RU2659503C2 - Лазерная сварочная головка и процесс лазерной сварки - Google Patents
Лазерная сварочная головка и процесс лазерной сварки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659503C2 RU2659503C2 RU2015129567A RU2015129567A RU2659503C2 RU 2659503 C2 RU2659503 C2 RU 2659503C2 RU 2015129567 A RU2015129567 A RU 2015129567A RU 2015129567 A RU2015129567 A RU 2015129567A RU 2659503 C2 RU2659503 C2 RU 2659503C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser welding
- welding head
- chamber
- focusing lens
- annular nozzle
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000006196 drop Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/1462—Nozzles; Features related to nozzles
- B23K26/1464—Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
- B23K26/147—Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards the workpiece
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу лазерной сварки и лазерной сварочной головке (1), закрепленной под фокусирующей линзой. Лазерная сварочная головка включает в себя по меньшей мере одно кольцевое сопло (5) для нагнетания защитного газа и защитную камеру (3) для защиты фокусирующей линзы посредством поперечного потока воздуха. Кольцевое сопло (5) расположено вокруг неперекрытой оптической оси (О), проходящей через лазерную сварочную головку (1). Камера (3) для защиты фокусирующей линзы посредством поперечного потока воздуха включает в себя впуск (9) воздуха и выпуск (10) воздуха, согласованный с впуском (9) воздуха в плоскости, которая по существу перпендикулярна упомянутой оптической оси (О). Лазерная сварочная головка (1) выполнена закрепляемой на упомянутой фокусирующей линзе без какого-либо бокового проема между фокусирующей линзой и упомянутой защитной камерой (3). Головка имеет расстояние (d) по меньшей мере 100 мм между выходом (18) кольцевого сопла (5) и упомянутой защитной камерой (3). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к области лазерной сварки, в частности к лазерной сварочной головке, а также к способу сварки с помощью этой головки.
Лазерная сварка является методом, который позволяет собрать воедино множество деталей, выполненных из плавкого материала, в частности металлического материала, за счет подвода энергии лазерным лучом. Лазерный луч фокусируется в фокальной точке между двумя соседними деталями и служит для нагревания материала выше его температуры плавления для локальной сварки, тем самым обеспечивая сваривание двух деталей друг с другом в плоскости соединения. Постепенное продвижение места сварки перпендикулярно оси фокусировки лазерного луча затем обеспечивает соединение соседних деталей воедино вдоль линии сварки, следующей в этом направлении продвижения.
Специалисту в этой области техники известно, что во избежание окисления материала на линии сварки можно нагнетать защитный инертный газ, например, такой как аргон, в фокальной точке через кольцевое сопло, находящееся вокруг оси фокусировки.
Тем не менее, недостаток этого метода заключается в постепенном ухудшении качества оптического элемента, используемого для направления и фокусирования лазера, и в частности фокусирующей линзы, установленной в конце пути света. Поскольку эта линза подвергается воздействию окружающей среды, которая агрессивна, содержит горячий газ, пыль и капли расплавленного металла, линза может быстро портиться. К сожалению, стоимость таких оптических элементов очень высока, а частая их замена может значительно удорожать использование лазерного сварочного устройства.
Помещение защитного стекла перед фокусирующей линзой позволяет справиться с этим недостатком лишь весьма несовершенным образом. Даже если такое стекло является менее дорогим, чем фокусирующая линза, его частая замена в результате его собственного ухудшения также обходится весьма дорого, не только из-за стоимости замены стекла, но и вследствие необходимости останавливать работу лазерного сварочного устройства, чтобы заменить стекло.
Поэтому были сделаны предложения защищать фокусирующую линзу посредством поперечного потока воздуха, текущего мимо передней части линзы, чтобы предотвратить попадание на нее горячего газа, пыли и капель расплавленного металла, которые могли бы в противном случае ухудшить поверхность фокусирующей линзы. Тем не менее, эффективность такого метода «поперечной струи» может оказаться ограниченной. В частности, в сочетании с нагнетанием защитного газа вокруг оси фокусировки аэродинамические взаимодействия между поперечным потоком воздуха и струей защитного газа могут дестабилизировать струю защитного газа, тем самым подвергая расплавленный материал нежелательному окислению.
ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем описании предпринимается попытка разъяснить, как устранить эти недостатки. В частности, предлагается лазерная сварочная головка для закрепления под фокусирующей линзой для фокусировки лазера, содержащая по меньшей мере кольцевое сопло для нагнетания защитного газа, расположенное вокруг оптической оси, и защитную камеру для защиты фокусирующей линзы посредством поперечного потока воздуха, при этом эта камера имеет впуск воздуха и выпуск воздуха, согласованный с впуском воздуха, в плоскости, которая по существу перпендикулярна упомянутой оптической оси, наряду с тем, что это позволяет избежать вредных аэродинамических взаимодействий между струей защитного газа и поперечным потоком воздуха.
По меньшей мере в одном варианте осуществления эта задача может быть решена за счет того, что лазерная сварочная головка выполнена закрепляемой на упомянутой фокусирующей линзе без какого-либо бокового проема между фокусирующей линзой и упомянутой защитной камерой, и за счет того, что она имеет расстояние по меньшей мере 100 миллиметров (мм) между выходом кольцевого сопла и упомянутой защитной.
Посредством этих мер могут быть минимизированы вредные аэродинамические взаимодействия между поперечным потоком воздуха и струей защитного газа, чтобы избежать насколько это возможно любого поступления горячего газа, пыли или капель поблизости от фокусирующей линзы через сварочную головку или снаружи.
В частности, чтобы специально облегчить массу лазерной сварочной головки, чтобы снизить ее инерцию и упростить приведение в действие, головка может предусматривать по меньшей мере один боковой проем между защитной камерой и кольцевым соплом.
В частности, чтобы дополнительно отделить поток воздуха, выходящий через выпуск из упомянутой защитной камеры, лазерная сварочная головка может включать в себя воздушный дефлектор ниже по потоку от упомянутого выпуска воздуха.
Чтобы направить поперечный поток воздуха через защитную камеру, обеспечивая при этом дополнительную защиту фокусирующей линзе, упомянутая защитная камера может быть ограничена в осевом направлении по меньшей мере одной кольцевой шайбой, находящейся вокруг упомянутой оптической оси.
Чтобы получить однородный поток на выходе из упомянутого кольцевого сопла, кольцевое сопло может включать в себя напорную камеру выше по потоку от кольцевого выходного отверстия.
Чтобы избежать поступления жидкости или твердых частиц в напорную камеру, кольцевое сопло может включать в себя изогнутый канал между напорной камерой и кольцевым выходным отверстием. Кольцевое сопло также может включать в себя по меньшей мере один диффузор в качестве альтернативы или дополнения к изогнутому каналу. В частности, изогнутый канал может находиться ниже по потоку от диффузора, обеспечивая защиту диффузора. В частности, диффузор может включать в себя по меньшей мере одну пористую деталь или фильтр, например единственную пористую деталь или множество фильтров, разделенных прокладками. Эта по меньшей мере одна пористая деталь или фильтр могут быть выполнены из металла: так, в качестве примера, диффузор может содержать пористую деталь, выполненную из бронзы.
В качестве примера для защиты лазерного сварочного аппарата от тепловых ударов или ударов электрическим током лазерная сварочная головка может включать в себя элемент, выполненный из тепло- и/или электроизолирующего материала, вставленный между защитной камерой и кольцевым соплом.
Чтобы продолжить обеспечивать защиту от окисления все еще горячей линии сварки позади продвигающейся лазерной сварочной головки, лазерная сварочная головка может дополнительно включать в себя второе сопло для нагнетания защитного газа, причем второе сопло расположено позади кольцевого сопла по отношению к направлению продвижения лазерной сварочной головки. В частности, второе нагнетающее сопло может быть встроено в ползун, закрепленный позади лазерной сварочной головки, чтобы накрывать линию сварки.
