CN204524551U - 一种激光焊指形侧吹保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光焊接技术领域，公开了一种激光焊指形侧吹保护装置，该保护装置包括装置本体，所述装置本体上设有拖罩、侧吹口和横吹口，还设有通入焊接保护气的第一进气口和第二进气口，以及通入高流速气体的第三进气口，拖罩上形成出气面；第一进气口与拖罩的出气面相连通，第二进气口与侧吹口相连通，第三进气口与横吹口相连通。本实用新型在装置本体上设置有拖罩、侧吹口和横吹口，对激光焊缝具有良好的保护，可以使激光焊缝成形更加均匀，表面无氧化或无明显氧化。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接技术领域，更具体的说，特别涉及一种激光焊指形侧吹保护装置。
背景技术
气体保护是激光焊接的一个重要影响因素，激光焊接一般采用侧面吹气保护，尤其是在高功率焊接的情况下，侧吹一方面可以吹散部分等离子体，另一方面可以将惰性保护气体覆盖在熔池上方，减少焊缝的氧化，同时，侧吹气体的种类及流量大小对焊缝成形及内部质量具有重要影响。随着激光功率的增加，等离子和烟尘明显增加，在激光入射方向产生较高的火焰和烟尘，对激光束具有屏蔽和干扰作用，影响焊接的深度和焊接的稳定性，使焊缝成型欠佳。为了更好地吹散等离子和烟尘，则需增加侧吹气的流量，但侧吹气体的流量不能增加到太高，否则容易引起焊缝下塌及飞溅。所以，在较高功率焊接情况下，单管侧吹已无法满足上述两方面的功能，需使用两路气体分别进行吹散等离子烟尘和保护熔池。
对于焊缝表面质量要求较高的情况，如外观件等，要求焊缝表面无明显氧化甚至光亮，单管侧吹无法全面保护焊缝不被氧化，从而导致焊缝表面呈现黑色。在单管侧吹保护情况下，焊缝表面氧化发黑主要原因在于焊接热输入较大时，凝固焊缝离开侧吹保护范围时仍处于高温或是红热状态。此时，若不继续施以惰性气体保护直至焊缝冷却至较低温度，焊缝仍将氧化，所以必须在熔池后方放置一保护气拖罩，拖罩具有一定的宽度和长度，通入惰性保护气体，可使高温焊缝在拖罩吹出的保护气覆盖下持续一段时间直至冷却到较低温度，现有的拖罩多采用拖罩面打孔的方式，这样的出气面压力分布不均匀，导致出气流量不均匀。
所以，在高功率激光焊接时，要获得高质量的焊缝，必须使用多功能的侧吹保护装置，具有侧吹、横吹和拖罩保护功能。同时，为了便于焊接吹气的灵活性，避免吹气装置与工装夹具的干涉，应尽量减少装置的整体宽度，便于焊接。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种激光焊指形侧吹保护装置，对激光焊缝具有良好的保护作用。
为了解决以上提出的问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种激光焊指形侧吹保护装置，该保护装置包括装置本体，所述装置本体上设有拖罩、侧吹口和横吹口，还设有通入焊接保护气的第一进气口和第二进气口，以及通入高流速气体的第三进气口，拖罩上形成出气面；第一进气口与拖罩的出气面相连通，第二进气口与侧吹口相连通，第三进气口与横吹口相连通。
所述拖罩和侧吹口位于同一侧面上，横吹口位于侧吹口所在侧面的相邻侧面上；第一进气口、第二进气口和第三进气口位于同一侧面上，并位于侧吹口所在侧面的相对侧面上。
所述横吹口所在侧面与侧吹口所在侧面之间形成的夹角为60°，两者之间为直角面过渡。
所述拖罩的出气面使用材料为粉末烧结滤片。
所述拖罩置于装置本体内侧并距离其边沿的距离为2mm。
所述侧吹口的侧吹角度为60°。
所述横吹口的气流方向与拖罩平行，两者之间的距离为15mm。
所述第一进气口通入氩气，其流量设置为5-100L/min；第二进气口通入氩气，其流量设置为5-50L/min；第三进气口通入压缩空气或焊接保护气，其压力设置为0.1-2MPa。
所述装置本体的端面上还设置有安装凸台。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型在装置本体上设置有拖罩、侧吹口和横吹口，对激光焊缝具有良好的保护，可以使激光焊缝成形更加均匀，表面无氧化或无明显氧化；其中，拖罩可对离开熔池但仍处于高温状态的凝固焊缝继续进行防氧化保护，使焊缝光亮；侧吹口一方面可以吹散部分熔池中产生的等离子体，提高焊缝成型的均匀性和光滑度，另一方面可对熔池进行防氧化保护；而横吹口具有较高的气体流速，位于激光焊接熔池上方较近处，对激光焊接产生的等离子体和烟尘具有明显的抑制作用，减少对入射激光的干扰和屏蔽，提高焊接的稳定性和焊接深度，而且横吹口可在熔池上方屏蔽焊接过程中产生的飞溅，对激光焊接头镜片具有明显的保护作用；整个装置本体采用一体化加工，内部形成三个不同的功能腔体，其结构稳定简单，功能可靠且易于实现。
