CN218341237U - 一种焊接用新型同轴保护装置及激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊接用新型同轴保护装置，包括同轴连接座、同轴保护座、激光通道、气体通道以及保护嘴。通过在同轴连接座以及同轴保护座的内部形成有相对密闭的保护气体的容置腔，可以稳定保护气体，防止气体紊乱；通过在容置腔内设置有气体均匀组件，改善气体均匀分布的效果。保护气体通过直径依次减小的气体通道，对喷出的气体加速，形成稳定的保护区域且减少气体输入流量。通过在同轴保护座的底端设置有曲面凹槽且内部连通有均匀分布的多个气体通道，在焊缝的上方形成稳定的空间立体保护气体氛围，同时还可以防止其他气流的影响，稳定焊接保护效果。同时还提供了一种使用该同轴气体保护装置的激光焊接设备。

Description

一种焊接用新型同轴保护装置及激光焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊接用新型同轴保护装置及激光焊接设备。

背景技术

目前激光焊接或者激光-电弧复合焊接是常见的焊接工艺，在许多行业内均得到了广泛的应用。在焊接过程中采用辅助气体保护对焊接质量具有重要影响：气体可以保护熔池，改善焊缝质量，同时在激光焊接中还可以对激光头内光学镜头进行保护。现有技术中常见的气体保护方式为侧吹气体保护以及同轴气体保护；侧吹气体保护通常将吹气装置设置在焊接头的一侧，保护气体以一定的角度吹向焊缝，但由于吹气角度相对固定，只能在一个方向上进行保护，定位精度较低，对焊缝的保护效果不稳定，对于复杂焊缝适应性较差；同轴气体保护是气体喷嘴与激光光柱在同一轴线上，保护效果较好，但通常结构较为复杂，气体控制不好容易导致保护稳定性较差；此外在激光-电弧复合焊接时，由于电弧焊产生的焊接烟尘、飞溅杂质较多，容易从激光通道内进入，从而对光学镜片造成损伤，防护效果较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊接用新型同轴保护装置及激光焊接设备，以解决上述背景技术中存在的现有技术问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一方面，本实用新型中提供了一种焊接用新型同轴保护装置，包括同轴连接座、同轴保护座、激光通道、气体通道以及保护嘴，所述同轴连接座的外侧壁上开设有进气口，所述同轴保护座设置在同轴连接座的底端且扣合后内部形成有用于容置气体的容置腔，所述进气口与容置腔连通，所述激光通道沿同轴连接座、同轴保护座的轴线贯穿设置，所述同轴保护座底端设置有曲面凹槽，所述气体通道在同轴保护座内部均匀设置有多个，所述气体通道一端与容置腔连通，另一端与曲面凹槽连通，所述保护嘴可拆卸连接在激光通道的底端。

在上述技术方案基础上，还包括用于均匀气体分布的气体均匀组件，所述气体均匀组件包括组件本体、第一均匀板以及第二均匀板，所述第一均匀板、第二均匀板均与组件本体固定设置且相互围合形成环形腔室，所述第一均匀板上设置有第一透气孔，所述第二均匀板上设置有第二透气孔。

在上述技术方案基础上，所述第一透气孔沿第一均匀板周向均匀设置有多组，所述第二透气孔沿第二均匀板周向均匀设置有多组，所述第二透气孔与第一透气孔交错设置。

在上述技术方案基础上，所述第一透气孔与第二透气孔的直径相同且均小于气体通道的直径。

在上述技术方案基础上，所述气体通道包括第一通道、变径喉口部以及第二通道，所述第一通道、变径喉口部以及第二通道依次固定连接且直径依次减小，所述第一通道的顶端与容置腔连通，所述第二通道的底端与曲面凹槽连通。