Помимо этого, чтобы лучше предотвращать аэродинамическое взаимодействие между поперечным потоком воздуха и струей защитного газа, выпуск воздуха из упомянутой защитной камеры может быть ориентирован в направлении, противоположном направлению продвижения лазерной сварочной головки. Это позволяет предотвратить погружение продвигающейся лазерной головки в турбулентность, создаваемую этим потоком воздуха ниже по потоку от выпуска.
Расстояние между выходом кольцевого сопла и защитной камерой можно быть сделано регулируемым, тем самым делая возможной лучшую адаптацию лазерной сварочной головки к различным отличающимся рабочим параметрам.
Настоящее изобретение также относится к способу лазерной сварки с помощью такой лазерной сварочной головки, и причем лазерный луч фокусируют вдоль оптической оси в фокальной точке, находящейся под кольцевым соплом, в то время как защитный газ нагнетают вокруг упомянутой фокальной точки через упомянутое кольцевое сопло, в то время как поперечный поток воздуха в упомянутой защитной камере защищает фокусирующую линзу, и в то время как лазерную сварочную головку продвигают вдоль направления продвижения, перпендикулярного оптической оси.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение можно лучше понять и уяснить его преимущества при прочтении следующего подробного описания варианта осуществления, приводимого в качестве неограничительного примера. В описании делаются ссылки на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлен вид в перспективе лазерной сварочной головки согласно варианту осуществления, установленной на лазерном сварочном агрегате;
на фиг. 2 представлен вид снизу лазерной сварочной головки с фиг. 1;
на фиг. 3 представлен продольный разрез лазерной сварочной головки с фиг. 1 и 2 по линии III-III на фиг. 2;
на фиг. 4 представлено фрагментарное сечение лазерной сварочной головки с фиг. 1 и 2 по линии IV-IV на фиг. 2; и
на фиг. 5 представлен подробный вид воздушного дефлектора лазерной сварочной головки с фиг. 1.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан вариант осуществления лазерной сварочной головки 1. Лазерная сварочная головка 1 установлена непосредственно под лазерным источником 2, который может поддерживаться с возможностью перемещения, подходящей для приведения в действие лазерного сварочного аппарата, который может быть аппаратом типа подвижного хобота, аппаратом портального типа или может иметь любую другую конфигурацию, известную специалисту в области техники, к которой относится эта заявка. Лазерный источник 2 имеет оптический путь, который ведет в его нижней части, непосредственно примыкающей к сварочной головке 1, к фокусирующей линзе (не показана). Показанная лазерная сварочная головка 1 закреплена непосредственно под фокусирующей линзой и содержит три основных участка: защитную камеру 3 для защиты фокусирующей линзы посредством поперечного потока воздуха; корпус 4 и кольцевое сопло 5 для нагнетания защитного газа. К лазерной сварочной головке 1 крепятся два других элемента: воздушный дефлектор 6, закрепляемый к защитной камере 3; и ползун 7, закрепляемый к лазерной сварочной головке 1 втулкой 8, установленной вокруг кольцевого сопла 5.
Как можно увидеть на фиг. 2, ползун 7 содержит пластину 19 с боковыми юбками 20 и второе сопло 21, которое соединяемо с источником сжатого инертного защитного газа для нагнетания этого газа в пространство, ограниченное пластиной 19 и юбками 20. Пластина (не показана), имеющая множество перфорационных отверстий, может быть вставлена в это пространство, обращенной к пластине 19 так, чтобы образовать напорную полость и распределить нагнетание защитного газа, поступающего через второе сопло 21, по большей площади под пластиной 19.
На фиг. 3 представлен продольный разрез лазерной сварочной головки 1. На этом чертеже показано, что лазерная сварочная головка 1 имеет неперекрытую оптическую ось для прохождения лазерного луча L, фокусируемого фокусирующей линзой в фокальной точке F.
