CN202070857U - 一种高能束焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种能够最大限度的防止焊接过程中飞溅物对设备和人体伤害的高能束焊接装置，至少包括高能束出射头、飞溅挡板和用于固定飞溅挡板及调节飞溅挡板位置的固定装置；所述飞溅挡板中间有用于高能束粒子通过的孔；本实用新型在飞溅挡板上开口，能够让高能束粒子通过而最大限度的阻挡焊接过程中产生的飞溅物，保护了焊接设备和人身安全，降低了设备维护成本，提高了焊接工作效率。

Description

一种高能束焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及高能束焊接装置。 

背景技术

高能束焊接技术以高能量密度束流为热源与材料作用，从而实现材料焊接，包括电子束焊接、激光焊接、离子束焊接等。其以功率密度高、焊缝深宽比高、焊接速度快、焊件热变形小、可焊材料范围广、可焊接难熔材料、可进行微型焊接、可实现非接触远距离焊接、灵活性大等诸多优势而被广泛应用于各个行业。 

由于高能束焊接功率密度高的特点，在焊接过程中金属熔化会产生飞溅和烟气，如图1所示，以激光焊接为例，激光束11通过聚焦透镜12由激光出射头13射向被焊接件14表面，在被焊接件14和被焊接件15之间形成熔核，从而将两者焊接在一起，但是被焊接件14的金属表面会吸收高密度能量而产生大量抛射方向不规则的熔化金属飞溅物，该金属飞溅物附着在聚焦透镜上会导致激光束的焊接焦点偏移，还会阻止部分激光束通过，即吸收部分激光束能量，严重影响焊接质量，而且熔化的金属飞溅物本身具有一定的热量，其对聚焦透镜的传导热，以及聚焦透镜吸收的部分激光束能量，可能造成聚焦透镜受热变形甚至破裂，为此带来更高的更换聚焦透镜的成本和频繁更换聚焦透镜造成的焊接低效率；而尤其是大功率焊接时，大量的熔化金属飞溅物抛射高度可达2m之高，对于操作人员及周边人员的身体威胁不容小视。 

目前，焊接操作人员往往采取佩戴防护面罩和防护眼镜等防护具措施来避免身体伤害，而有一些技术人员采取在焊接夹具上方加设挡板，可以起到一定的防飞溅效果(说明：有没有焊接压紧夹具都是可以起到良好效果的)。 

发明内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种在焊接时有效防止飞溅物的高能束焊接装置。 

本实用新型提供的一种高能束焊接装置至少包括高能束出射头，还包括：飞溅挡板和用于固定飞溅挡板的固定装置；所述飞溅挡板中间具有与所述高能束出射头相对应的用于从所述高能束出射头射出的高能束粒子通过的通孔。 

本实用新型采用在聚焦镜头与焊点之间加设中间具有开孔的飞溅挡板的方式，让高能束粒子通过同时最大限度的限制飞溅物从其他不同方向飞向透镜，并能够防止飞溅物飞向操作人员及周边人员，降低了更换聚焦镜头的成本和人身安全风险。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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是现有技术中的焊接装置示意图； 

图2是实施例一提供的高能束焊接装置的结构示意图； 

图3是实施例二提供的高能束焊接装置的侧面结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

实施例一、 

下面对本实用新型提供的一种高能束焊接装置进行详细描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，如图2所示，本实施例提供的一种高能束焊接装置，至少包括高能束出射头21，还包括：飞溅挡板22和用于固定飞溅挡板的固定装置20，所述飞溅挡板22中间具有与所述高能束出射头21相对应的用于从所述高能束出射头射出的高能束粒子通过的通孔25。所述的固定装置20与飞溅挡板22活动连接，用于调节飞溅挡板22的位置，该活动连接可以采用链条连接、卡口式连接、螺旋式连接等方式，本实施例中，所述的固定装置20由与所述飞溅挡板连接的安装导柱23和用于固定所述安装导柱的安装架24组成；所述飞溅挡板中间有用于高能速粒子通过的通孔25。本实施例中安装架可以固定在高能束出射头上，但是并不局限于将安装架固定在激光头上，也可以固定在其他辅助装置上，例如焊接底座。安装导柱23与安装架24之间采用活动式连接，本实施例中安装导柱23在竖直方向穿过安装架24上的固定孔，在固定孔的侧壁上开有一个小孔用于螺栓26穿过，旋紧螺栓便可以固定安装导柱23，在螺栓末端与固定孔之间还可以加压缩弹簧以防止螺栓的松脱，该活动式连接用于调节飞溅挡板22在竖直方向上的位置，使飞溅挡板22处在高能束出射头与焊接熔池之间适当的位置上。该活动式连接还可以是其他方式，例如，将安装导柱和安装架上的固定孔分别加工成螺杆和螺母，或者采用插接式连接、卡式连接、夹紧式连接等方式。为了更准确的确定飞溅挡板的适当位置，在安装导柱上可以设有刻度标记。 

