CN207043561U - 一种手持激光焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手持激光焊接装置，涉及激光焊接领域。所述装置壳体、设置在壳体内部的激光发射器和光路系统，以及设置在壳体端部的焊接头，其中光路系统包括准直透镜、反射透镜、聚焦镜组，所述聚焦镜组包括双凸透镜和平面保护镜；所述准直透镜的中心轴位置与所述反射透镜的中心轴位置相距28.5mm～32mm，所述准直透镜与所述反射透镜成65°角，所述反射透镜的中心轴位置与所述双凸透镜的中心轴位置相距38mm～42mm，所述反射透镜与所述聚焦镜组成110°角，所述双凸透镜的中心轴位置与所述平面保护镜的中心轴位置相距1.9mm～2.1mm，且双凸透镜与所述平面保护镜平行设置；本实用新型整体结构简单，易操作，能够从多个角度对产品进行激光焊接，同时，由于尺寸小，适合手持。

Description

一种手持激光焊接装置

技术领域

本实用新型属于激光焊接领域，具体涉及一种手持激光焊接装置。

背景技术

激光加工，在现代工业中运用的越来越广泛，而使用激光加工之前，一般都需要对激光的光路进行处理，一般的处理方式都是通过准直系统后然后在聚焦，或者经过准直系统后再45°反射然后再聚焦，这种就导致焊接头的方向只能朝一个方向，同时，操作起来困难，工作效率低。

实用新型内容

为解决上述中激光焊接中焊接头只能单一朝向操作困难、效率不高的问题，本实用新型提供一种手持激光焊接装置，包括：壳体、设置在壳体内部的激光发射器和光路系统，以及设置在壳体端部的焊接头，其中光路系统包括准直透镜、反射透镜、聚焦镜组，所述聚焦镜组包括双凸透镜和平面保护镜；

其中，所述准直透镜的中心轴位置与所述反射透镜的中心轴位置相距28.5mm～31.5mm，所述准直透镜与所述反射透镜成65°角，所述反射透镜的中心轴位置与所述双凸透镜的中心轴位置相距38mm～42mm，所述反射透镜与所述聚焦镜组成110°角，所述双凸透镜的中心轴位置与所述平面保护镜的中心轴位置相距1.9mm～2.1mm，且所述双凸透镜与所述平面保护镜平行设置。

进一步的，所述准直透镜、反射透镜、双凸透镜、平面保护镜的外径相同，且采用相同的材料。

进一步的，所述准直透镜的焦距和所述双凸透镜的焦距相同。

进一步的，所述准直透镜和所述双凸透镜的焦距在66.5mm～73.5mm之间。

进一步的，所述准直透镜与所述双凸透镜的中心厚度相同；

所述准直透镜包括第一曲面和第二曲面，所述双凸透镜包括第三曲面和第四曲面，其中，所述第一曲面与所述第四曲面的曲率半径相等，所述第二曲面与所述第三曲面的曲率半径相等。

进一步的，所述准直透镜与所述双凸透镜的中心厚度在3.8mm～4.2mm之间。

进一步的，所述反射透镜的中心厚度在2.85mm～3.15mm之间。

进一步的，所述平面保护镜的中心厚度在1.9mm～2.1mm之间。

进一步的，所述激光发射器发射的激光波长为1064nm。

本实用新型提供的手持激光焊接装置，首先通过双凸透镜将发射的激光整合成平行光，然后再通过平面反射镜将平行光传递至聚焦系统，所述聚焦系统有一双凸透镜和一双平面透镜构成，可将从平面反射镜传递过来的平行光聚焦处理，从而使其可以用来焊接；本实用新型整体结构简单，易操作，能够从多个角度对产品进行激光焊接，同时，由于体积小，适合手持。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的手持激光焊接装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述光路结构中各透镜的结构组成示意图；

