CN210413043U - 气帘与同轴保护气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气帘与同轴保护气装置，包括气帘组件、同轴保护气组件和安装在气帘组件旁侧的冷却组件；气帘组件内设有内腔、与内腔连通的第一快速接头、将外界与内腔连通的气帘口；同轴保护气组件包括同轴组件封板、设有第二气流通道与第三气流通道的同轴中心件、第二快速接头和设有喷嘴气流通道的同轴组件喷嘴；同轴组件封板与同轴中心件上下扣合连接形成与第二快速接头连通的第一气流通道，第三气流通道分别与第一气流通道及第二气流通道相通；喷嘴气流通道与第三气流通道连通；第二气流通道与内腔连通。本装置采用双层气帘，保护效果好，提升镜片使用寿命；三通道均匀输送保护气，确保气体保护氛围均匀无紊流，保护焊缝金属。

Description

气帘与同轴保护气装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种气帘与同轴保护气装置。

背景技术

激光焊接是由具有高能量密度的激光束照射到待焊母材表面，瞬间融化甚至气化基体材料，形成焊接熔池，焊接过程中伴随剧烈的冶金反应，焊接过程中通常会采用气体保护来需隔绝空气，防止焊缝金属被氧化，常用的气体保护方式由同轴保护和旁轴保护。

同时焊接过程中会产生焊接飞溅和烟尘。这些飞溅和烟尘可能会污染焊接头中的保护镜片，导致激光功率衰减影响焊接质量，因此常需要在焊接头出射口增加气帘装置通压缩空气来吹走溅射和焊接烟尘，延长保护镜片使用寿命。

目前针对带气帘装置的激光焊接头中，多采用旁轴吹保护气的方式进行焊缝保护，不适用于复杂轨迹的焊接应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种气帘与同轴保护气装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种气帘与同轴保护气装置，包括气帘组件、冷却组件和同轴保护气组件；所述气帘组件内设有上下贯穿的内腔，所述气帘组件一侧设有与所述内腔连通的第一快速接头，其另一侧开设有将外界与所述内腔连通的气帘口；所述同轴保护气组件包括同轴组件封板、同轴中心件、第二快速接头和同轴组件喷嘴；所述同轴组件封板与所述同轴中心件上下扣合连接，两者之间夹持形成第一气流通道，所述同轴组件封板中部开设有第二气流通道，所述同轴中心件中部开设有第三气流通道，所述第三气流通道与所述第二气流通道位置相对且相通，所述第一气流通道与所述第三气流通道连通；所述第二快速接头开设有第二进气口气流通道，所述第二快速接头安装在所述同轴中心件上，所述第二进气口气流通道与所述第一气流通道连通；所述同轴组件喷嘴设有将其贯穿的喷嘴气流通道，所述同轴组件喷嘴安装于所述同轴中心件下部，所述喷嘴气流通道与所述第三气流通道连通；所述同轴组件封板安装在所述气帘组件下部，所述第二气流通道与所述内腔连通；所述冷却组件包括冷却组件本体，所述冷却组件本体两端分别安装有第三快速接头，两所述第三快速接头开设有导水通道，所述冷却组件本体内设有冷却水流通道；两所述导水通道与所述冷却水流通两端分别连通；所述冷却组件本体安装在所述气帘组件旁侧。

气帘组件，可吹走溅射和焊接烟尘，延长保护镜片使用寿命；冷却组件本体安装在气帘组件旁侧，可带走下端同轴保护气组件向上传递的热量，避免影响激光焊接的性能及效果；当进行激光焊接时，从气刀出来的激光先后经过内腔、第二气流通道、第三气流通道，从喷嘴气流通道射出；压缩空气从第一快速接头进入，在内腔形成气帘，将焊接过程中产生的金属颗粒吹走；保护气从第二快速接头进入，顺着第一气流通道进入到第三气流通道，最后从喷嘴气流通道吹出，从而确保气体保护氛围，保护焊接金属避免被氧化。

