CN215316315U - 一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，包括工作台和激光发生器，所述工作台的顶端中部固定设有焊接机箱，所述工作台的中部固定设有进给滑槽，所述进给滑槽的中部通过轴承转动连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的中部螺纹连接滑动夹具平台，所述光纤接口固定连接激光发生器，所述激光发生器嵌设在焊接机箱的顶部，所述光路通道的中部第一个拐角处通过转轴转动连接振镜镜片，所述光路通道的中部第二个拐角处固定设有反光镜，所述光路通道的底端中部固定设有半透圆环片，该种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，结构简单合理，设计新颖，改善传统单光束激光焊接存在的熔池形态深而窄，焊缝中气泡难以上浮等问题。

Description

一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置

技术领域

本实用新型涉及材料焊接技术领域，具体为一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置。

背景技术

激光焊接是通过激光束加热母材或者焊料的一种焊接方法。因为有着工艺简单稳定，焊接速度快等优点，广泛应用于工业生产的各个领域。但是，由于激光束能量集中，激光焊接的焊缝熔池和其他焊接方式的熔池比起来，具有窄而深的特点。并且由于激光加工工艺通常都具有升温和冷却速度极快的特点，熔池中的气泡没有时间上浮，导致焊缝材质中空隙较多，质量相对较差。为解决激光焊接工艺存在的上述问题，通过国内外的研究，开发出双光束激光焊接工艺。这种工艺是使用两个激光器产生两条激光束，分别聚焦在件表面，其中一束激光负责焊接加热，另一束激光可以负责预热或者缓冷，可以改善熔池形状，延长熔池熔融状态的时间以达到改善激光焊接焊缝质量的目的。

然而，尽管双光束激光焊接工艺可以改善焊缝质量，但是双激光器的引入大幅提高了生产成本，增加了工艺难度。因此我们对此做出改进，提出一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，包括工作台和激光发生器，所述工作台的顶端中部固定设有焊接机箱，所述工作台的中部固定设有进给滑槽，所述焊接机箱底端固定设置在进给滑槽的一侧，所述进给滑槽的一端固定设有进给电机，所述进给滑槽的中部通过轴承转动连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的中部螺纹连接滑动夹具平台，所述滑动夹具平台的底部与进给滑槽的内壁滑动连接，所述焊接机箱的顶端固定设有光纤接口，所述光纤接口固定连接激光发生器，所述激光发生器嵌设在焊接机箱的顶部，所述焊接机箱的内部固定设有光路通道，所述激光发生器的光源端口固定设置在光路通道的顶端，所述光路通道的中部第一个拐角处通过转轴转动连接振镜镜片，所述光路通道的中部第二个拐角处固定设有反光镜，所述光路通道的底端中部固定设有半透圆环片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述光路通道的顶部位于激光发生器和振镜镜片之间固定设有准直镜，所述光路通道的顶部位于反光镜和半透圆环片之间固定设有聚焦镜筒。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述聚焦镜筒包括凸面镜和限位柱，所述限位柱的贯穿凸面镜固定框的两侧，所述焊接机箱的中部位于聚焦镜筒的一侧固定设有调节腔，所述凸面镜固定框的一侧固定连接齿条，所述调节腔的内部通过转轴转动连接齿轮，所述齿条和齿轮啮合连接，所述焊接机箱的一侧固定设有微调旋钮，所述微调旋钮与齿轮的转轴末端固定连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述焊接机箱的外壁中部一侧固定设有伺服电机，所述伺服电机的转轴固定连接振镜镜片的转轴。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述焊接机箱靠近进给滑槽的一侧顶部固定设有支撑杆，所述支撑杆的端部转动连接焊接面罩，所述焊接面罩的中部开设有观察窗，所述观察窗的内壁嵌设有焊接护目镜片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述滑动夹具平台远离焊接机箱的一侧中部固定设有指针，所述工作台的顶端靠近指针的一侧固定设有刻度表，所述指针与刻度表相配合。