附图说明
图1为本实用新型激光焊指形侧吹保护装置的结构示意图。
图2为本实用新型激光焊指形侧吹保护装置的剖视图。
图3为本实用新型激光焊指形侧吹保护装置的应用安装示意图。
附图标记说明：110、保护装置，120、安装支架，130、激光焊接头，111、装置本体，112、横吹口，113、侧吹口，114、拖罩，115、安装凸台，116、第一进气口，117、第二进气口，118、第三进气口，1111、第三腔体，1112、第二腔体，1113、第一腔体。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
参阅图1所示，本实用新型提供的一种激光焊指形侧吹保护装置，该保护装置包括装置本体111，装置本体111的外观扁平，并呈手指形状。所述装置本体111的一个侧面上设有用于喷出焊接保护气的拖罩114和侧吹口113，拖罩114上形成出气面，其相邻侧面上加工有用于喷出高流速气体的横吹口112。所述两个侧面之间形成的夹角为60°，两者之间为直角面过渡。
装置本体110上与侧吹口113所在侧面的相对侧面上依次设有与拖罩114出气面相连通的第一进气口116、与侧吹口113相连通的第二进气口117，以及与横吹口112相连通的第三进气口118。即从第一进气口116通入焊接保护气，焊接保护气从拖罩114的出气面喷出；从第二进气口117通入焊接保护气，焊接保护气从侧吹口113喷出；从第三进气口118通入高流速气体，高流速气体从横吹口112喷出。
如附图2所示，第一进气口116和拖罩114之间形成第一腔体1113；第二进气口117和侧吹口113之间形成第二腔体1112；第三进气口118和横吹口114之间形成第三腔体1111。
上述中，拖罩114具有一定的长度和宽度，因其出气面较长，可对离开熔池但仍处于高温状态的凝固焊缝继续进行防氧化保护，使焊缝光亮。拖罩114的出气面使用材料为粉末烧结滤片，具有一定的透气率，能承受一定的气体压力，焊接保护气从第一进气口116通入以后，在第一腔体1113内形成一定的压力，拖罩114出气面承受的气体压力分布均匀，整个出气面的出气流量均匀。
本实施例中，拖罩114为方形的面板，其长度和宽度分别为55mm和9mm。同时，为了增大拖罩114出气面的覆盖范围，拖罩114置于装置本体111内侧并距离其边沿的距离约2mm。
上述中，侧吹口113具有一定的侧吹角度，在焊接时，对准焊接熔池吹入焊接保护气，一方面可以吹散部分熔池中产生的等离子体，提高焊缝成型的均匀性和光滑度；另一方面可对熔池进行防氧化保护，通入的焊接保护气流量适中。在本实验例中，侧吹口113的出气流量可调节在10～30L/min，通入的焊接保护气为氩气。侧吹口113的侧吹角度为60°。
上述中，横吹口112具有较高的气体流速，位于激光焊接熔池上方较近处，对激光焊接产生的等离子体和烟尘具有明显的抑制作用，减少对入射激光的干扰和屏蔽，提高焊接的稳定性和焊接深度；同时可在熔池上方屏蔽焊接过程中产生的飞溅，对激光焊接头130(请参阅图3)镜片具有明显的保护作用。在本实施例中，高流速气体为压缩空气或焊接保护气，具有较强的压力。横吹口112的气流方向与拖罩114平行，两者之间的距离为15mm。
本实用新型的工作原理如下：
如附图3所示，由于该保护装置110是与激光焊接头130一起使用，故而在装置本体111的端面上还设置有安装凸台115，以便于组装。将连接支架120的一端与安装凸台115相连接，连接支架120的另一端与激光焊接头130相连接。待焊接工件放置好后，将保护装置110置于待焊工件的表面上方，并使拖罩114的出气面与待焊工件的位置相对应；而且，使激光焊接头130的激光束对准待焊工件的焊缝接头。
调整激光焊接头130的高度，并调整保护装置110拖罩114的出气面与待焊工件表面平行并达到预设距离，所述预设距离很重要，如果距离过大，则在焊接过程中容易在保护装置110与待焊工件焊缝之间卷入空气，造成焊缝氧化；距离过小，则焊接过程中，保护装置110容易与待焊工件碰撞。在本实施例中，保护装置110与待焊工件之间的距离可设为3-5mm，优选设为5mm。在调节保护装置110达到预设距离后，还需要调整保护装置110在焊接方向上左右对称，以使拖罩114出气面的出气流能较好的覆盖焊缝。