飞溅挡板与安装导柱之间采用可拆卸式连接，本实施例中在飞溅挡板22的固定端具有开孔，安装导柱与飞溅挡板连接位置处28设置为螺母结构，用一螺栓穿过飞溅挡板上的开孔，将飞溅挡板22固定在安装导柱23上，该可拆卸式连接用于更换飞溅挡板以适应不同的焊接方式，即调整飞溅挡板上用于通过高能束粒子的孔的大小，以最大程度的限制飞溅射向透镜。该可拆卸式连接还可以是将安装导柱与飞溅挡板连接的位置处加工成螺杆结构，配合螺母将飞溅挡板固定在安装导柱上，对于卡式连接以及嵌套式连接也应包括在可拆卸式连接内。 

高能束出射头内具有透镜27，该透镜与所述用于高能束粒子通过的通孔25同轴心，对于沿直线传播的高能束粒子，透镜与所述用于高能束粒子通过的通孔同轴心，可以保障符合要求的高能束粒子通过而飞溅挡板上用于高能束粒子通过的通孔的面积最小，最大限度的阻挡飞溅物。 

为了进一步限制飞溅的抛射范围，本实施例还可以将飞溅挡板加工成中间凹向高能束出射头的弧面或中心凹向高能束出射头的球面，而对于其他形式的圆弧面或者平面形状均不能对本实用新型的保护范围构成限制。 

本实施例采用在聚焦镜头与焊点之间加设中间具有开孔的飞溅挡板的方式，让高能束粒子通过同时最大限度的限制飞溅物从其他不同方向飞向透镜，并能够防止飞溅物飞向操作人员及周边人员，降低了更换聚焦镜头的成本和人身安全风险。 

实施例二、作为本实用新型的另外一种实施例，本实施例提供的一种高能束焊接装置，在所述高能束出射头侧边位置设有一空气加速器31，如图3所示，在焊接过程中，飞溅挡板可以限制大部分飞溅物飞向透镜，而有少部分飞溅物仍能通过飞溅挡板上用于高能束粒子通过的孔射向透镜，这时设置在高能束出射头侧边位置的空气加速器31位于飞溅挡板22与透镜之间，该空气加速器避免与高能束出射头21固定在一起，以防止空气加速器在吹风过程中产生振动而影响高能束出射头的精准对位，本实施例中通过在高能束出射头侧边位置加设空气加速器，利用该空气加速器的风力作用，从而改变飞溅物射向透镜的方向，更好的实现保护高能束出射头的作用。 

本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制。 

Claims (9)

1.一种高能束焊接装置，至少包括高能束出射头，其特征在于，还包括：飞溅挡板和用于固定飞溅挡板的固定装置；所述飞溅挡板中间具有与所述高能束出射头相对应的用于从所述高能束出射头射出的高能束粒子通过的通孔。

2.如权利要求1所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述的固定装置与飞溅挡板活动连接，用于调节飞溅挡板的位置。

3.如权利要求1或2所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述的固定装置由与所述飞溅挡板连接的安装导柱和用于固定所述安装导柱的安装架组成。

4.如权利要求3所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述安装导柱与所述安装架采用活动式连接，用于调节所述飞溅挡板在竖直方向上的位置。

5.如权利要求3所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述的安装导柱与所述的飞溅挡板之间采用可拆卸式连接，用于更换飞溅挡板以适应不同的焊接方式。

6.如权利要求3所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述的安装导柱上设有刻度标记，用于更准确的确定飞溅挡板的位置。

7.如权利要求1、2、4或5所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述的飞溅挡板为中间凹向高能束出射头的弧面。

8.如权利要求1、2、4或5所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，所述的飞溅挡板为中心凹向高能束出射头的球面。

9.如权利要求1或5所述的一种高能束焊接装置，其特征在于，在所述高能束出射头侧边位置设有一空气加速器，用于进一步阻挡飞溅物射向透镜。

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