Защитная камера 3 установлена непосредственно под фокусирующей линзой, не оставляя никакого бокового проема. Эта защитная камера 3 имеет впуск 9 воздуха, выполненный в форме щели, подходящей для подключения к источнику сжатого воздуха, и выпуск 10 воздуха, выполненный в форме полумесяца. Впуск 9 и выпуск 10 расположены с совмещением друг с другом в плоскости, перпендикулярной оптической оси O, создавая ламинарный поперечный поток или «поперечную струю» С воздуха перед фокусирующей линзой, чтобы защитить ее от горячего газа, пыли или капель, которые могли бы повредить ее. Кроме того, две кольцевые шайбы 11 и 12 ограничивают эту защитную камеру в осевом направлении.
Корпус 4 отделяет защитную камеру 3 от кольцевого сопла 5, поддерживая расстояние d по меньшей мере 100 мм между ними. Кольцевое сопло 5 и корпус 4 соединены взаимодополняющими резьбами 22, позволяющими регулировать это расстояние d. Корпус 4 имеет продолговатые боковые проемы 13 для его облегчения. В качестве примера, отметим, что корпус может быть выполнен из синтетического материала на основе полимеров или армированных полимеров и может быть электро- и/или теплоизолирующим, чтобы изолировать кольцевое сопло 5 от остальной части лазерной сварочной головки 1 и аппарата. Электроизолирующее кольцевое сопло может служить, в частности, для того, чтобы предоставить возможность использования системы для предотвращения столкновений на основе обнаружения статического заряда. Например, корпус 4 может быть изготовлен с помощью дополнительной технологической системы, такой как стереолитографическая.
Кольцевое сопло 5 расположено вокруг оптической оси О так, чтобы пропускать лазерный луч L, и подключено к источнику сжатого инертного защитного газа, например аргона, для нагнетания последнего вокруг фокальной точке F, вследствие чего во время сварки он служит для изоляции расплавленного материала от химически реагирующих веществ, в частности от кислорода, присутствующего в воздухе. Кольцевое сопло 5, которое показано подробнее на фиг. 4, имеет впуск 14 сжатого защитного газа, за которым ниже по потоку в направлении потока этого газа последовательно расположены: напорная камера 15, диффузор 16, изогнутый канал 17 и выход 18 сопла. В показанном варианте осуществления диффузор 16 состоит из множества последовательных металлических фильтров, которые разделены прокладками. Диффузор 16 и изогнутый канал 17 предотвращают проникновение твердых частиц или капель жидкости, отбрасываемых во время лазерной сварки, в напорную камеру.
На фиг. 5 подробно показан дефлектор 6. Дефлектор 6 закрепляется на наружной поверхности защитной камеры 3 ниже по потоку и сразу же после выпуска 10 этой камеры в направлении протекания поперечного потока воздуха, чтобы направить этот поток воздуха от кольцевого сопла 15 после выхода через выпуск 10, тем самым внося вклад в предотвращение аэродинамических взаимодействий между этим потоком воздуха и струей защитного газа, нагнетаемой через кольцевое сопло 5.
Во время работы лазерный луч L, который может быть непрерывным или импульсным, нагревает материал для сварки в фокальной точке F, в то время как узел, состоящий из лазерной сварочной головки 1 и лазерного источника 2, продвигается относительно этого материала в направлении A продвижения, образуя линию сварки.
Одновременно кольцевое сопло 5 нагнетает инертный защитный газ вокруг фокальной точки F, в частности, с целью предотвращения окисления расплавленного материала. Тот же инертный защитный газ также нагнетается через второе сопло 21 под ползун 7, который простирается относительно оптической оси О в направлении, которое противоположно направлению продвижения. Таким образом, все еще горячий материал на линии сварки позади фокальной точки L продолжает быть защищенным, в то время как лазерная сварочная головка 1 продвигается.