本实用新型的有益效果是：通过使用振镜，改善激光光斑形态，使光斑中间的激光强度高，两端强度较低。从而实现前段预热，中段焊接，后段缓冷的工艺效果。同时，激光光斑的快速移动，对熔池有一定的搅拌作用，进一步加速了气泡上浮，改善焊接质量。除此之外，本装置仅使用一个激光器，工艺成本较双光束激光焊接有大幅下降。并且设备结构紧凑，稳定性高，调节难度较双光束激光焊接工艺简单很多。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置的内部结构示意图；

图3是本实用新型一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置的结构A放大图。

图中：1、工作台；2、焊接机箱；3、进给滑槽；4、进给电机；5、滚珠丝杠；6、滑动夹具平台；7、光纤接口；8、激光发生器；9、光路通道；10、振镜镜片；11、反光镜；12、半透圆环片；13、准直镜；14、聚焦镜筒；15、凸面镜；16、限位柱；17、调节腔；18、齿条；19、齿轮；20、伺服电机；21、焊接面罩；22、指针。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-3所示，本实用新型一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，包括工作台1和激光发生器8，工作台1的顶端中部固定设有焊接机箱2，工作台1的中部固定设有进给滑槽3，焊接机箱2底端固定设置在进给滑槽3的一侧，进给滑槽3的一端固定设有进给电机4，进给滑槽3的中部通过轴承转动连接滚珠丝杠5，滚珠丝杠5的中部螺纹连接滑动夹具平台6，滑动夹具平台6的底部与进给滑槽3的内壁滑动连接，焊接机箱2的顶端固定设有光纤接口7，光纤接口7固定连接激光发生器8，激光发生器8嵌设在焊接机箱2的顶部，焊接机箱2的内部固定设有光路通道9，激光发生器8的光源端口固定设置在光路通道9的顶端，光路通道9的中部第一个拐角处通过转轴转动连接振镜镜片10，光路通道9的中部第二个拐角处固定设有反光镜11，光路通道9的底端中部固定设有半透圆环片12。

其中，光路通道9的顶部位于激光发生器8和振镜镜片10之间固定设有准直镜13，光路通道9的顶部位于反光镜11和半透圆环片12之间固定设有聚焦镜筒14，反光镜11用于改变激光束的传播方向，能够将经振镜镜片10反射过来的激光束反射至聚焦镜筒14。

其中，聚焦镜筒14包括凸面镜15和限位柱16，限位柱16的贯穿凸面镜15固定框的两侧，焊接机箱2的中部位于聚焦镜筒14的一侧固定设有调节腔17，凸面镜15固定框的一侧固定连接齿条18，调节腔17的内部通过转轴转动连接齿轮19，齿条18和齿轮19啮合连接，焊接机箱2的一侧固定设有微调旋钮，微调旋钮与齿轮19的转轴末端固定连接，通过设置聚焦镜筒14，可以根据加工需要，来改变激光光斑的强度和大小，便于对工件的焊接。

其中，焊接机箱2的外壁中部一侧固定设有伺服电机20，伺服电机20的转轴固定连接振镜镜片10的转轴，通过使用伺服电机20连接振镜镜片10的转轴，利用伺服电机20带动振镜镜片10摆动，振镜镜片10会改变激光束的传播方向，从而使激光光斑快速移动，对熔池有一定的搅拌作用，进一步加速了气泡上浮，改善焊接质量。

其中，焊接机箱2靠近进给滑槽3的一侧顶部固定设有支撑杆，支撑杆的端部转动连接焊接面罩21，焊接面罩21的中部开设有观察窗，观察窗的内壁嵌设有焊接护目镜片，通过设置可以旋转的焊接面罩21，不仅可以在焊接时对工作人员进行保护，也可以在焊接完后移出工作区域，便于工作人员使用。

其中，滑动夹具平台6远离焊接机箱2的一侧中部固定设有指针22，工作台1的顶端靠近指针22的一侧固定设有刻度表，指针22与刻度表相配合，通过设置刻度表和指针22，可以便于工作人员对焊接长度和位置的观察，便于提高焊接精度。