所述气帘组件包括激光头连接板、气帘连接板、气帘同轴连接件、气帘中心件、气帘密封片和气帘封板；所述气帘中心件设有中心件气室，所述第一快速接头内开设有第一进气口气流通道，所述第一快速接头安装在所述气帘中心件上，所述第一进气口气流通道与所述中心件气室连通；所述气帘密封片与所述气帘封板均设有两片，两片所述气帘封板分别固定在所述气帘中心件的上下侧，所述气帘密封片夹持在所述气帘封板与所述气帘中心件之间，所述气帘封板与所述气帘中心件之间形成气帘气流通道，所述气帘气流通道一端与所述中心件气室相通，其另一端与所述内腔连通；所述激光头连接板、所述气帘同轴连接件位置相对，两块所述气帘连接板的上端分别与所述激光头连接板相固定，其下端分别与所述气帘同轴连接件相固定；所述激光头连接板、所述气帘同轴连接件、两块所述气帘连接板的端部分别固定在所述气帘中心件上，其夹持空间形成所述内腔；所述气帘同轴连接件开设有方孔，所述方孔将与所述第二气流通道相接一侧的内腔贯穿。气帘封板与气帘中心件之间形成两道气帘气流通道，形成双层出气道，最大可能保护飞溅颗粒不冲出气帘层到达保护镜片表面；方孔的设置，可保证气帘气流通道吹出气流形成的负压不会将下层的保护气带走，起到卸载气体压力的作用。

所述冷却组件本体包括相互扣合的冷却块主体与冷却块封板；所述冷却块本体凹陷形成空腔，所述空腔内设置有若干交错分布的水道隔离片，所述水道隔离片与所述空腔形成所述冷却水流通道；所述冷却块主体通过螺栓固定在所述气帘连接板上。交错分布的水道隔离片，使得水流的方向迂回前进，增加了冷却流道的长度与散热面积，提高冷却速度；冷却块主体可以最大程度带走下端同轴保护气组件向上传递的热量。

所述空腔周围设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有环形密封圈。环形密封圈的设置，可增加密封性，避免冷却水流通道内的水溢出。

还包括同轴组件卡环，所述同轴组件卡环套设在所述同轴中心件下端外周，并夹持在所述同轴中心件与所述同轴组件喷嘴之间。

所述同轴组件封板下端朝下凸起形成锥形结构；所述同轴中心件的第三气流通道上端朝下凹陷形成漏斗状结构，所述锥形结构插入所述漏斗状结构内且两者之间为所述第一气流通道；所述同轴组件卡环与所述同轴组件喷嘴之间反向旋转配合。锥形结构与漏斗状结构配合所形成的第一气流通道为倾斜狭窄的导向气道，可以有效的将保护气导向同轴组件喷嘴，减小气体向上流动发生气流量的损失；同轴组件卡环与同轴组件喷嘴之间反向旋转配合，可以增加或者减小保护气与焊接件的距离。

所述第二快速接头设置有三个，三个所述第二快速接头以所述同轴中心件中心线为基准，沿圆周方向均匀分布在所述同轴中心件上，且两两之间互成120度。三个第二快速接头均匀分布的第二进气口气流通道，可以有效的防止不均匀进气的现象发生，确保保护气均匀进气。

与现有技术对比，本实用新型的优点在于：本装置将气帘装置与同轴保护气装置集为一体，采用双层气帘，确保气帘保护效果，大幅提升保护镜片使用寿命；三通道均匀输送保护气，确保气体保护氛围均匀无紊流，既能很好的保护焊缝金属避免被氧化，又能长时间焊接作用，确保焊接一致性；本装置适用于复杂轨迹的焊接应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例气帘组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例气帘组件的结构分解示意图；

图4为本实用新型实施例气帘组件的俯视图；

图5为图4中A-A向剖视图；

图6为本实用新型实施例冷却组件的结构示意图；

图7为本实用新型实施例冷却组件的结构分解示意图；

图8为本实用新型实施例冷却组件的俯视图；

图9为图8中B-B向剖视图；

图10为图8中C-C向剖视图；

图11为本实用新型实施例同轴保护气组件的结构分解示意图；

图12为本实用新型实施例同轴保护气组件的俯视图；

图13为本实用新型实施例同轴保护气组件的侧视图；

图14为图13中D-D向剖视图。

图中附图标记含义：1、气帘组件；101、激光头连接板；102、气帘连接板；103、气帘同轴连接件；104、气帘中心件；105、第一快速接头；106、气帘密封片；107、气帘封板；1001、第一进气口气流通道；1002、中心件气室；1003、气帘气流通道；2、冷却组件；201、冷却块主体；202、冷却块封板；203、环形密封圈；204、第三快速接头；2001、导水通道；2002、冷却水流通道；3、同轴保护气组件；301、同轴组件封板；3011、第二气流通道；302、同轴中心件；303、第二快速接头；304、同轴组件卡环；305、同轴组件喷嘴；3051、喷嘴气流通道；3001、第二进气口气流通道；3002、第一气流通道；3003、第三气流通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例

