CN214721421U - 一种激光焊接气刀组件及激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光焊接气刀组件及激光焊接设备，其包括：连接机构；气体回形分压机构，其中部开设有第一通光孔，且气体回形分压机构上、环绕所述第一通光孔开设有环形腔体，以此在第一通光孔与环形腔体之间形成与所述第一通光孔连通的环形凸台，所述环形腔体内周面上径向对称开设有进气孔、底面上开设有若干喷气孔；上部密封件，其与所述气体回形分压机构连接，以封闭所述环形腔体；若干万向喷嘴，其均连接所述气体回形分压机构底部，且每一万向喷嘴均通过一喷气孔连通环形腔体；以及进气接口，其连通所述进气孔。本实用新型既可以对光学镜片及激光焊接头进行保护，吹出的气流又能达到焦点位置，以满足激光扫描焊接的焊接质量要求。

Description

一种激光焊接气刀组件及激光焊接设备

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，具体为一种激光焊接气刀组件及激光焊接设备。

背景技术

目前已有诸多通过激光完成工件加工的技术方案，如利用激光进行汽车零件焊接等，其中通常通过设置气刀来对激光焊接头进行保护。

但目前的气刀组件多布置在激光镜片底部，同时仅可固定侧向吹气，其无法有效防止焊渣的飞溅对激光镜片和焊接头的损坏，同时，由于激光扫描焊接具有长焦距的特性，因此现有的气刀组件产生的吹气气流无法到达焊缝，不能吹散焊接产生的等离子云，从而无法保证焊接质量。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种激光焊接气刀组件及激光焊接设备，其既可以对光学镜片及激光焊接头进行保护，吹出的气流又能达到焦点位置，以满足激光扫描焊接的焊接质量要求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一方面，提供了一种激光焊接气刀组件，其包括：

连接机构，其连接激光焊接头；

气体回形分压机构，其与所述连接机构连接，所述气体回形分压机构中部开设有第一通光孔，且气体回形分压机构上、环绕所述第一通光孔开设有环形腔体，以此在第一通光孔与环形腔体之间形成与所述第一通光孔连通的环形凸台；所述环形腔体内周面上径向对称开设有进气孔、底面上开设有若干喷气孔；

上部密封件，其中部开设有与所述第一通光孔连通的第二通光孔，且与所述气体回形分压机构连接，以封闭所述环形腔体；

若干喷气方向可调的万向喷嘴，其均连接所述气体回形分压机构底部，且每一万向喷嘴均通过一喷气孔连通环形腔体；

以及进气接口，其连通所述进气孔。

优选的，所述环形腔体的宽度为10-20mm。

优选的，所述第一通光孔、第二通光孔、环形凸台同轴设置。

优选的，所述上部密封件表面延伸出凸出部，所述环形凸台内周面形成有与所述凸出部配合的槽口。

优选的，所述上部密封件与气体回形分压机构之间填充有密封胶。

优选的，所述气体回形分压机构外周面设有若干连接孔，且所述连接机构通过所述连接孔可拆卸的连接所述气体回形分压机构。

优选的，所述连接机构、气体回形分压机构以及上部密封件中的一项或几项由高强度铝材加工而成。

优选的，若干喷气方向可调的万向喷嘴环绕所述第一通光孔均匀间隔设置。

另一方面，还提供了一种激光焊接设备，其包括激光焊接头、上述气刀组件，且所述激光焊接头通过连接机构与所述气刀组件连接。

优选的，所述激光焊接头可完成激光扫描飞行焊接。

与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型可通过调节万向喷嘴的喷气方向来调节气流覆盖的范围以及气体汇聚点的高度，从而满足不同种类焊接头和不同种类工件的焊接需求，其既可以有效的阻隔焊接时产生的飞溅物喷射到激光焊接头上，避免光学镜片损伤，且可以快速吹散焊缝处焊接产生的等离子云，以确保焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型激光焊接气刀组件的整体结构图；

图2为本实用新型气体回形分压机构的整体结构图；

图3为本实用新型上部密封件的整体结构图；

图4为本实用新型激光焊接气刀组件的剖视图；

图5为本实用新型激光焊接气刀组件的光路以及气路示意图；

图6为本实用新型激光焊接设备的整体结构图。

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做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1：

如图1所示，本实施例中的激光焊接气刀组件包括：

连接机构1，其顶部连接激光焊接头；

气体回形分压机构2，其与所述连接机构1的底部连接，如图2所示，所述气体回形分压机构2中部开设有第一通光孔21，且气体回形分压机构2上、环绕所述第一通光孔21开设有环形腔体22，以此在第一通光孔21与环形腔体22之间形成与所述第一通光孔21连通的环形凸台23；同时，所述环形腔体22内周面上径向对称开设有进气孔24、底面上开设有若干喷气孔25，本实施例中，所述喷气孔25有6个，且均匀间隔设置，每一喷气孔25的竖直中心轴线均与所述第一通光孔21的竖直中心轴线平行，且所述环形腔体22的宽度为10-20mm(优选15mm)；

上部密封件3，如图3所示，其中部开设有与所述第一通光孔21连通的第二通光孔31，且与所述气体回形分压机构2可拆卸的连接，以封闭所述环形腔体22，以避免气体逸出；例如，所述气体回形分压机构2上端面开设有若干第一螺纹孔26，所述上部密封件3上开设有与所述第一螺纹孔26位置对应的第二螺纹孔32，紧固件(如螺钉等)依次穿过所述第一螺纹孔26、第二螺纹孔32，以连接上部密封件3和气体回形分压机构2；