工作时，先调节激光发生器8的功率，振镜镜片10的震动频率，滑动夹具平台6的进给速度，然后将待焊接的工件放置在滑动夹具平台6的顶部夹紧，通过振镜镜片10使激光发生器8发出的激光照射在待焊接工作表面，光斑为线段形状，通过在光路中设置一个半透圆环片12，使激光光斑达到两端弱，中间强的效果，从而实现前段预热，中段焊接，后段缓冷的工艺效果，同时，激光光斑的快速移动，对熔池有一定的搅拌作用，进一步加速了气泡上浮，改善焊接质量，再通过滑动夹具平台6的进给运动，对工件进行连续的焊接，通过设置可以旋转的焊接面罩21，不仅可以在焊接时对工作人员进行保护，也可以在焊接完后移出工作区域，便于工作人员使用，通过设置刻度表和指针22，可以便于工作人员对焊接长度和位置的观察，便于提高焊接精度。

最后应说明的是：在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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说，其依然可以对前述各实施例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同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，包括工作台(1)和激光发生器(8)，其特征在于，所述工作台(1)的顶端中部固定设有焊接机箱(2)，所述工作台(1)的中部固定设有进给滑槽(3)，所述焊接机箱(2)底端固定设置在进给滑槽(3)的一侧，所述进给滑槽(3)的一端固定设有进给电机(4)，所述进给滑槽(3)的中部通过轴承转动连接滚珠丝杠(5)，所述滚珠丝杠(5)的中部螺纹连接滑动夹具平台(6)，所述滑动夹具平台(6)的底部与进给滑槽(3)的内壁滑动连接，所述焊接机箱(2)的顶端固定设有光纤接口(7)，所述光纤接口(7)固定连接激光发生器(8)，所述激光发生器(8)嵌设在焊接机箱(2)的顶部，所述焊接机箱(2)的内部固定设有光路通道(9)，所述激光发生器(8)的光源端口固定设置在光路通道(9)的顶端，所述光路通道(9)的中部第一个拐角处通过转轴转动连接振镜镜片(10)，所述光路通道(9)的中部第二个拐角处固定设有反光镜(11)，所述光路通道(9)的底端中部固定设有半透圆环片(12)。

2.根据权利要求1所述的一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，其特征在于，所述光路通道(9)的顶部位于激光发生器(8)和振镜镜片(10)之间固定设有准直镜(13)，所述光路通道(9)的顶部位于反光镜(11)和半透圆环片(12)之间固定设有聚焦镜筒(14)。

3.根据权利要求2所述的一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，其特征在于，所述聚焦镜筒(14)包括凸面镜(15)和限位柱(16)，所述限位柱(16)的贯穿凸面镜(15)固定框的两侧，所述焊接机箱(2)的中部位于聚焦镜筒(14)的一侧固定设有调节腔(17)，所述凸面镜(15)固定框的一侧固定连接齿条(18)，所述调节腔(17)的内部通过转轴转动连接齿轮(19)，所述齿条(18)和齿轮(19)啮合连接，所述焊接机箱(2)的一侧固定设有微调旋钮，所述微调旋钮与齿轮(19)的转轴末端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，其特征在于，所述焊接机箱(2)的外壁中部一侧固定设有伺服电机(20)，所述伺服电机(20)的转轴固定连接振镜镜片(10)的转轴。

5.根据权利要求1所述的一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，其特征在于，所述焊接机箱(2)靠近进给滑槽(3)的一侧顶部固定设有支撑杆，所述支撑杆的端部转动连接焊接面罩(21)，所述焊接面罩(21)的中部开设有观察窗，所述观察窗的内壁嵌设有焊接护目镜片。

6.根据权利要求1所述的一种通过振镜改善单光束激光焊接质量的装置，其特征在于，所述滑动夹具平台(6)远离焊接机箱(2)的一侧中部固定设有指针(22)，所述工作台(1)的顶端靠近指针(22)的一侧固定设有刻度表，所述指针(22)与刻度表相配合。

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