参照图1至图14，为一种气帘与同轴保护气装置，包括气帘组件1、冷却组件2和同轴保护气组件3；气帘组件1内设有上下贯穿的内腔，气帘组件1一侧设有与内腔连通的第一快速接头105，其另一侧开设有将外界与内腔连通的气帘口；同轴保护气组件3包括同轴组件封板301、同轴中心件302、第二快速接头303和同轴组件喷嘴305；同轴组件封板301与同轴中心件302上下扣合连接，两者之间夹持形成第一气流通道3002，同轴组件封板301中部开设有第二气流通道3011，同轴中心件302中部开设有第三气流通道3003，第三气流通道3003与第二气流通道3011位置相对且相通，第一气流通道3002与第三气流通道3003连通；第二快速接头303开设有第二进气口气流通道3001，第二快速接头303安装在同轴中心件302上，第二进气口气流通道3001与第一气流通道3002连通；同轴组件喷嘴305设有将其贯穿的喷嘴气流通道3051，同轴组件喷嘴305安装于同轴中心件302下部，喷嘴气流通道3051与第三气流通道3003连通；同轴组件封板301安装在气帘组件1下部，第二气流通道3011与内腔连通；冷却组件2包括冷却组件2本体，冷却组件2本体两端分别安装有第三快速接头204，两第三快速接头204开设有导水通道2001，冷却组件2本体内设有冷却水流通道2002；两导水通道2001与冷却水流通两端分别连通；冷却组件2本体安装在气帘组件1旁侧。

气帘组件1，可吹走溅射和焊接烟尘，延长保护镜片使用寿命；冷却组件2本体安装在气帘组件1旁侧，可带走下端同轴保护气组件3向上传递的热量，避免影响激光焊接的性能及效果；当进行激光焊接时，从气刀出来的激光先后经过内腔、第二气流通道3011、第三气流通道3003，从喷嘴气流通道3051射出；压缩空气从第一快速接头105进入，在内腔形成气帘，将焊接过程中产生的金属颗粒吹走；保护气从第二快速接头303进入，顺着第一气流通道3002进入到第三气流通道3003，最后从喷嘴气流通道3051吹出，从而确保气体保护氛围，保护焊接金属避免被氧化。

气帘组件1包括激光头连接板101、气帘连接板102、气帘同轴连接件103、气帘中心件104、气帘密封片106和气帘封板107；气帘中心件104设有中心件气室1002，第一快速接头105内开设有第一进气口气流通道1001，第一快速接头105安装在气帘中心件104上，第一进气口气流通道1001与中心件气室1002连通；气帘密封片106与气帘封板107均设有两片，两片气帘封板107分别固定在气帘中心件104的上下侧，气帘密封片106夹持在气帘封板107与气帘中心件104之间，气帘封板107与气帘中心件104之间形成气帘气流通道1003，气帘气流通道1003一端与中心件气室1002相通，其另一端与内腔连通；激光头连接板101、气帘同轴连接件103位置相对，两块气帘连接板102的上端分别与激光头连接板101相固定，其下端分别与气帘同轴连接件103相固定；激光头连接板101、气帘同轴连接件103、两块气帘连接板102的端部分别固定在气帘中心件104上，其夹持空间形成内腔；气帘同轴连接件103开设有方孔，方孔将与第二气流通道3011相接一侧的内腔贯穿。气帘封板107与气帘中心件104之间形成两道气帘气流通道1003，形成双层出气道，最大可能保护飞溅颗粒不冲出气帘层到达保护镜片表面；方孔的设置，可保证气帘气流通道1003吹出气流形成的负压不会将下层的保护气带走，起到卸载气体压力的作用。