在上述技术方案基础上，所述气体通道在同轴保护座内沿激光通道周向设置有多组且呈放射状螺旋线均匀分布。

在上述技术方案基础上，所述保护嘴的底端面与曲面凹槽的底端面之间设置有间距。

在上述技术方案基础上，所述容置腔的内侧壁倾斜设置。

在上述技术方案基础上，所述同轴连接座、同轴保护座以及保护嘴之间均通过螺纹连接。

另一方面，本实用新型中还提供了一种激光焊接设备，包括上述同轴气体保护装置。

本实用新型提供的技术方案产生的有益效果在于：

本实用新型提供了一种焊接用新型同轴保护装置，通过在同轴连接座以及同轴保护座的内部形成有相对密闭的保护气体的容置腔，可以稳定保护气体，防止产生气体紊乱；通过在容置腔内设置有气体均匀组件，起到均匀气体的作用，改善气体均匀分布的效果，提升保护气体防护效果。保护气体通过气体通道并且将气体通道设置有直径依次减小的多段，可以对喷出的气体具有加速作用，形成稳定的保护区域并且可以减少气体输入流量，节省成本。通过在同轴保护座的底端设置有曲面凹槽且内部连通有均匀分布的多个气体通道，可以在焊接过程中在焊缝的上方形成稳定的空间立体保护气体氛围，产生较好的保护效果，同时还可以防止其他气流的影响，稳定焊接保护效果，尤其在激光-电弧焊复合焊接时的电弧焊保护气、焊接烟尘、气刀等影响，并且复合焊接过程中产生的飞溅、烟尘等较多，曲面凹槽可以有效防止上述杂质上扬进入焊接通道内损伤光学镜片的现象。另一方面，本实用新型中还提供了一种激光焊接设备，包括上述同轴气体保护装置。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图；

图2是本实用新型另一角度的结构示意图；

图3是本实用新型的内部剖面视图；

图4是本实用新型中同轴保护座的结构示意图；

图5是本实用新型中气体均匀组件的结构示意图；

图6是本实用新型中气体通道的排布结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系均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。

如图1至图6所示，本实用新型中提供了一种焊接用新型同轴保护装置，包括同轴连接座1、同轴保护座2、激光通道3、气体通道4以及保护嘴5，所述同轴连接座1的外侧壁上开设有进气口11，所述同轴保护座2设置在同轴连接座1的底端且扣合后内部形成有用于容置气体的容置腔6，所述进气口11与容置腔6连通，所述激光通道3沿同轴连接座1、同轴保护座2的轴线贯穿设置，所述同轴保护座2底端设置有曲面凹槽7，所述气体通道4在同轴保护座2内部均匀设置有多个，所述气体通道4一端与容置腔6连通，另一端与曲面凹槽7连通，所述保护嘴5可拆卸连接在激光通道3的底端。

本实用新型中通过在同轴连接座1以及同轴保护座2的内部形成有相对密闭的保护气体的容置腔6，可以稳定保护气体，防止产生气体紊乱，改善保护气体保护效果。保护气体通过气体通道4并且将气体通道4设置有直径依次减小的多段，可以对喷出的气体具有加速作用，形成稳定的保护区域并且可以减少气体输入流量，节省成本。通过在同轴保护座2的底端设置有曲面凹槽7且内部连通有均匀分布的多个气体通道4，可以在焊接过程中在焊缝的上方形成稳定的空间立体保护气体氛围，保证保护气体的均匀分布，产生更好的保护效果，同时还可以防止其他气流的影响，稳定焊接保护效果，尤其在激光-电弧焊复合焊接时的电弧焊保护气、焊接烟尘、气刀等影响，并且复合焊接过程中产生的飞溅、烟尘等较多，曲面凹槽7可以有效防止上述杂质上扬进入焊接通道内损伤光学镜片的现象。本实用新型结构设计简单紧凑，保护效果稳定，拆装维修更加方便。

在上述技术方案基础上，还包括用于均匀气体分布的气体均匀组件8，所述气体均匀组件8包括组件本体81、第一均匀板82以及第二均匀板83，所述第一均匀板82、第二均匀板83均与组件本体81固定设置且相互围合形成环形腔室84，所述第一均匀板82上设置有第一透气孔85，所述第二均匀板83上设置有第二透气孔86。通过在容置腔6内设置有气体均匀组件8，起到均匀气体的作用，改善气体均匀分布的效果，提升保护气体防护效果。

