一种双通道保护气嘴及适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置制造方法及图纸

一种双通道保护气嘴及适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置，它涉及激光焊接设备技术领域。本实用新型专利技术解决了现有的保护气吹送装置在超高功率激光焊接过程中存在保护气流流量较小，对光致等离子体无明显的抑制作用；而提高吹送的保护气流会降低熔池的稳定性，影响焊接效果的问题。本实用新型专利技术的一种双通道保护气嘴，外通道气室的一侧外壁上分别开设有外通道连接口和内通道连接口，外通道气室的另一侧密封连接外通道出气管，扇形固定架固定在外通道出气管内壁上，内通道出气管插装在外通道气室内，内通道出气管通过扇形固定架与外通道出气管连接，内通道出气管的一端与内通道连接口密封连接。本实用新型专利技术用于超高激光功率焊接过程中保证焊接过程稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种双通道保护气嘴及适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置
本技术涉及激光焊接设备
,具体涉及一种双通道保护气嘴及适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置。
技术介绍
随激光技术的不断发展，在激光焊接领域应用的激光器设备所能提高的最大功率不断提高，近年来已经可以达到万瓦级别，工业应用中已出现45kW级别激光器。在超高功率激光焊接过程中，由于极高的功率所带来极大的能量密度，造成待焊材料的严重蒸发，产生了与功率在万瓦以下的常规激光焊接不同的特征。例如焊接过程出现的体积极大的光致等离子体，熔池中存在的极深的匙孔。在激光深熔焊接过程中，激光致等离子体对维持稳定的焊接过程起着重要作用。激光致等离子体对激光具有逆轫致辐射吸收作用，同时高温等离子体可作为第二热源加热材料，等离子体的瞬态变化与小孔稳定性关系十分密切。尤其是匙孔内外的等离子体特征与焊接过程的稳定性密切相关，孔内物态力学特征直接关系到小孔的稳定存在。而匙孔是直接影响焊接过程稳定性的重要因素，当出现匙孔不稳定，如开口面积变化，尾部塌缩等，都会影响焊接质量。在现有的激光焊接过程中，通常采用气体保护的方式，在激光出光点的两侧对称或者单侧设置保护气吹送装置：其一端连接惰性保护气，另一端对准待焊材料表面激光束光斑位置。通过吹送的保护气流对焊接过程中产生的等离子体进行抑制，具有一定的效果。但这种保护方式中保护气流流量一般较小，不超过0.1MPa，对超高激光功率下的焊接过程中产生的光致等离子体并无明显的抑制作用。而提高吹送的保护气流虽然对产生的等离子体有较明显的抑制作用，但同时也会对熔池产生影响，降低其稳定性，影响焊接效果。此外现有的研究表明，万瓦级激光器已经可以在焊接过程中产生接近0.9MPa的光致等离子体，在更高的激光功率下，产生的等离子气体压力会更强，更难抑制，为了在焊接过程中减小甚至消除光致等离子体的影响，并尽可能稳定匙孔与熔池，需要提出新的辅助方法。综上所述，现有的保护气吹送装置在超高功率激光焊接过程中存在保护气流流量较小，对光致等离子体无明显的抑制作用；而提高吹送的保护气流会降低熔池的稳定性，影响焊接效果的问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有的保护气吹送装置在超高功率激光焊接过程中存在保护气流流量较小，对光致等离子体无明显的抑制作用；而提高吹送的保护气流会降低熔池的稳定性，影响焊接效果的问题，进而提供一种双通道保护气嘴及适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置。本技术的技术方案是：一种双通道保护气嘴，它包括外通道出气管、内通道出气管、扇形固定架和外通道气室，外通道气室的一侧外壁上分别开设有外通道连接口和内通道连接口，外通道气室的另一侧密封连接外通道出气管，扇形固定架固定在外通道出气管内壁上，内通道出气管插装在外通道出气管内，内通道出气管通过扇形固定架与外通道出气管连接，内通道出气管的一端与内通道连接口密封连接。一种适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置，它包括激光头及连接于其背面的转接板、三向调整支架、角度调整板和双通道保护气嘴，转接板水平设置，激光头转动安装在转接板的一侧，三向调整支架固定安装在转接板的另一侧，三向调整支架的底端连接有角度调整板，双通道保护气嘴与角度调整板转动连接。进一步地，扇形固定架为镂空结构。进一步地，三向调整支架包括固定滑槽、轴向调整杆、横向调整块和纵向调整杆，固定滑槽固定安装在转接板上，横向调整块上开有相互垂直的横向滑槽和纵向滑槽，轴向调整杆由相互垂直设置的两个杆件组成，轴向调整杆的一端插装在固定滑槽中，轴向调整杆的另一端插装在横向调整块的横向滑槽中，纵向调整杆的上部插装在横向调整块的横向滑槽中，纵向调整杆的底部与角度调整板连接。进一步地，它还包括外通道气管和内通道气管，外通道气管和内通道气管均固定在纵向调整杆上，外通道气管的下部与双通道保护气嘴的外通道连接口连通，内通道气管的下部与双通道保护气嘴的内通道连接口连通。进一步地，它还包括定位销，角度调整板上开设有与定位销配合的圆形通孔，双通道保护气嘴通过定位销与角度调整板转动连接。进一步地，双通道保护气嘴与角度调整板之间的夹角为β，β＝0-90°。进一步地，激光头的纵向轴线与竖直方向的夹角为α，α＝0-15°。进一步地，纵向调整杆底部开有用于与角度调整板相匹配的螺纹槽，角度调整板与纵向调整杆螺纹连接。