CN216177589U - 一种激光焊接头结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光焊接头结构，包括准直部、同轴调节部和聚焦部；准直部包括第一壳体以及自上而下依次设于第一壳体内的扩束透镜和准直透镜，第一壳体包括入光口和第一容置槽，扩束透镜和准直透镜分别与入光口相对准；同轴调节部包括第二壳体、调节螺丝和弹性密封圈，第二壳体包括第二容置槽和螺纹槽，第一壳体设于第二容置槽内且间隙设置，调节螺丝与螺纹槽螺接，调节螺丝的连接端与第一壳体相抵，弹性密封圈设于第一容置槽内；聚焦部包括第三壳体和设于第三壳体内部的聚焦透镜，第三壳体的上端面与第二壳体的下端面相连接，聚焦透镜与准直透镜相对准；该激光焊接头结构实现内部光学元件的轴线对准，保证激光的输出功率和焊接质量。

Description

一种激光焊接头结构

技术领域

本实用新型涉及激光焊接设备技术领域，尤其涉及一种激光焊接头结构。

背景技术

激光焊接机，又常称为激光焊机、镭射焊机，是激光材料加工用的机器，按其工作方式分为激光模具烧焊机、自动激光焊接机、激光点焊机和光纤传输激光焊接机，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。

激光焊接头是激光焊接机的重要组成部分，但是目前的焊接头因为内部光学元件在安装过程中存在误差，所以射出的激光无法从激光焊接头出光孔的正中心射出，会产生一定的偏移，这样会影响激光的输出功率和焊接质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光焊接头结构，可以实现激光焊接头内部光学元件的轴线对准，保证激光的输出功率和焊接质量。

本实用新型所采用的的技术方案为：一种焊接头结构，包括：

准直部，用于对射入的激光进行准直，所述准直部包括第一壳体以及自上而下依次设于所述第一壳体内的扩束透镜和准直透镜，所述第一壳体包括入光口和第一容置槽，所述扩束透镜和所述准直透镜分别与所述入光口相对准；

同轴调节部，包括第二壳体、调节螺丝和弹性密封圈，所述第二壳体包括第二容置槽和螺纹槽，所述第一壳体设于所述第二容置槽内且间隙设置，所述调节螺丝与所述螺纹槽螺接，所述调节螺丝的连接端与所述第一壳体相抵，所述弹性密封圈设于所述第一容置槽内；

聚焦部，包括第三壳体和设于所述第三壳体内部的聚焦透镜，所述第三壳体的上端面与所述第二壳体的下端面相连接，所述聚焦透镜与所述准直透镜相对准。

进一步地，所述同轴调节部包括四所述调节螺丝，四所述调节螺丝沿所述第二壳体周向均布。

进一步地，所述第三壳体包括至少一用于吸热降温的冷却槽。

进一步地，所述第三壳体上设有分别与所述冷却槽相连通的进液口和出液口，所述进液口处连接有“L”型引液管，所述出液口处连接有“L”型排液管。

进一步地，本实用新型的激光焊接头结构还包括保护部，所述保护部与所述第三壳体的下端面相连接，所述保护部包括第一保护镜模块，所述第一保护镜模块包括：

第四壳体，包括设于侧部的插槽；

插盘，包括盘部和固定部，所述盘部的一端与所述固定部连接，所述盘部的另一端与所述插槽插接，所述盘部上设有装镜槽，所述固定部与所述第四壳体可拆卸连接；

第一保护镜，设于所述装镜槽内，所述第一保护镜与所述聚焦透镜相对准。

进一步地，所述第一保护镜与所述装镜槽之间设有密封圈。

进一步地，所述保护部还包括第二保护镜模块，所述第二保护镜模块设于所述第三壳体与所述第一保护镜模块之间，所述第二保护镜模块包括与所述聚焦透镜相对准的第二保护镜。

进一步地，本实用新型的激光焊接头结构还包括出光部，所述出光部包括第五壳体，所述第五壳体包括用于通入防氧化气体的进气口和用于激光射出的出光口，所述进气口上接有进气管，所述出光口与所述入光口相对准。