在上述技术方案基础上，所述第一透气孔85沿第一均匀板82周向均匀设置有多组，所述第二透气孔86沿第二均匀板83周向均匀设置有多组，所述第二透气孔86与第一透气孔85交错设置。

如图3所示，所述第二均匀板83与容置腔6底端之间设置有间隙，更优选的，所述第二透气孔86与气体通道4也交错设置即并不是对应设置，可以对保护气体的流动起到更好的稳流的作用，改善对焊接的保护效果。

通过在容置腔6内设置有气体均匀组件8，具体的，第一均匀板82、第二均匀板83与组件本体81之间形成有环形腔室84，并且通过第一均匀板82与第二均匀板83上交错设置的透气孔，保护气体依次通过第一透气孔85、环形腔室84以及第二透气孔86对保护气体进行均匀化，进一步稳定保护气体，可以有效改善气体均匀分布的效果，从而达到更加稳定的气体保护效果。

在上述技术方案基础上，所述第一透气孔85与第二透气孔86的直径相同且均小于气体通道4的直径。更优选的，第一透气孔85与第二透气孔86的直径均小于气体通道4中第一通道41的直径。通过在气体均匀组件中设置有直径更小的透气孔，气体均匀效果更好。

在上述技术方案基础上，所述气体通道4包括第一通道41、变径喉口部42以及第二通道43，所述第一通道41、变径喉口部42以及第二通道43依次固定连接且直径依次减小，所述第一通道41的顶端与容置腔6连通，所述第二通道的底端与曲面凹槽7连通。通过将气体通道4设置为直径依次减小的第一通道41、变径喉口部42以及第二通道43；根据文丘里效应，受限流体在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比；通过改变第二通道43与第一通道41的直径比，可以对保护气体喷出的速度进行调节，通过气体通道4的保护气体会进行加速，一方面可以形成较为稳定的保护区域，另一方面可以减少输入的气体流量，节省成本。

在上述技术方案基础上，所述气体通道4在同轴保护座2内沿激光通道3周向设置有多组且呈放射状螺旋线均匀分布。由于气体通道4一端连通容置腔6，另一端连通曲面凹槽7即焊缝上方，将气体通道4设置为呈放射状螺旋线均匀排布，有效保证吹出的保护气体分布更加均匀，同时与曲面凹槽7协同作用，使得焊缝区域上方形成有稳定的立体保护氛围，保护效果更好，有效改善焊缝质量。

在上述技术方案基础上，所述保护嘴5的底端面与曲面凹槽7的底端面之间设置有间距。具体的，保护嘴5底端与曲面凹槽7底端面两个水平面之间设置有间距包括两种情形：其一为保护嘴5的长度小于曲面凹槽7的高度即保护嘴5的底端面设置在曲面凹槽7的内部，保护嘴5完全包覆在曲面凹槽7内，尤其适用于激光焊接，可以有效保证焊接时熔池完全处在保护氛围中，保护效果好，改善焊缝焊接质量；其二为保护嘴5的长度大于曲面凹槽7的高度即保护嘴5底端面设置在曲面凹槽7的外部，保护嘴5伸出曲面凹槽7外，尤其适用于激光-电弧复合焊接，此时曲面凹槽7可以有效阻隔保护嘴5外其他的气体如电弧焊保护气、焊接烟尘等对激光焊接产生不良影响，有效保证焊接保护效果与焊缝质量，改善激光头内光学镜片易损伤的问题。

在上述技术方案基础上，所述容置腔6的内侧壁倾斜设置；即焊接同轴气体保护装置整体上呈类似于倒锥形的结构，可以保证同轴气体保护装置沿长度方向上呈收缩状，确保其在使用过程中的适用性。