Одновременно сжатый воздух, поступающий в защитную камеру 3 через впуск 9, течет поперечно по отношению к оптической оси О к выпуску 10, защищая фокусирующую линзу в верхней части глухой полости над защитной камерой 3. Относительно оптической оси О впуск 9 обращен в направлении А продвижения, так что этот поток воздуха вытесняется назад и вверх дефлектором 6, выходя через выпуск 10, вследствие чего любые аэродинамические взаимодействия со струей газа, покидающей кольцевое сопло 5, дополнительно минимизируются.
Хотя данное изобретение описано выше со ссылками на конкретный вариант осуществления, ясно, что в рамках объема притязаний, ограничиваемого формулой изобретения, в него можно внести различные модификации и изменения. Следовательно, описание и чертежи следует рассматривать в том смысле, что они являются иллюстративными, а не ограничительными.
Claims (12)
1. Лазерная сварочная головка (1), закрепленная под фокусирующей линзой лазерного сварочного аппарата, содержащая по меньшей мере:
кольцевое сопло (5) для нагнетания защитного газа, расположенное на одной оптической оси (О) с лазерной сварочной головкой (1); и
защитную камеру (3) для защиты фокусирующей линзы посредством поперечного потока воздуха, при этом камера имеет впуск (9) воздуха и выпуск (10) воздуха, согласованный с впуском (9) воздуха, в плоскости, которая по существу перпендикулярна упомянутой оптической оси (О), причем упомянутый выпуск воздуха ориентирован в направлении, противоположном направлению продвижения (A) лазерной сварочной головки (1).
2. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, имеющая по меньшей мере один боковой проем (13) между защитной камерой (3) и кольцевым соплом (5).
3. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, включающая в себя воздушный дефлектор (6) ниже по потоку от упомянутого выпуска (10) воздуха.
4. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, причем упомянутая защитная камера (3) ограничена в осевом направлении по меньшей мере одной кольцевой шайбой (11, 12), находящейся вокруг упомянутой оптической оси (O).
5. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, причем упомянутое кольцевое сопло (5) включает в себя напорную камеру (15) выше по потоку от кольцевого выходного отверстия (18).
6. Лазерная сварочная головка (1) по п. 6, причем упомянутое кольцевое сопло (5) включает в себя изогнутый канал (17) между напорной камерой (15) и кольцевым выходным отверстием (18).
7. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, дополнительно включающая в себя второе сопло (21) для нагнетания защитного газа, причем второе сопло расположено после кольцевого сопла (5) по отношению к направлению продвижения (А) лазерной сварочной головки (1).
8. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, включающая в себя корпус (4), выполненный из тепло- и/или электроизолирующего материала, вставленный между защитной камерой (3) и кольцевым соплом (5).
9. Лазерная сварочная головка (1) по п. 1, причем расстояние (d) между выходом (18) из кольцевого сопла (5) и защитной камерой (3) является регулируемым.