进一步地，本实用新型的激光焊接头结构还包括旁轴吹气装置，所述旁轴吹气装置包括导气管和铰接件，所述铰接件的一端与所述导气管连接，所述铰接件的另一端与所述第五壳体连接。

进一步地，本实用新型的激光焊接头结构还包括用于与外部装置连接的安装板。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过对调节螺丝的扭动，可以实现对第一壳体的位置进行微调，这样准直透镜与聚焦透镜的位置也得到了微调，直到从出射激光从出光口的正中心射出，实现了光学元件的轴线对准，保证激光的输出功率和焊接质量，

2、通过设置保护镜来防止焊接时飞溅的焊渣或外部污染物进入到内部结构，保证精密光学元件不受污染或损坏，其中，最靠近出光口的第一保护镜通过安装在插盘上，然后整体装配到激光焊接头内部，因为第一保护镜的更换频率相对较高，采用这种装配方式拆装方便，便于后期维护。

附图说明

图1是本实用新型实施例的激光焊接头整体结构爆炸图。

图2是本实用新型实施例的第一壳体结构示意图。

图3是本实用新型实施例的同轴调节部结构爆炸图。

图4是本实用新型实施例的聚焦部结构爆炸图。

图5是本实用新型实施例的第一保护镜模块的结构爆炸图。

图6是本实用新型实施例的激光焊接头整体结构图。

图7是本实用新型实施例激光焊接头的正视图。

图8是图7的A-A截面图。

图中，

100、准直部；110、第一壳体；111、入光口；112、第一容置槽；120、扩束透镜；130、准直透镜；

200、同轴调节部；210、第二壳体；211、第二容置槽；212、螺纹槽；220、调节螺丝；230、弹性密封圈；

300、聚焦部；310、第三壳体；311、冷却槽；312、进液口；313、出液口；314、“L”型引水管；315、“L”型排液管；320、聚焦透镜；

400、保护部；410、第一保护镜模块；411、第四壳体；4111、插槽；412、插盘；4121、盘部；4122、固定部；413、第一保护镜；414、密封圈；A、装镜槽；420、第二保护镜模块；421、第二保护镜；

500、出光部；510、第四壳体；511、进气口；512、出光口；513、进气管；

600、旁轴吹气装置；610、导气管；620、铰接件；

700、安装板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型一种激光焊接头结构进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参见图1和图6，在本实用新型所提供的激光焊接头结构主要包括用于对射入激光进行准直的准直部100、用于使焊接头结构内部光学元件同轴线的同轴调节部200、聚焦部300、保护部400和出光部500。

具体地，请参见图2和图8，准直部200包括第一壳体110，第一壳体110包括入光口111和第一容置槽112，第一壳体110内部自上而下依次设有扩束透镜120和准直透镜130，扩束透镜120将激光泵浦源射过来的激光从入光口111处进入射向扩束透镜120，进行扩束，然后扩束光经过准直透镜130准直，扩束透镜120与准直透镜130分别与入光口111相对准。

请参见图4和图8，准直后的激光射向聚焦部300，聚焦部300包括第三壳体310和设于第三壳体310内部的聚焦透镜320，第三壳体310的上端面与第二壳体210的下端面相连接，聚焦透镜320与准直透镜130相对准，准直后的激光经过聚焦透镜320聚焦后从激光焊接头的出光口512中射出。