图3为本实用新型实施例所述准直透镜的结构组成示意图；

图4为本实用新型实施例所述双凸透镜和平面保护镜的结构组成示意图；

图5为本实用新型实施例提供的手持激光焊接装置发出的激光聚焦时形成的弥散斑图。

附图标记说明：1-准直透镜、2-反射透镜、3-聚焦镜组，31-双凸透镜、32-平面保护镜、11-第一曲面、12-第二曲面、311-第三曲面、312-第四曲面、321-第五曲面、322-第六曲面、4-激光发射器、5-壳体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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,附图中给出了本实用新型的较佳实施例。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。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。

参阅图1和图2，本实用新型实施例提供一种手持激光焊接装置，所述手持激光焊接装置包括壳体5、设置在壳体内部的激光发射器4和光路系统，以及设置在壳体4端部的焊接头，所述光路系统包括准直透镜1、反射透镜2、聚焦镜组3，其中，所述聚焦镜组3包括双凸透镜31和平面保护镜32；所述准直透镜1用于对激光发射器发射的激光进行准直处理，所述反射透镜2用于对准直透镜1准直后的激光做反射处理，并传递到双凸透镜31；双凸透镜31和平面保护镜32构成的聚焦镜组3用于对从反射透镜2传递过来的激光进行聚焦处理。

在本实用新型实施例中，准直透镜1为双凸透镜，准直透镜1的焦距与双凸透镜31的焦距相同，可选的，准直透镜1和双凸透镜31的焦距在66.5mm～73.5mm之间；优选的，在本实施例中，准直透镜1与双凸透镜31的焦距为70mm；在本实施例中，准直透镜1中心轴位置与反射透镜轴2中心轴位置的直线距离d2在28.5mm～31.5mm之间，准直透镜1与反射透镜2之间夹角为65°，即反射透镜2与水平面的夹角α为25°，反射透镜2中心轴位置与双凸透镜31中心轴位置的直线距离d4在38mm～42mm之间，双凸透镜31与水平面成45°夹角，即反射透镜2与双凸透镜31成65°角，双凸透镜31中心轴位置与平面保护镜32中心轴位置的直线距离d6在1.9mm～2.1mm之间，且平面保护镜32与水平面成的夹角β为45°，即双凸透镜31和平面保护镜32平行；

优选的，在本实施例中，准直透镜1中心轴位置与反射透镜轴2中心轴位置的直线距离d2为30mm，反射透镜2中心轴位置与双凸透镜31中心轴位置的直线距离d4为40mm，双凸透镜31中心轴位置与平面保护镜32中心轴位置的直线距离d6为2mm；

在本实用新型实施例中，通过设置准直透镜1与反射透镜2成65°角，设置反射透镜2与双凸透镜31成110°角，以及设置双凸透镜31和平面保护镜32相互平行，这样可以使得，当激光发射器发射的激光经过准直透镜1后通过反射透镜2精准的传递到由双凸透镜31和平面保护镜32构成的聚焦镜组3，同时，聚焦镜组3可以充分接收由反射透镜2传递过来的激光，实现聚焦的最大化，使得聚焦能量最高，在最大程度上减少由于激光经过各个透镜后产生的能量损耗。

在本实用新型实施例中，所述激光发射器4发射的激光波长为1064nm；

在本实用新型实施例中，准直透镜1、反射透镜2、双凸透镜31及平面保护镜32的外径相同，且均由折射率、阿贝数相同的材料组成，可选的，准直透镜1、反射透镜2、双凸透镜31及平面保护镜32的外径均在17.1～18.9mm之间，折射率均在1.385537～1.531391之间，阿贝数均在64.4303618～71.2125052，在本实施例中，所述外径为18mm，折射率为1.458464，阿贝数为67.8214335。

在本实用新型实施例中，参阅图3及图4，准直透镜1包括第一曲面11和第二曲面12，双凸透镜31包括第三曲面311和第四曲面312，作为本实施例可选方案，准直透镜1和双凸透镜31的中心厚度、曲率半径及焦距均相同，可选的，准直透镜1的中心厚度d1、双凸透镜31的中心厚度d5均在3.8mm～4.2mm之间，所述第一曲面11的曲率半径在159.9193mm～176.7528mm之间，所述第二曲面12的曲率半径在-40.4775mm～-36.6225mm之间，第三曲面311的曲率半径在36.6225mm～40.4775mm之间，第四曲面312的曲率半径在-176.7518mm～-159.9193mm之间，优选的，在本实施例中，准直透镜1和双凸透镜31的中心厚度d5为4mm，所述第一曲面11的曲率半径为168.3360mm,第二曲面12的曲率半径为-38.5500mm，第三曲面311的曲率半径为38.5500mm，第四曲面312的曲率半径为-168.3360mm；其中，在本实用新型所有实施例中，曲率半径的正负符号仅表示曲面的凹凸方向，而不用于表示曲率半径的大小，在本实施例中，以激光的光路方向为负，则曲面沿着光路方向凸出时曲率半径为负，反之为正；

