有限功率宽幅激光焊接头及激光焊接机制造技术

本发明专利技术涉及一种有限功率宽幅激光焊接头及激光焊接机，其中，激光焊接头包括：安装壳体，所述安装壳体内开设有容置腔；承载于所述安装壳体用于对激光光束进行聚焦处理的聚焦透镜组，聚焦透镜组的聚焦中心可相对于激光光束的中心轴线往复移动；以及，承载于安装壳体、用于驱动聚焦透镜组往复移动的驱动机构。在进行焊接时，驱动机构驱动聚焦透镜组往复移动，此时聚焦透镜组的聚焦中心也相对于激光光束的中心轴线往复移动，而激光光束照射到聚焦透镜组上时会相聚焦中心折射形成焊斑，随着聚焦透镜组的移动，焊斑也与聚焦透镜组的聚焦中心以相同的轨迹运动，从而在功率不变的条件下，扩大了焊接的宽度，且结构简单、控制方便、成本较低。

Finite power wide laser welding head and laser welding machine

The invention relates to a limited power wide-width laser welded joint and a laser welder, wherein the laser welded joint comprises a mounting case with a holding cavity arranged in the mounting case, a focusing lens group loaded on the mounting case for focusing laser beams, and the focusing center of the focusing lens group can be relative to the excitation. The center axis of the beam moves back and forth; and a driving mechanism for driving the focusing lens group to move back and forth, which is loaded on the mounting housing. During welding, the driving mechanism drives the focusing lens group to move to and fro, and the focusing center of the focusing lens group moves to and fro relative to the central axis of the laser beam. When the laser beam irradiates the focusing lens group, the focusing center refracts to form a weld spot. With the moving of the focusing lens group, the weld spot also moves with the focusing penetration. The focusing center of the mirror group moves in the same trajectory, thus enlarging the welding width under the condition of constant power, and having the advantages of simple structure, convenient control and low cost.