10. Способ лазерной сварки с помощью лазерной сварочной головки (1) по любому из пп. 1-9,характеризующийся тем, что лазерный луч (L) фокусируют вдоль оптической оси (О) в фокальной точке (F), находящейся под кольцевым соплом (5), при этом защитный газ нагнетают вокруг упомянутой фокальной точки (F) через упомянутое кольцевое сопло (5), а с помощью поперечного потока (C) воздуха в упомянутой защитной камере (3) защищают фокусирующую линзу и одновременно лазерную сварочную головку (1) продвигают вдоль направления продвижения, перпендикулярного оптической оси (О).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1262368A FR2999461B1 (fr) | 2012-12-19 | 2012-12-19 | Tete et procede de soudage laser |
| FR1262368 | 2012-12-19 | ||
| PCT/FR2013/053090 WO2014096653A1 (fr) | 2012-12-19 | 2013-12-16 | Tête et procede de soudage laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015129567A RU2015129567A (ru) | 2017-01-24 |
| RU2659503C2 true RU2659503C2 (ru) | 2018-07-02 |
Family
ID=47902186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015129567A RU2659503C2 (ru) | 2012-12-19 | 2013-12-16 | Лазерная сварочная головка и процесс лазерной сварки |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10010976B2 (ru) |
| EP (1) | EP2934811B1 (ru) |
| JP (1) | JP6449170B2 (ru) |
| KR (1) | KR20150087389A (ru) |
| CN (1) | CN104870139B (ru) |
| CA (1) | CA2894210C (ru) |
| FR (1) | FR2999461B1 (ru) |
| PL (1) | PL2934811T3 (ru) |
| RU (1) | RU2659503C2 (ru) |
| WO (1) | WO2014096653A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704353C1 (ru) * | 2019-03-22 | 2019-10-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ лазерной сварки полых изделий |
| RU2750387C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-06-28 | Закрытое акционерное общество "Региональный центр лазерных технологий" | Устройство газовой защиты сварного шва при лазерной сварке |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10655191B2 (en) * | 2015-05-11 | 2020-05-19 | Westinghouse Electric Company Llc | Delivery device usable in laser peening operation, and associated method |
| WO2017209086A1 (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 本田技研工業株式会社 | レーザ加工装置 |
| CN108213700A (zh) * | 2016-12-09 | 2018-06-29 | 宁波方太厨具有限公司 | 用于激光焊接的同轴气体保护装置 |
| JP6508549B2 (ja) * | 2017-05-12 | 2019-05-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ加工装置 |
| CN108747014A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-06 | 普睿玛智能科技（苏州）有限公司 | 一种激光焊接装置及焊接方法 |
| US11267075B2 (en) | 2019-05-16 | 2022-03-08 | Raytheon Technologies Corporation | By-product removal device for laser welding |
| KR102353291B1 (ko) | 2019-10-22 | 2022-01-21 | 배한성 | 레이저 빔 품질 측정장치 |
| CN111254432B (zh) * | 2020-03-27 | 2024-05-17 | 江苏珠峰光电科技有限公司 | 一种全水冷高功率内孔宽带熔覆头 |
| CN120051346A (zh) * | 2022-10-14 | 2025-05-27 | 黄元奎 | 满足轻量化的枪型手动激光焊枪 |
| KR102786571B1 (ko) * | 2022-10-14 | 2025-03-26 | 황원규 | 경량화를 만족하는 건 타입 수동 레이저 용접 토치 |
| KR102749299B1 (ko) * | 2023-06-20 | 2025-01-03 | 황원규 | 안전수단이 구비된 건타입 레이저 용접 토치 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009820C1 (ru) * | 1991-05-08 | 1994-03-30 | Акционерное общество "Саратовский авиационный завод" | Объектив лазера для газолазерной резки материалов и способ центрирования объектива лазера |
| RU2116180C1 (ru) * | 1997-05-26 | 1998-07-27 | Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" | Оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки |
| DE10017845C1 (de) * | 2000-04-11 | 2002-01-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Schweißdüsenanordnung und damit betriebenes Schweißverfahren |
| AT409602B (de) * | 1999-11-19 | 2002-09-25 | Fronius Schweissmasch Prod | Schweissbrenner mit druckluft |
| FR2829413A1 (fr) * | 2001-09-11 | 2003-03-14 | Air Liquide | Torche et installation de soudage hybride laser-arc modulaires multi-procedes |
| RU2368478C2 (ru) * | 2005-07-21 | 2009-09-27 | Эос Гмбх Электро Оптикал Системз | Устройство для послойного изготовления трехмерного объекта |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT391436B (de) * | 1987-10-30 | 1990-10-10 | Prihoda Hans | Laserschneidduese |
| CA2064513A1 (en) * | 1991-04-01 | 1992-10-02 | Hiroyuki Okuyama | Laser output unit |
| JPH05277780A (ja) | 1992-03-26 | 1993-10-26 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | レーザ出射ユニット |
| JPH05185266A (ja) | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | レーザ加工ヘッド |
| JPH07223084A (ja) * | 1994-02-10 | 1995-08-22 | Fanuc Ltd | レーザ加工装置 |
| US5504301A (en) * | 1994-03-21 | 1996-04-02 | Laser Cut Images International, Inc. | Apparatus and method for laser engraving thin sheet-like materials |
| JPH0839280A (ja) | 1994-07-25 | 1996-02-13 | Daihen Corp | レ−ザ加工ト−チ |
| GB9423771D0 (en) | 1994-11-24 | 1995-01-11 | Univ Coventry | Enhanced laser beam welding |
| GB9507719D0 (en) * | 1995-04-13 | 1995-05-31 | Boc Group Plc | Machining of materials |
| JP3306820B2 (ja) | 1996-04-19 | 2002-07-24 | 日野自動車株式会社 | レーザビーム加工機のレーザノズル |
| US6822187B1 (en) * | 1998-09-09 | 2004-11-23 | Gsi Lumonics Corporation | Robotically operated laser head |
| CA2251243C (en) * | 1998-10-21 | 2006-12-19 | Robert Dworkowski | Distance tracking control system for single pass topographical mapping |
| JP3056723B1 (ja) * | 1999-01-04 | 2000-06-26 | ファナック株式会社 | レ―ザ加工装置 |
| DE29904489U1 (de) * | 1999-03-11 | 1999-05-27 | Precitec GmbH, 76571 Gaggenau | Arbeitskopf zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Laserstrahls |
| JP2000263276A (ja) * | 1999-03-16 | 2000-09-26 | Sekisui Chem Co Ltd | レーザー加工ヘッド |
| CN2818050Y (zh) * | 2005-09-28 | 2006-09-20 | 中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所 | 二维复合曲线焊缝气体保护装置 |
| JP2008311498A (ja) | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Orc Mfg Co Ltd | 反射型露光装置 |
| CN101318260B (zh) * | 2008-06-25 | 2011-05-25 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 激光焊接头吹保护气装置 |
| JP5464917B2 (ja) | 2009-06-12 | 2014-04-09 | 川崎重工業株式会社 | レーザ・アーク複合溶接ヘッド |
| JP5654780B2 (ja) * | 2010-06-17 | 2015-01-14 | 株式会社レーザックス | レーザ切断・レーザ溶接両用ノズル、それを用いたレーザ加工機、およびレーザ切断・レーザ溶接両用ノズルを用いた板突き合わせ溶接方法 |
-
2012
- 2012-12-19 FR FR1262368A patent/FR2999461B1/fr active Active
-
2013
- 2013-12-16 JP JP2015548707A patent/JP6449170B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-12-16 CN CN201380066408.2A patent/CN104870139B/zh active Active
- 2013-12-16 PL PL13818304T patent/PL2934811T3/pl unknown
- 2013-12-16 CA CA2894210A patent/CA2894210C/fr active Active
- 2013-12-16 RU RU2015129567A patent/RU2659503C2/ru active
- 2013-12-16 EP EP13818304.1A patent/EP2934811B1/fr active Active
- 2013-12-16 US US14/653,448 patent/US10010976B2/en active Active
- 2013-12-16 WO PCT/FR2013/053090 patent/WO2014096653A1/fr not_active Ceased
- 2013-12-16 KR KR1020157016479A patent/KR20150087389A/ko not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009820C1 (ru) * | 1991-05-08 | 1994-03-30 | Акционерное общество "Саратовский авиационный завод" | Объектив лазера для газолазерной резки материалов и способ центрирования объектива лазера |