若干喷气方向可调的万向喷嘴4，其均连接所述气体回形分压机构2底部，且环绕所述第一通光孔11均匀间隔设置，且每一万向喷嘴4均通过一喷气孔25连通环形腔体22；优选的，所述万向喷嘴4有6个；

以及进气接口5，其连通所述进气孔24,且同时连接保护气气源。

本实施例中，为减轻结构整体重量，所述连接机构1、气体回形分压机构2以及上部密封件3中的一项或几项由高强度铝材加工而成。

工作时，如图3-5所示，先根据焊缝形状、大小或者激光光束的焦距长短调节万向喷嘴4的喷气方向，以此来调节气流覆盖的范围以及气体汇聚点的高度，使得各万向喷嘴4喷出的气流汇聚到焦点处，从而满足不同种类焊接头和不同种类工件的焊接需求；

激光焊接头产生的激光光束L经第一通光孔21、第二通光孔31、环形凸台23射出；

同时，保护气气源提供高速空气，高速空气通过进气接口5、进气孔24进入到环形腔体22中，由于进气孔24是两端对称布置，且气体流速很快，因此，高速空气可瞬间充满环形腔体22，且使得环形腔体22内压力均衡，进一步的，环形腔体22内的气体再通过喷气孔25形成若干等压气流，并通过与其对应的万向喷嘴4均匀喷出，避免气流间相互干扰，以形成一锥型的气体保护区间S，可以有效的阻隔焊接时产生的飞溅物喷射到激光焊接头上，避免光学镜片损伤，且万向喷嘴4喷出的各路气体最终在预定位置(如激光扫描焊接时激光光束的焦点处)汇聚成一高速流动的、且覆盖焊缝的气团S’，以快速吹散焊缝处焊接产生的等离子云，避免/减少激光能量因等离子云造成的衰减，使得激光光束可以在焊接工件表面得到更好的熔深和成型，以及更加光滑的焊缝表面，以确保焊接质量。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图3-4所示，所述上部密封件3表面延伸出凸出部33，所述环形凸台23内周面形成有与所述凸出部33配合的槽口231，由此通过凸出部33、槽口231的匹配保证上部密封件3、环形凸台23的同轴度，使得第一通光孔21、第二通光孔31、环形凸台23同轴；同时，为保证精度和密封性，所述上部密封件3与气体回形分压机构2之间填充有密封胶。

实施例3：

本实施例与实施例1或2的不同之处仅在于，如图2所示，所述气体回形分压机构2外周面设有若干连接孔28，且所述连接机构1底部通过所述连接孔28可拆卸的连接所述气体回形分压机构2，例如，定位销可在穿过所述连接机构1后与所述连接孔28连接，以保证安装的重复定位精度，避免重复拆装导致气流相对焊缝位置发生变化，进而对焊接质量产生影响。

实施例4：

本实施例提供了一种激光焊接设备，如图6所示，其包括：实施例1或2或3所述的气刀组件100及通过连接机构1与所述气刀组件100连接的激光焊接头200，本实施例中，所述激光焊接头200可完成激光扫描飞行焊接。

综上所述，本实用新型可通过调节万向喷嘴的喷气方向来调节气流覆盖的范围以及气体汇聚点的高度，从而满足不同种类焊接头和不同种类工件的焊接需求(如激光扫描飞行焊接)，其既可以有效的阻隔焊接时产生的飞溅物喷射到激光焊接头上，避免光学镜片损伤，且万向喷嘴喷出的各路气体最终在预定位置(如激光扫描焊接时激光光束的焦点处)汇聚成一高速流动的气团，以快速吹散焊缝处焊接产生的等离子云，避免/减少激光能量因等离子云造成的衰减，以确保焊接质量。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种激光焊接气刀组件，其特征在于，包括：

连接机构，其连接激光焊接头；

气体回形分压机构，其与所述连接机构连接，所述气体回形分压机构中部开设有第一通光孔，且气体回形分压机构上、环绕所述第一通光孔开设有环形腔体，以此在第一通光孔与环形腔体之间形成与所述第一通光孔连通的环形凸台；所述环形腔体内周面上径向对称开设有进气孔、底面上开设有若干喷气孔；

上部密封件，其中部开设有与所述第一通光孔连通的第二通光孔，且与所述气体回形分压机构连接，以封闭所述环形腔体；

若干喷气方向可调的万向喷嘴，其均连接所述气体回形分压机构底部，且每一万向喷嘴均通过一喷气孔连通环形腔体；

以及进气接口，其连通所述进气孔。

2.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，所述环形腔体的宽度为10-20mm。

3.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，所述第一通光孔、第二通光孔、环形凸台同轴设置。

4.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，所述上部密封件表面延伸出凸出部，所述环形凸台内周面形成有与所述凸出部配合的槽口。

5.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，所述上部密封件与气体回形分压机构之间填充有密封胶。

6.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，所述气体回形分压机构外周面设有若干连接孔，且所述连接机构通过所述连接孔可拆卸的连接所述气体回形分压机构。

7.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，所述连接机构、气体回形分压机构以及上部密封件中的一项或几项由高强度铝材加工而成。

8.如权利要求1所述的激光焊接气刀组件，其特征在于，若干喷气方向可调的万向喷嘴环绕所述第一通光孔均匀间隔设置。

9.一种激光焊接设备，包括激光焊接头，其特征在于，还包括：权利要求1-8任一项所述的气刀组件，且所述激光焊接头通过连接机构与所述气刀组件连接。

10.如权利要求9所述的激光焊接设备，其特征在于，所述激光焊接头可完成激光扫描飞行焊接。

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