冷却组件2本体包括相互扣合的冷却块主体201与冷却块封板202；冷却块本体凹陷形成空腔，空腔内设置有若干交错分布的水道隔离片，水道隔离片与空腔形成冷却水流通道2002；冷却块主体201通过螺栓固定在气帘连接板102上。交错分布的水道隔离片，使得水流的方向迂回前进，增加了冷却流道的长度与散热面积，提高冷却速度；冷却块主体201可以最大程度带走下端同轴保护气组件3向上传递的热量。

空腔周围设有环形凹槽，环形凹槽内设有环形密封圈203。环形密封圈203的设置，可增加密封性，避免冷却水流通道2002内的水溢出。

还包括同轴组件卡环304，同轴组件卡环304套设在同轴中心件302下端外周，并夹持在同轴中心件302与同轴组件喷嘴305之间。

同轴组件封板301下端朝下凸起形成锥形结构；同轴中心件302的第三气流通道3003上端朝下凹陷形成漏斗状结构，锥形结构插入漏斗状结构内且两者之间为第一气流通道3002；同轴组件卡环304与同轴组件喷嘴305之间反向旋转配合。锥形结构与漏斗状结构配合所形成的第一气流通道3002为倾斜狭窄的导向气道，可以有效的将保护气导向同轴组件喷嘴305，减小气体向上流动发生气流量的损失；同轴组件卡环304与同轴组件喷嘴305之间反向旋转配合，可以增加或者减小保护气与焊接件的距离。

第二快速接头303设置有三个，三个第二快速接头303以同轴中心件302中心线为基准，沿圆周方向均匀分布在同轴中心件302上，且两两之间互成120度。三个第二快速接头303均匀分布的第二进气口气流通道3001，可以有效的防止不均匀进气的现象发生，确保保护气均匀进气。

焊接过程激光从中间的孔中穿过经过激光头连接板101、气帘同轴连接件103、同轴组件封板301、同轴中心件302、同轴组件卡环304、同轴组件喷嘴305等部件直达焊接基材表面。焊接时，保护气由第二快速接头303进入(N2或者Ar)经过同轴组件封板301与同轴中心件302的约束导向(第一气流通道3002)，保护气最终由同轴组件喷嘴305喷出，到达工件表面，最大程度驱除氧气等活性气体对焊缝的影响。

压缩空气经由第一快速接头105进入，顺着第一进气口气流通道1001流入，由气帘中心件104阻挡后，在中心件气室1002中形成上下两股气流，分别流进由气帘封板107、气帘密封片106与气帘中心件104组成的上下两个气帘气流通道1003中，在气帘气流通道1003中形成气帘，将焊接过程中产生的金属颗粒吹走。(箭头方向为压缩空气流向)

在冷却块主体201上开有环形凹槽，与冷却块封板202、环形密封圈203通过螺栓锁紧形成冷却水流通道2002，冷却水从第三快速接头204中流入，顺着导水通道2001的方向流进冷却水流通道2002流向另一侧第三快速接头204流出。(箭头方向为冷却水流向)

气帘同轴连接件103部件中间的方孔可以有效防止气帘下吹气道吹出气体形成负压将同轴保护气组件3吹出的气体从上部抽走。保护气体从3个第二快速接头303进入，顺着第二进气口气流通道3001，经由同轴组件封板301和同轴中心件302组合形成的第一气流通道3002，在第二气流通道3011中汇合，从同轴组件喷嘴305的喷嘴气流通道3051吹出。(箭头方向为保护气流向)