在本实用新型实施例中，平面保护镜32的中心厚度d6在1.9mm～2.1mm之间，即平面保护镜32的厚度在1.9mm～2.1mm之间，优选的，在本实施例中，平面保护镜32的厚度为2mm；

在本实用新型实施例中，所述准直透镜1、反射透镜2、双凸透镜31、平面保护镜32的曲率半径、中心厚度、折射率以及阿贝数的修正范围为±5％。

参阅图5，图示为本实用新型激光经过所述装置后聚焦时形成的弥散斑图，从图中可得知，激光经过准直透镜1、反射透镜2、双凸透镜31、平面保护镜32聚焦后的像差较小，最大RMS(均方根)弥散斑半径为0.05mm,可将光斑约束到小于0.6mm的范围内，满足焊接要求。

本实用新型提供的手持激光焊接装置，首先通过准直透镜1将发射的激光整合成平行光，然后再通过反射透镜2将平行光传递至聚焦镜组3，所述聚焦镜组由一双凸透镜31和一平面保护镜32构成，可将从反射透镜2传递过来的平行光聚焦处理，从而使其可以用来焊接；本实用新型整体结构简单，易操作，能够从多个角度对产品进行激光焊接，同时，由于体积小，适合手持。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手持激光焊接装置，其特征在于，包括：壳体(5)、设置在壳体内部的激光发射器(4)和光路系统，以及设置在壳体(5)端部的焊接头，其中光路系统包括准直透镜(1)、反射透镜(2)、聚焦镜组(3)，所述聚焦镜组(3)包括双凸透镜(31)和平面保护镜(32)；

其中，所述准直透镜(1)的中心轴位置与所述反射透镜(2)的中心轴位置相距28.5mm～31.5mm，所述准直透镜(1)与所述反射透镜(2)成65°角，所述反射透镜(2)的中心轴位置与所述双凸透镜(31)的中心轴位置相距38mm～42mm，所述反射透镜(2)与所述聚焦镜组(3)成110°角，所述双凸透镜(31)的中心轴位置与所述平面保护镜(32)的中心轴位置相距1.9mm～2.1mm，且所述双凸透镜(31)与所述平面保护镜(32)平行设置。

2.根据权利要求1所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述准直透镜(1)、反射透镜(2)、双凸透镜(31)、平面保护镜(32)的外径相同，且采用相同的材料。

3.根据权利要求1所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述准直透镜(1)的焦距和所述双凸透镜(31)的焦距相同。

4.根据权利要求3所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述准直透镜(1)和所述双凸透镜(31)的焦距在66.5mm～73.5mm之间。

5.根据权利要求3所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述准直透镜(1)与所述双凸透镜(31)的中心厚度相同；

所述准直透镜(1)包括第一曲面(11)和第二曲面(12)，所述双凸透镜(31)包括第三曲面(311)和第四曲面(312)，其中，所述第一曲面(11)与所述第四曲面(312)的曲率半径相等，所述第二曲面与所述第三曲面(311)的曲率半径相等。

6.根据权利要求5所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述准直透镜(1)与所述双凸透镜(31)的中心厚度在3.8mm～4.2mm之间。

7.根据权利要求1所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述反射透镜(2)的中心厚度在2.85mm～3.15mm之间。

8.根据权利要求1所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述平面保护镜(32)的中心厚度为在1.9mm～2.1mm之间。

9.根据权利要求1至8任一项所述的手持激光焊接装置，其特征在于，所述激光发射器(4)发射的激光波长为1064nm。