将保护装置110沿激光焊接头130的激光束前后平移，直至侧吹口112对准激光熔池位置。向保护装置110的第一进气口116、第二进气口117和第三进气口118通入相对应的焊接保护气并调节气体流量大小。本实施例中，第一进气口116通入氩气，流量设置为5-100L/min，优选为30L/min；第二进气口117通入氩气，流量设置为5-50L/min，优选为20L/min；第三进气口118通入高流速气为压缩空气或焊接保护气，压力设置为0.1-2MPa，优选为0.5MPa。
开启激光焊接头130，使其以预设速度沿预设焊接方向前进，保护装置110位于焊接方向后侧。具体为：所述保护装置110安装于运动机构机床或机器人上，可使保护装置110以预设速度沿焊缝方向进行焊接保护，焊接速度及激光功率可根据待焊工件的厚度进行相对应的设置。
观察焊接过程的稳定性及焊后焊缝的保护效果，即在焊接过程，观察焊接飞溅及熔池是否稳定，焊后焊缝的保护效果是否良好，焊缝表面成型是否均匀等。根据焊接过程的稳定性及焊缝的保护效果，重新调节各进气口气体流量及保护装置的位置再次进行焊接，直至得到良好的焊缝保护效果。即根据观察到的焊接过程稳定性及焊缝成型及保护效果，调节各进气口的流量以及保护装置110与工件及激光束之间的位置关系，需重复进行多次，直至得到良好的焊接效果。
上述中，本实用新型采用了拖罩114、侧吹口113和横吹口112对焊缝进行保护，对激光焊缝具有良好的保护，可以使激光焊缝成形更加均匀，表面无氧化或无明显氧化。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：该保护装置包括装置本体(111)，所述装置本体(111)上设有拖罩(114)、侧吹口(113)和横吹口(112)，还设有通入焊接保护气的第一进气口(116)和第二进气口(117)，以及通入高流速气体的第三进气口(118)，拖罩(114)上形成出气面；第一进气口(116)与拖罩(114)的出气面相连通，第二进气口(117)与侧吹口(113)相连通，第三进气口(118)与横吹口(112)相连通。
2.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述拖罩(114)和侧吹口(113)位于同一侧面上，横吹口(112)位于侧吹口(113)所在侧面的相邻侧面上；第一进气口(116)、第二进气口(117)和第三进气口(118)位于同一侧面上，并位于侧吹口(113)所在侧面的相对侧面上。
3.根据权利要求2所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述横吹口(112)所在侧面与侧吹口(113)所在侧面之间形成的夹角为60°，两者之间为直角面过渡。
4.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述拖罩(114)的出气面使用材料为粉末烧结滤片。
5.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述拖罩(114)置于装置本体(111)内侧并距离其边沿的距离为2mm。
6.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述侧吹口(113)的侧吹角度为60°。
7.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述横吹口(112)的气流方向与拖罩(114)平行，两者之间的距离为15mm。
8.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述第一进气口(116)通入氩气，其流量设置为5-100L/min；第二进气口(117)通入氩气，其流量设置为5-50L/min；第三进气口(118)通入压缩空气或焊接保护气，其压力设置为0.1-2MPa。
9.根据权利要求1所述的激光焊指形侧吹保护装置，其特征在于：所述装置本体(111)的端面上还设置有安装凸台(115)。
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