本技术与现有技术相比具有以下效果：1、本技术的保护气吹送装置在焊接过程中，气体压力较小的外通道保护气沿外通道出气管吹送在熔池表面，保护熔池及部分凝固的焊缝不被氧化，同时对熔池的稳定性影响较小。内通道保护气沿内通道出气管吹送在激光束作用形成的匙孔附近，保证匙孔在熔池表面保持稳定张开状态，其较大的气体压力可以排开附近的液态金属，但较小的影响范围对熔池的稳定性影响较小。能够在超高激光功率焊接过程中保证焊接过程稳定性以提高焊接质量。附图说明图1是本技术的保护气吹送装置的轴测图；图2是图1的主视图；图3是图1的俯视图；图4是三向调整支架与双通道保护气嘴的连接示意图；图5是图4的主视图；图6是本技术的双通道保护气嘴的主视图；图7是图6的俯视图；图8是图6的仰视图；图9是图7在A-A处的剖视图；图10是图9的轴测图；图11是本技术的保护气吹送装置的焊接过程示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图7至图10说明本实施方式，本实施方式的一种双通道保护气嘴，它包括外通道出气管16、内通道出气管17、扇形固定架18和外通道气室21，外通道气室21的一侧外壁上分别开设有外通道连接口19和内通道连接口20，外通道气室21的另一侧密封连接外通道出气管16，扇形固定架18固定在外通道出气管16内壁上，内通道出气管17插装在外通道出气管16内，内通道出气管17通过扇形固定架18与外通道出气管16连接，内通道出气管17的一端与内通道连接口20密封连接。本实施方式的外通道保护气26通过外通道气管5进入双通道保护气嘴8内部，依次经过外通道气室21和外通道出气管16吹送到外界；内通道保护气24通过内通道气管6进入双通道保护气嘴8内部，并沿内通道出气管17吹送到外界。具体实施方式二：结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式的一种适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置，它包括激光头3及连接于其背面的转接板2、三向调整支架4、角度调整板7和双通道保护气嘴8，转接板2水平设置，激光头3转动安装在转接板2的一侧，三向调整支架4固定安装在转接板2的另一侧，三向调整支架4的底端连接有角度调整板7，双通道保护气嘴8与角度调整板7转动连接。具体实施方式三：结合图8说明本实施方式，本实施方式的扇形固定架18为镂空结构。如此设置，以便所述外通道保护气26通过。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式的三向调整支架4包括固定滑槽9、轴向调整杆10、横向调整块11和纵向调整杆14，固定滑槽9固定安装在转接板2上，横向调整块11上开有相互垂直的横向滑槽13和纵向滑槽12，轴向调整杆10由相互垂直设置的两个杆件组成，轴向调整杆10的一端插装在固定滑槽9中，轴向调整杆10的另一端插装在横向调整块11的横向滑槽13中，纵向调整杆14的上部插本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双通道保护气嘴，其特征在于：它包括外通道出气管(16)、内通道出气管(17)、扇形固定架(18)和外通道气室(21)，外通道气室(21)的一侧外壁上分别开设有外通道连接口(19)和内通道连接口(20)，外通道气室(21)的另一侧密封连接外通道出气管(16)，扇形固定架(18)固定在外通道出气管(16)内壁上，内通道出气管(17)插装在外通道出气管(16)内，内通道出气管(17)通过扇形固定架(18)与外通道出气管(16)连接，内通道出气管(17)的一端与内通道连接口(20)密封连接。

【技术特征摘要】
1.一种双通道保护气嘴，其特征在于：它包括外通道出气管(16)、内通道出气管(17)、扇形固定架(18)和外通道气室(21)，外通道气室(21)的一侧外壁上分别开设有外通道连接口(19)和内通道连接口(20)，外通道气室(21)的另一侧密封连接外通道出气管(16)，扇形固定架(18)固定在外通道出气管(16)内壁上，内通道出气管(17)插装在外通道出气管(16)内，内通道出气管(17)通过扇形固定架(18)与外通道出气管(16)连接，内通道出气管(17)的一端与内通道连接口(20)密封连接。2.一种适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置，其特征在于：它包括激光头(3)及连接于其背面的转接板(2)、三向调整支架(4)、角度调整板(7)和权利要求1所述的双通道保护气嘴(8)，转接板(2)水平设置，激光头(3)转动安装在转接板(2)的一侧，三向调整支架(4)固定安装在转接板(2)的另一侧，三向调整支架(4)的底端连接有角度调整板(7)，双通道保护气嘴(8)与角度调整板(7)转动连接。3.根据权利要求2所述的一种适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置，其特征在于：扇形固定架(18)为镂空结构。4.根据权利要求3所述的一种适用于超高功率激光焊接的保护气吹送装置，其特征在于：三向调整支架(4)包括固定滑槽(9)、轴向调整杆(10)、横向调整块(11)和纵向调整杆(14)，固定滑槽(9)固定安装在转接板(2)上，横向调整块(11)上开有相互垂直的横向滑槽(13)和纵向滑槽(12)，轴向调整杆(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俐群，王威，陶汪，孟圣昊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23