此种方式的气帘与同轴吹气装置可以同时保证焊缝表面与内部具有良好质量，也可以减少保护镜片更换的频次，提高生产效率，降低生产成本。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种气帘与同轴保护气装置，其特征在于：包括气帘组件(1)、冷却组件(2)和同轴保护气组件(3)；所述气帘组件(1)内设有上下贯穿的内腔，所述气帘组件(1)一侧设有与所述内腔连通的第一快速接头(105)，其另一侧开设有将外界与所述内腔连通的气帘口；所述同轴保护气组件(3)包括同轴组件封板(301)、同轴中心件(302)、第二快速接头(303)和同轴组件喷嘴(305)；所述同轴组件封板(301)与所述同轴中心件(302)上下扣合连接，两者之间夹持形成第一气流通道(3002)，所述同轴组件封板(301)中部开设有第二气流通道(3011)，所述同轴中心件(302)中部开设有第三气流通道(3003)，所述第三气流通道(3003)与所述第二气流通道(3011)位置相对且相通，所述第一气流通道(3002)与所述第三气流通道(3003)连通；所述第二快速接头(303)开设有第二进气口气流通道(3001)，所述第二快速接头(303)安装在所述同轴中心件(302)上，所述第二进气口气流通道(3001)与所述第一气流通道(3002)连通；所述同轴组件喷嘴(305)设有将其贯穿的喷嘴气流通道(3051)，所述同轴组件喷嘴(305)安装于所述同轴中心件(302)下部，所述喷嘴气流通道(3051)与所述第三气流通道(3003)连通；所述同轴组件封板(301)安装在所述气帘组件(1)下部，所述第二气流通道(3011)与所述内腔连通；所述冷却组件(2)包括冷却组件(2)本体，所述冷却组件(2)本体两端分别安装有第三快速接头(204)，两所述第三快速接头(204)开设有导水通道(2001)，所述冷却组件(2)本体内设有冷却水流通道(2002)；两所述导水通道(2001)与所述冷却水流通两端分别连通；所述冷却组件(2)本体安装在所述气帘组件(1)旁侧。

2.根据权利要求1所述的气帘与同轴保护气装置，其特征在于：所述气帘组件(1)包括激光头连接板(101)、气帘连接板(102)、气帘同轴连接件(103)、气帘中心件(104)、气帘密封片(106)和气帘封板(107)；所述气帘中心件(104)设有中心件气室(1002)，所述第一快速接头(105)内开设有第一进气口气流通道(1001)，所述第一快速接头(105)安装在所述气帘中心件(104)上，所述第一进气口气流通道(1001)与所述中心件气室(1002)连通；所述气帘密封片(106)与所述气帘封板(107)均设有两片，两片所述气帘封板(107)分别固定在所述气帘中心件(104)的上下侧，所述气帘密封片(106)夹持在所述气帘封板(107)与所述气帘中心件(104)之间，所述气帘封板(107)与所述气帘中心件(104)之间形成气帘气流通道(1003)，所述气帘气流通道(1003)一端与所述中心件气室(1002)相通，其另一端与所述内腔连通；所述激光头连接板(101)、所述气帘同轴连接件(103)位置相对，两块所述气帘连接板(102)的上端分别与所述激光头连接板(101)相固定，其下端分别与所述气帘同轴连接件(103)相固定；所述激光头连接板(101)、所述气帘同轴连接件(103)、两块所述气帘连接板(102)的端部分别固定在所述气帘中心件(104)上，其夹持空间形成所述内腔；所述气帘同轴连接件(103)开设有方孔，所述方孔将与所述第二气流通道(3011)相接一侧的内腔贯穿。

3.根据权利要求2所述的气帘与同轴保护气装置，其特征在于：所述冷却组件(2)本体包括相互扣合的冷却块主体(201)与冷却块封板(202)；所述冷却块本体凹陷形成空腔，所述空腔内设置有若干交错分布的水道隔离片，所述水道隔离片与所述空腔形成所述冷却水流通道(2002)；所述冷却块主体(201)通过螺栓固定在所述气帘连接板(102)上。

4.根据权利要求3所述的气帘与同轴保护气装置，其特征在于：所述空腔周围设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有环形密封圈(203)。

5.根据权利要求1所述的气帘与同轴保护气装置，其特征在于：还包括同轴组件卡环(304)，所述同轴组件卡环(304)套设在所述同轴中心件(302)下端外周，并夹持在所述同轴中心件(302)与所述同轴组件喷嘴(305)之间；所述同轴组件卡环(304)与所述同轴组件喷嘴(305)之间反向旋转配合。

6.根据权利要求1所述的气帘与同轴保护气装置，其特征在于：所述同轴组件封板(301)下端朝下凸起形成锥形结构；所述同轴中心件(302)的第三气流通道(3003)上端朝下凹陷形成漏斗状结构，所述锥形结构插入所述漏斗状结构内且两者之间为所述第一气流通道(3002)。

7.根据权利要求1所述的气帘与同轴保护气装置，其特征在于：所述第二快速接头(303)设置有三个，三个所述第二快速接头(303)以所述同轴中心件(302)中心线为基准，沿圆周方向均匀分布在所述同轴中心件(302)上，且两两之间互成120度。

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