倾斜的激光焊接机头的激光焊接设备；以及，一个邻近激光焊接机头(1)安置的用于防护反射激光束(1b)的光束收集器(3)，该光束收集器包括具有至少一个水冷壁的金属护罩，金属护罩的内表面黑化，上述至少一个水冷壁包括一个顶壁(3e)，顶壁(3e)的内表面与水平面夹一角2α，这里α是激光焊接机头(1)对垂直线的倾斜角。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征为：护罩具有带有四侧壁(3a，3b，3c，3d)的矩形截面，顶壁(3e)背离管(2)；在朝向激光焊接机头(1)的壁(3a)上设置一开孔，在该孔内激光焊接机头(1)并入护罩内。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征为：每一侧壁(3a，3b，3c，3d)和顶壁(3e)配置一流道系统；这些流道系统彼此连接，并且连接的流道系统具有一水入口和一水出口。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征为：侧壁(3a，3b，3c，3d)和顶壁(3e)由铜制成。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征为：至少在壁之一(3d)配置一开孔(3g)，该开孔(3g)与排气管(5)相连接。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征为：护罩被另一光束防护箱(12)所包围。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征为：扩罩在光束防护箱内是可以提升的。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征为：护罩和光束防护箱(12)在下沉状态各操作一安全开关(10，14)。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征为：在光束防护箱(12)的上壁内有一个排气管(5)贯通的孔。
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