| RU2116180C1 (ru) * | 1997-05-26 | 1998-07-27 | Акционерное общество закрытого типа "Технолазер" | Оптико-фокусирующая головка для лазерной обработки |
| AT409602B (de) * | 1999-11-19 | 2002-09-25 | Fronius Schweissmasch Prod | Schweissbrenner mit druckluft |
| DE10017845C1 (de) * | 2000-04-11 | 2002-01-03 | Fraunhofer Ges Forschung | Schweißdüsenanordnung und damit betriebenes Schweißverfahren |
| FR2829413A1 (fr) * | 2001-09-11 | 2003-03-14 | Air Liquide | Torche et installation de soudage hybride laser-arc modulaires multi-procedes |
| RU2368478C2 (ru) * | 2005-07-21 | 2009-09-27 | Эос Гмбх Электро Оптикал Системз | Устройство для послойного изготовления трехмерного объекта |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2704353C1 (ru) * | 2019-03-22 | 2019-10-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Способ лазерной сварки полых изделий |
| RU2750387C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-06-28 | Закрытое акционерное общество "Региональный центр лазерных технологий" | Устройство газовой защиты сварного шва при лазерной сварке |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2999461B1 (fr) | 2015-06-26 |
| US20160184928A1 (en) | 2016-06-30 |
| KR20150087389A (ko) | 2015-07-29 |
| CN104870139B (zh) | 2017-07-18 |
| RU2015129567A (ru) | 2017-01-24 |
| EP2934811A1 (fr) | 2015-10-28 |
| WO2014096653A1 (fr) | 2014-06-26 |
| EP2934811B1 (fr) | 2020-11-18 |
| JP6449170B2 (ja) | 2019-01-09 |
| CA2894210C (fr) | 2020-08-25 |
| PL2934811T3 (pl) | 2021-03-08 |
| US10010976B2 (en) | 2018-07-03 |
| CA2894210A1 (fr) | 2014-06-26 |
| FR2999461A1 (fr) | 2014-06-20 |
| JP2016501132A (ja) | 2016-01-18 |
| CN104870139A (zh) | 2015-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2659503C2 (ru) | Лазерная сварочная головка и процесс лазерной сварки | |
| CN109153096B (zh) | 激光焊接装置及激光焊接方法 | |
| EP3330035B1 (en) | Laser cladding system and method | |
| US10654129B2 (en) | Laser processing heads with a cross-jet nozzle | |
| US11484973B2 (en) | Laser cladding system and method | |
| KR101256430B1 (ko) | 레이저 용접 장치 | |
| US9969029B2 (en) | Laser processing head and annular nozzle for a laser processing head | |
| WO2010113244A1 (ja) | レーザ加工装置 | |
| CN116113881B (zh) | 传感器用保护壳体、拍摄装置、焊接系统、传感器的冷却方法以及传感器的冷却控制方法 | |
| JP6797133B2 (ja) | レーザーピーニングに使用できる送出装置および関連する方法 | |
| SG193126A1 (en) | Laser machining apparatus | |
| WO2018029432A1 (fr) | Procédé de protection, par soufflage fluidique, d'un appareil d'émission et/ou de réception des ondes électromagnétiques, dispositif convenant a sa mise en oeuvre et un tel appareil équipé dudit dispositif | |
| JP2014240090A (ja) | 溶接ヘッドおよび溶接装置 | |
| JP6805710B2 (ja) | レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 | |
| CN112118931A (zh) | 复合焊接装置 | |
| RU2655402C2 (ru) | Установка для лазерной обработки внутренней поверхности изделия | |
| JP6723785B2 (ja) | レーザ表面加工装置 | |
| JP5309890B2 (ja) | 溶接装置及び溶接方法 | |
| CN111727101A (zh) | 气体供应装置以及具有该气体供应装置的激光加工头 | |
| JP6924857B2 (ja) | レーザ表面加工装置 | |
| JP3825433B2 (ja) | レーザ溶接装置及びレーザ溶接方法 | |
| KR20250062897A (ko) | 소형경량화된 레이저 비전 검사 센서 | |
| JP2004216441A (ja) | レーザ照射アーク溶接ヘッド及びレーザ・アークノズル | |
| KR20250105336A (ko) | 토치에서 발생되는 분진으로부터의 오염을 방지할 수 있는 레이저 비전 검사 센서 | |
| WO2024133076A1 (en) | Apparatus and method for producing a three-dimensional work piece comprising a flow trap |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |