一种激光焊接辅助结构、激光焊接装置和激光焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种激光焊接辅助结构、激光焊接装置和激光焊接方法。该结构包括顺序设置且同轴安装的喷嘴、同轴管和锥形环，喷嘴、同轴管和锥形环内部沿轴向方向设有贯穿的中空结构；同轴管在中空结构的外部设有环形气腔，环形气腔在靠近喷嘴的一端设有膨大的端部，端部装设有带有透气孔能够透气的环形片，同轴管外部靠近锥形环的一端设有将环形气腔与外部相连通的第一进气口；第一保护气体从第一进气口进入环形气腔，再经过环形片喷射出同轴管并射向工件；同轴管外部还设有第二进气口，第二保护气体从第二进气口进入中空结构，在中空结构内沿激光传播方向射向工件。相比于现有技术，能够有效抑制蒸汽羽烟、稳定熔池及小孔、保护焊缝。

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接辅助结构、激光焊接装置和激光焊接方法
本专利技术涉及激光焊接
，具体涉及一种激光焊接辅助结构、激光焊接装置和激光焊接方法。
技术介绍
蒸气羽烟是激光焊接过程中产生的一个重要物理现象，对激光焊接过程的稳定性具有重要影响，同时，焊缝保护是提高激光焊焊缝质量的另一个重要因素，尤其是在大功率激光焊接情况下，蒸气羽烟激烈且处于不断变化的不稳定状态，常规气体辅助装置已无法满足蒸气羽烟抑制和焊缝保护的要求，熔池及小孔稳定性差，常造成严重的飞溅、塌陷及焊缝氧化烧损等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种激光焊接辅助结构、激光焊接装置和激光焊接方法，相对于现有技术，能够有效抑制蒸汽羽烟、稳定熔池及小孔、保护焊缝，提高焊接质量，同时具有良好的应用的灵活性。为了解决以上提出的问题，本专利技术采用的技术方案为：一方面本专利技术实施例公开了一种激光焊接辅助结构，包括顺序设置且同轴安装的喷嘴、同轴管和锥形环；所述喷嘴、同轴管和锥形环内部沿轴向方向设有贯穿的中空结构，用于供激光束直线穿过；所述同轴管在所述中空结构的外部还设有环形气腔，所述环形气腔在靠近所述喷嘴的一端设有膨大的端部，且所述端部装设有能够透气的环形片，所述同轴管外部靠近所述锥形环的一端设有将所述环形气腔与外部相连通的第一进气口；外部第一保护气体从所述第一进气口进入所述环形气腔，再经过所述环形片喷射出所述同轴管并射向工件；所述同轴管外部还设有第二进气口，第二进气口与所述同轴管的中空结构相连通，外部第二保护气体从所述第二进气口进入所述中空结构，在所述中空结构内沿激光传播方向射向工件。可选的，所述喷嘴上靠近所述环形片的位置还套设有环形板，所述环形板中部在围绕所述喷嘴的外围设有凸出的同轴凸台，所述同轴凸台抵顶在所述环形片上，用于将所述环形板和环形片的两个平面隔开，在所述环形板与环形片之间形成环形缝隙，所述环形板上设置有过气孔；所述喷射出所述同轴管的第一保护气体中的一部分沿所述环形缝隙的径向方向喷射出去，一部分进入所述环形板，并经过所述环形板的过气孔射向工件。进一步的，所述环形片上设置有透气孔，且所述环形片上透气孔的孔径大于所述环形板上过气孔的孔径。可选的，所述同轴管包括内环实体和外环实体，所述内环实体形成中空结构，外环实体与内环实体之间形成环形气腔，在所述同轴管靠近所述锥形环的一端，所述内环实体倾斜弯向所述外环实体并与所述外环实体相连接将环形气腔形成单独封闭的空间；所述锥形环包括有锥形部，所述锥形部位于所述同轴管内，且与所述同轴管的内环实体的倾斜部分形成间隙结构，所述间隙结构与所述同轴管内的中空结构相连通；所述第二进气口将所述间隙结构与外部相连通；外部第二保护气体从所述第二进气口进入所述间隙结构，再进入所述同轴管内的中空结构，在所述中空结构内沿激光传播方向射向工件，形成同轴保护气体。进一步的，所述锥形环上还设有一圈斜孔，所述斜孔一端与所述间隙结构相连通，另一端与所述锥形环的内部中空结构相连通，所述斜孔沿与激光传播方向相反的方向倾斜。可选的，所述喷嘴与所述同轴管活动连接，所述喷嘴伸出所述同轴管的长度可调。可选的，所述激光焊接辅助结构还包括气窗和压缩空气组件；所述气窗一端与所述锥形环同轴活动安装，所述锥形环伸出所述气窗的长度可调，所述气窗的另一端与所述压缩空气组件相连接，所述气窗内部中空，侧面设有将所述气窗内部的中空结构与外部空气相连通的窗口；所述压缩空气组件设置于所述气窗背离所述锥形环的端面上，且位于所述气窗内的中空结构的旁边；所述压缩空气组件的相对两端设有贯穿的气缝，所述气缝一端与外部相连通，一端指向所述激光焊接辅助结构的轴线，压缩空气从外部进入气缝，并沿所述气窗内的中空结构直吹出所述激光焊接辅助结构。