在上述技术方案基础上，所述同轴连接座1、同轴保护座2以及保护嘴5之间均通过螺纹连接。本实用新型中通过将焊接同轴气体保护装置设置为分体式结构且依次通过螺纹连接，方便拆装、更换与清洗。更优选的，所述保护嘴5采用铜材质制成，可以理解的是，所述保护嘴5也可以采用其他金属或合金材质制成；保护嘴5的应用缩小了焊接烟尘等气体进入激光头的通道，减小了激光头光学镜片被污染的风险，延长光学镜片的使用寿命，节省成本。

本实用新型提供的一种焊接用新型同轴保护装置，应用在激光焊接或激光-电弧焊复合焊接过程中，安装在焊接设备上的激光头上。使用时，激光源从激光通道3以及保护嘴5发出对工件进行焊接；与此同时或更优先的，保护气体通过进气口进入容置腔6内，气体在容置腔6内进行稳定；稳定之后的保护气体经过气体均匀组件，通过第一均匀板82与第二均匀板83的作用，改善气体均布效果；然后保护气体通过气体通道4中的第一通道41以及第二通道43之后气体加速，由于气体通道4分布在曲面凹槽7上内，喷出的气体在焊接区域上方形成立体空间保护气体氛围，起到保护焊缝的作用，改善焊缝质量。

另一方面，本实用新型中还提供了一种激光焊接设备，包括上述同轴气体保护装置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，因此应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，包括同轴连接座(1)、同轴保护座(2)、激光通道(3)、气体通道(4)以及保护嘴(5)，所述同轴连接座(1)的外侧壁上开设有进气口(11)，所述同轴保护座(2)设置在同轴连接座(1)的底端且扣合后内部形成有用于容置气体的容置腔(6)，所述进气口(11)与容置腔(6)连通，所述激光通道(3)沿同轴连接座(1)、同轴保护座(2)的轴线贯穿设置，所述同轴保护座(2)底端设置有曲面凹槽(7)，所述气体通道(4)在同轴保护座(2)内部均匀设置有多个，所述气体通道(4)一端与容置腔(6)连通，另一端与曲面凹槽(7)连通，所述保护嘴(5)可拆卸连接在激光通道(3)的底端。

2.根据权利要求1所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，还包括用于均匀气体分布的气体均匀组件(8)，所述气体均匀组件(8)包括组件本体(81)、第一均匀板(82)以及第二均匀板(83)，所述第一均匀板(82)、第二均匀板(83)均与组件本体(81)固定设置且相互围合形成环形腔室(84)，所述第一均匀板(82)上设置有第一透气孔(85)，所述第二均匀板(83)上设置有第二透气孔(86)。

3.根据权利要求2所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述第一透气孔(85)沿第一均匀板(82)周向均匀设置有多组，所述第二透气孔(86)沿第二均匀板(83)周向均匀设置有多组，所述第二透气孔(86)与第一透气孔(85)交错设置。

4.根据权利要求2所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述第一透气孔(85)与第二透气孔(86)的直径相同且均小于气体通道(4)的直径。

5.根据权利要求1所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述气体通道(4)包括第一通道(41)、变径喉口部(42)以及第二通道(43)，所述第一通道(41)、变径喉口部(42)以及第二通道(43)依次固定连接且直径依次减小，所述第一通道(41)的顶端与容置腔(6)连通，所述第二通道的底端与曲面凹槽(7)连通。

6.根据权利要求1所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述气体通道(4)在同轴保护座(2)内沿激光通道(3)周向设置有多组且呈放射状螺旋线均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述保护嘴(5)的底端面与曲面凹槽(7)的底端面之间设置有间距。

8.根据权利要求1所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述容置腔(6)的内侧壁倾斜设置。

9.根据权利要求1所述的一种焊接用新型同轴保护装置，其特征在于，所述同轴连接座(1)、同轴保护座(2)以及保护嘴(5)之间均通过螺纹连接。

10.一种激光焊接设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的同轴气体保护装置。

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