请参见图3和图8，为了保证激光焊接头结构的出射激光能从出光口512的正中心射出，可以通过同轴调节部200来对第一壳体的位置进行微调，同轴调节部200包括第二壳体210、调节螺丝220和弹性密封圈230，第二壳体210包括第二容置槽211和螺纹槽212，第一壳体110设于第二容置槽211内并且之间会留有一定间隙，调节螺丝220与螺纹槽212螺接，调节螺丝220的连接端与第一壳体110相抵，弹性密封圈230设于第一容置槽112内，当出射激光从出光口512射出存在偏移情况时，通过扭动调节螺丝220，使得第一壳体110在第二容置槽211内移动，第一壳体110的移动使得准直透镜130与聚焦透镜320的位置得到了调整，直到激光焊接头出射激光能从出光口512的正中心射出停止扭动螺丝。

请参见图5和图8,保护部400主要是为了防止在焊接时焊渣飞溅到激光焊接头结构的内部，保护部400与第三壳体310的下端面相连接，保护部400包括第一保护镜模块410，第一保护镜模块410包括第四壳体411、插盘412和第一保护镜413，该第四壳体411包括设于侧部的插槽4111；插盘412包括盘部4121和固定部4122，盘部4121的一端与固定部4122连接，盘部4121的另一端与插槽4111插接，盘部4121上设有装镜槽A，固定部4122与第四壳体411可拆卸连接(例如螺接、卡扣连接、插接等)；第一保护镜413设于装镜槽A内，第一保护镜413与聚焦透镜320相对准。

请参见图5，为了增强气密性和防水性，可以在第一保护镜413与装镜槽A之间设有密封圈414，密封圈414的材质选用常规的即可，例如硅胶密封圈。

请参见图1和图8,为了增强防护效果，保护镜模块可以增加，保护镜模块的数量在此不做限制，例如还可以设置第二保护镜模块420，第二保护镜模块420设于第三壳体310与第一保护镜模块410之间，第二保护镜模块420内部安装有与聚焦透镜320相对准的第二保护镜421，这样保护效果更好。

请参见图7和图8，为了限制在焊接过程中焊接面发生氧化反应，保证焊接质量，在出光部500的第五壳体510包上设有用于通入防氧化气体的进气口511和用于激光射出的出光口512，进气口511上接有进气管513，出光口512与入光口111相对准，防氧化气体从进气口511进入，从出光口512溢出，有效防止焊接面发生氧化反应。

请参见图6-图8，为了防止焊渣飞溅进出光口512内造成出光口512堵塞，激光焊接头结构还包括旁轴吹气装置600，旁轴吹气装置600包括导气管610和铰接件620，铰接件620的一端与导气管610连接，铰接件620的另一端与第五壳体510连接，旁轴吹气装置600吹出的也是防氧化气体，一方面提升焊接面的防氧化能力，另外还起到了吹离焊渣的作用。

请参见图3，在本实用新型的一种实施例中，调节螺丝220的数量N为大于1的正整数，例如调节螺丝200共设四个，这四个调节螺丝200沿着第二壳体210的周向均匀排布，这样调节方式更灵活，使得第一壳体110可以前后左右调动，随着调节螺丝200的数量增多，调节的效率和精度越高。

请参见图4，在本实用新型的一种实施例中，第三壳体310上设有至少一用于吸热降温的冷却槽311，该冷却槽用于对聚焦透镜320进行降温，避免高温影响聚焦透镜的焦距，以及防止聚焦透镜320损坏；在一优选实施例中，冷却槽311设有两道，分别设于第三壳体310的顶部和底部。

请参见图4，在本实用新型的一种实施例中，第三壳体310上设有分别与冷却槽311相连通的进液口312和出液口313，进液口312处连接有“L”型引液管314，出液口313处连接有“L”型排液管315，通过设置进液口312和出液口313可以通过外部水泵形成一个水循环，保证热量被有效带走，“L”型引液管314和“L”型排液管315的形状设计主要是防止在外部水泵停止工作时防止冷却液回流造成消耗浪费。

通过设置保护镜来防止焊接时飞溅的焊渣或外部污染物进入到内部结构，保证精密光学元件不受污染或损坏，其中，最靠近出光口的第一保护镜413通过安装在插盘上，然后整体装配到激光焊接头内部，因为第一保护镜413的更换频率相对较高，采用这种装配方式拆装方便，便于后期维护。

请参见图1和图6，在本实用新型的一种实施例中，激光焊接头结构上安装了与外部装置连接的安装板700，该安装板与外部装置的连接方式不做限定，例如螺接、卡接、焊接等。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种激光焊接头结构，其特征在于，包括：

准直部(100)，用于对射入的激光进行准直，所述准直部(100)包括第一壳体(110)以及自上而下依次设于所述第一壳体(110)内的扩束透镜(120)和准直透镜(130)，所述第一壳体(110)包括入光口(111)和第一容置槽(112)，所述扩束透镜(120)与所述准直透镜(130)分别与所述入光口(111)相对准；

同轴调节部(200)，包括第二壳体(210)、调节螺丝(220)和弹性密封圈(230)，所述第二壳体(210)包括第二容置槽(211)和螺纹槽(212)，所述第一壳体(110)设于所述第二容置槽(211)内且间隙设置，所述调节螺丝(220)与所述螺纹槽(212)螺接，所述调节螺丝(220)的连接端与所述第一壳体(110)相抵，所述弹性密封圈(230)设于所述第一容置槽(112)内；

聚焦部(300)，包括第三壳体(310)和设于所述第三壳体(310)内部的聚焦透镜(320)，所述第三壳体(310)的上端面与所述第二壳体(210)的下端面相连接，所述聚焦透镜(320)与所述准直透镜(130)相对准。

2.根据权利要求1所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，所述同轴调节部(200)包括四所述调节螺丝(220)，四所述调节螺丝(220)沿所述第二壳体(210)周向均布。

3.根据权利要求1所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，所述第三壳体(310)包括至少一用于吸热降温的冷却槽(311)。

4.根据权利要求3所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，所述第三壳体(310)上设有分别与所述冷却槽(311)相连通的进液口(312)和出液口(313)，所述进液口(312)处连接有“L”型引液管(314)，所述出液口(313)处连接有“L”型排液管(315)。

5.根据权利要求1所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，还包括保护部(400)，所述保护部(400)与所述第三壳体(310)的下端面相连接，所述保护部(400)包括第一保护镜模块(410)，所述第一保护镜模块(410)包括：

第四壳体(411)，包括设于侧部的插槽(4111)；

插盘(412)，包括盘部(4121)和固定部(4122)，所述盘部(4121)的一端与所述固定部(4122)连接，所述盘部(4121)的另一端与所述插槽(4111)插接，所述盘部(4121)上设有装镜槽(A)，所述固定部(4122)与所述第四壳体(411)可拆卸连接；

第一保护镜(413)，设于所述装镜槽(A)内，所述第一保护镜(413)与所述聚焦透镜(320)相对准。

6.根据权利要求5所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，所述第一保护镜(413)与所述装镜槽(A)之间设有密封圈(414)。

7.根据权利要求5所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，所述保护部(400)还包括第二保护镜模块(420)，所述第二保护镜模块(420)设于所述第三壳体(310)与所述第一保护镜模块(410)之间，所述第二保护镜模块(420)包括与所述聚焦透镜(320)相对准的第二保护镜(421)。

8.根据权利要求7所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，还包括出光部(500)，所述出光部(500)包括第五壳体(510)，所述第五壳体(510)包括用于通入防氧化气体的进气口(511)和用于激光射出的出光口(512)，所述进气口(511)上接有进气管(513)，所述出光口(512)与所述入光口(111)相对准。

9.根据权利要求8所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，旁轴吹气装置(600)，所述旁轴吹气装置(600)，所述旁轴吹气装置(600)包括导气管(610)和铰接件(620)，所述铰接件(620)的一端与所述导气管(610)连接，所述铰接件(620)的另一端与所述第五壳体(510)连接。

10.根据权利要求1所述的一种激光焊接头结构，其特征在于，还包括用于与外部装置连接的安装板(700)。

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