进一步的，所述激光焊接辅助结构还包括用于与外部相连接的连接板；所述连接板一端与所述气窗相连接，另一端与所述压缩空气组件相连接，所述连接板的横截面大于所述气窗和压缩空气组件的横截面；所述连接板上设有与所述中空结构同轴线设置且相连通的贯穿孔，所述压缩空气组件设置于所述连接板背离所述气窗的端面上，且位于所述连接板的贯穿孔的旁边。第二方面本专利技术实施例公开了一种激光焊接装置，其特征在于，包括激光焊接头和前面所述的激光焊接辅助结构；所述激光焊接辅助结构的中空结构对准所述激光焊接头的出光口且同轴设置。第三方面本专利技术实施例公开了一种利用前面所述的激光焊接装置进行激光焊接方法，包括：步骤1、将工件放置在激光焊接装置底部并对准激光焊接头的出光口；步骤2、移动激光焊接头至工件的焊缝上方并调节激光束至预设焦点位置；步骤3、调节喷嘴与工件之间的距离至预设高度；步骤4、分别设置第一进气口和第二进气口的进气压力，以使外部第一保护气体和第二保护气体各自按照预设的压力射向工件；步骤5、设置激光焊接参数，根据所述激光焊接参数发射激光光束至所述焊缝进行激光焊接。与现有技术相比，本专利技术实施例主要有以下效果：本专利技术提供的激光焊接辅助结构，在同轴管的中空结构的外部还设置有环形气腔和第一进气口，外部第一保护气体从第一进气口进入环形气腔，再从环形气腔的环形片出来，形成环形保护气体射向工件，环形保护气体可以排除焊缝及熔池周围的空气，提高熔池和小孔的稳定性，减少焊接缺陷的产生和焊缝氧化；同时通过在同轴管外部设有与中空结构相连通的第二进气口，外部第二保护气体从第二进气口进入中空结构进而形成同轴保护气射向工件，可以抑制蒸气羽烟。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中激光焊接辅助结构的结构示意图；图2为图1中的激光焊接辅助结构的爆炸图；图3为图1沿轴线方向的剖视图；图4为本专利技术实施例中的保护气体(包括第一保护气体和第二保护气体)流向的示意图；图5为本专利技术实施例中的激光焊接装置的结构示意图；图6为本专利技术实施例中的激光焊接方法的流程示意图。附图标记说明：1、喷嘴；2、同轴管；21、环形气腔；211、端部；22、环形片；226、环形缝隙；23、第一进气口；24、第二进气口；25、外环实体；26、内环实体；3、锥形环；31、锥形部；32、间隙结构；33、斜孔；4、气窗；41、窗口；5、压缩空气组件；51、气缝；52、压缩空气进气嘴；6、环形板；61、过气孔；62、同轴凸台；6、环形板；7、连接板；71、贯穿孔；72、定位孔；8、螺母；91、第一保护气体；911、环形保护气体；912、环形气帘；92、第二保护气体；921、同轴保护气体；100、激光焊接辅助结构；200、激光焊接头；20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光焊接辅助结构，其特征在于，包括顺序设置且同轴安装的喷嘴、同轴管和锥形环；/n所述喷嘴、同轴管和锥形环内部沿轴向方向设有贯穿的中空结构，用于供激光束直线穿过；/n所述同轴管在所述中空结构的外部还设有环形气腔，所述环形气腔在靠近所述喷嘴的一端设有膨大的端部，且所述端部装设有能够透气的环形片，所述同轴管外部靠近所述锥形环的一端设有将所述环形气腔与外部相连通的第一进气口；/n外部第一保护气体从所述第一进气口进入所述环形气腔，再经过所述环形片喷射出所述同轴管并射向工件；/n所述同轴管外部还设有第二进气口，第二进气口与所述同轴管的中空结构相连通，外部第二保护气体从所述第二进气口进入所述中空结构，在所述中空结构内沿激光传播方向射向工件。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接辅助结构，其特征在于，包括顺序设置且同轴安装的喷嘴、同轴管和锥形环；
所述喷嘴、同轴管和锥形环内部沿轴向方向设有贯穿的中空结构，用于供激光束直线穿过；
所述同轴管在所述中空结构的外部还设有环形气腔，所述环形气腔在靠近所述喷嘴的一端设有膨大的端部，且所述端部装设有能够透气的环形片，所述同轴管外部靠近所述锥形环的一端设有将所述环形气腔与外部相连通的第一进气口；
外部第一保护气体从所述第一进气口进入所述环形气腔，再经过所述环形片喷射出所述同轴管并射向工件；
所述同轴管外部还设有第二进气口，第二进气口与所述同轴管的中空结构相连通，外部第二保护气体从所述第二进气口进入所述中空结构，在所述中空结构内沿激光传播方向射向工件。


2.根据权利要求1所述的激光焊接辅助结构，其特征在于，所述喷嘴上靠近所述环形片的位置还套设有环形板，所述环形板中部在围绕所述喷嘴的外围设有凸出的同轴凸台，所述同轴凸台抵顶在所述环形片上，用于将所述环形板和环形片的两个平面隔开，在所述环形板与环形片之间形成环形缝隙，所述环形板上设置有过气孔；
所述喷射出所述同轴管的第一保护气体中的一部分沿所述环形缝隙的径向方向喷射出去，一部分进入所述环形板，并经过所述环形板的过气孔射向工件。


3.根据权利要求2所述的激光焊接辅助结构，其特征在于，所述环形片上设置有透气孔，且所述环形片上透气孔的孔径大于所述环形板上过气孔的孔径。


4.根据权利要求1或2所述的激光焊接辅助结构，其特征在于，
所述同轴管包括内环实体和外环实体，所述内环实体形成中空结构，外环实体与内环实体之间形成环形气腔，在所述同轴管靠近所述锥形环的一端，所述内环实体倾斜弯向所述外环实体并与所述外环实体相连接将所述环形气腔形成单独封闭的空间；
所述锥形环包括有锥形部，所述锥形部位于所述同轴管内，且与所述同轴管的内环实体的倾斜部分形成间隙结构，所述间隙结构与所述同轴管内的中空结构相连通；
所述第二进气口将所述间隙结构与外部相连通；
外部第二保护气体从所述第二进气口进入所述间隙结构，再进入所述同轴管内的中空结构，在所述中空结构内沿激光传播方向射向工件，形成同轴保护气体。


5.根据权利要求4所述的激光焊接辅助结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根余，邓时累，唐景龙，陈焱，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，大族激光智能装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44