【技术实现步骤摘要】
有限功率宽幅激光焊接头及激光焊接机
本专利技术涉及激光焊接
，更具体地说，它涉及一种有限功率宽幅激光焊接头及激光焊接机。
技术介绍
激光焊接技术因其具备能量密度高、工件受热升温快、焊接热影响小、工件热变形小、焊接深宽比大、焊接强度大等优势，越来越广泛的应用于现代工业制造。但通常激光经过聚焦镜片聚焦后形成的焊斑较小，通常在0.2-0.5mm之间，为了对工件进行有效的焊接，就需要控制焊缝的宽度小于焊斑的尺寸，产品的制造精密要求高，制造难度大，同时焊缝成形的尺寸也较小，使得工件焊接成型后的强度较低。为克服上述缺陷，需要增加焊斑的尺寸，但在有限功率的激光条件下，若增加焊斑尺寸会降低激光的能量密度，导致焊接能力下降、焊接热变形增大，而失去激光焊接的优势。目前解决上述缺陷常用的方法是：一、增加激光的功率，并同步增加焊斑的尺寸，从而实现激光能量密度不变而焊斑的尺寸变大，但是这种方式会增加制造成本，且能耗较高；二、采用如图1所示的镜头控制系统，该系统包括：PC机和与PC机相连的运动控制器，运动控制器连接有振镜一和振镜二，振镜一和振镜二分别与一反光镜相连；在进行焊接工作时，激光发生器发出激光光束照射在其中一反光镜上，经另一反光镜发射至聚焦镜聚焦形成焊斑，再通过运动控制器控制振镜一和振镜二带动激光光束在焊缝的垂直方向上扫描运动，使得焊斑的轨迹扫过焊缝四周，从而在焊斑尺寸和激光能量密度不变的情况下，增加了焊缝成型的宽度；但这种镜头控制系统控制复杂，且成本较高。因此有必要提供一种新的方案来解决上述缺陷。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术实施例的第一个目的在于提供一种有限功率宽幅激光焊接头，具有在有限功率下可扩大焊接宽度的优点。本专利技术实施例的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种有限功率宽幅激光焊接头，包括：安装壳体，所述安装壳体内开设有容置腔，且所述安装壳体的底部设有供激光光束通过的第一通口；承载于所述安装壳体且位于所述容置腔内、用于对激光光束进行聚焦处理的聚焦透镜组，所述聚焦透镜组的聚焦中心可相对于激光光束的中心轴线往复移动，且所述聚焦透镜组上设有供激光光束通过的第二通口；以及，承载于所述安装壳体、用于驱动所述聚焦透镜组往复移动的驱动机构。通过采用上述技术方案，在进行焊接时，驱动机构驱动聚焦透镜组往复移动，此时聚焦透镜组的聚焦中心也相对于激光光束的中心轴线往复移动，而激光光束照射到聚焦透镜组上时会向聚焦中心折射形成焊斑，随着聚焦透镜组的移动，焊斑也与聚焦透镜组的聚焦中心以相同的轨迹运动，从而在功率不变的条件下，扩大了焊接的宽度，且结构简单、控制方便、成本较低。进一步的，所述聚焦透镜组包括：承载于所述安装壳体的安装盒，所述第二通口开设于所述安装盒；以及，承载于所述安装盒的聚焦镜片，所述聚焦中心位于所述聚焦镜片的焦点处。通过采用上述技术方案，通过聚焦镜片对激光光束进行聚焦，并在焦点处形成焊斑。进一步的，所述安装盒转动式装配于所述安装壳体，且所述聚焦中心与激光光束的中心轴线偏移设置、并可绕激光光束的中心轴线往复转动。通过采用上述技术方案，聚焦中心绕激光光束的中心轴线方向转动，使焊斑形成环形或者弧形的焊接轨迹，从而增加了焊接的宽度。进一步的，所述安装盒滑动式装配于所述安装壳体，且所述聚焦中心可朝向远离或者靠近激光光束的中心轴线的方向往复滑移。通过采用上述技术方案，聚焦中心朝向远离或者靠近激光光束的中心轴线的方向往复滑移，使得焊斑形成直线的焊接轨迹，而再与焊接头的运动叠加后即最终可形成锯齿形的焊接轨迹，从而增加了焊接的宽度。进一步的，所述驱动机构从如下结构中选择单独或者组合适用：齿轮机构或者连杆机构。进一步的，所述齿轮机构包括：承载于所述安装壳体的第一驱动电机；固定连接于所述第一驱动电机的动力输出轴的主动齿轮；以及，固定连接于所述安装盒且与所述主动齿轮相啮合的从动齿轮。通过采用上述技术方案，通过第一驱动电机带动主动齿轮转动，并啮合驱动从动齿轮转动，从而驱动安装盒转动，使聚焦中心绕激光光束的中心轴线方向转动，且结构简单、成本低、易于实现。进一步的，所述驱动机构从如下结构中单独或组合适用：气缸、丝杆滑块机构或者凸轮机构。进一步的，所述丝杆滑块机构包括：承载于所述安装壳体的第二驱动电机；承载于所述安装盒一侧的滑块；以及，固定连接于所述第二驱动电机且与所述滑块螺纹连接的丝杆。通过采用上述技术方案，由第二电机驱动丝杆发生转动，并与滑块发生螺纹传动，从而驱动安装盒滑移，聚焦中心朝向远离或者靠近激光光束的中心轴线的方向往复滑移。进一步的，所述安装盒内设有用于压紧所述聚焦镜片的压圈。通过采用上述技术方案，通过压圈可以将聚焦镜片稳定的固定在安装盒内，且装拆更加方便。本专利技术实施例的第二个目的在于提供一种激光焊接机，具有在有限功率下可扩大焊接宽度的优点。本专利技术实施例的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种激光焊接机，包括：上述任一技术方案所述的激光焊接头。通过采用上述技术方案，激光焊接头在焊接时扩大了焊接宽度，从而提高了焊接能力。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：其一，在功率不变的条件下，扩大了焊接的宽度，且结构简单、控制方便、成本较低；其二，聚焦镜片拆装更加方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为现有技术的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的结构示意图，为清楚示意，去除了一半的壳体；图3为本专利技术实施例一的剖视图；图4为本专利技术实施例三的结构示意图。图中：1、安装壳体；11、容置腔；12、第一通口；2、聚焦透镜组；21、安装盒；22、聚焦镜片；23、压圈；24、第二通口；3、驱动机构；31、第一驱动电机；32、主动齿轮；33、从动齿轮；34、第二驱动电机；35、滑块；36、丝杆。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一一种有限功率宽幅激光焊接头，如图2和图3所示，包括：安装壳体1，安装壳体1内开设有容置腔11，且安装壳体1的底部设有供激光光束通过的第一通口12；承载于安装壳体1且位于容置腔11内、用于对激光光束进行聚焦处理的聚焦透镜组2，聚焦透镜组2的聚焦中心可相对于激光光束的中心轴线往复移动，且聚焦透镜组2上设有供激光光束通过的第二通口24；以及，承载于安装壳体1、用于驱动聚焦透镜组2往复移动的驱动机构3。具体的，激光发生器位于安装壳体1的正上方，且激光发生器发出的激光光束的中心轴线与安装壳体1的中心轴线一致，聚焦透镜组2包括：承载于安装壳体1的安装盒21，第二通口24开设于安装盒21；以及，承载于安装盒21的聚焦镜片22，聚焦中心位于聚焦镜片22的焦点处。安装盒21通过轴承与安装壳体1转动式装配，安装盒21的中心轴线同样与安装壳体1的中心轴线一致，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有限功率宽幅激光焊接头，其特征在于，包括：安装壳体(1)，所述安装壳体(1)内开设有容置腔(11)，且所述安装壳体(1)的底部设有供激光光束通过的第一通口(12)；承载于所述安装壳体(1)且位于所述容置腔(11)内、用于对激光光束进行聚焦处理的聚焦透镜组(2)，所述聚焦透镜组(2)的聚焦中心可相对于激光光束的中心轴线往复移动，且所述聚焦透镜组(2)上设有供激光光束通过的第二通口(24)；以及，承载于所述安装壳体(1)、用于驱动所述聚焦透镜组(2)往复移动的驱动机构(3)。

【技术特征摘要】
1.一种有限功率宽幅激光焊接头，其特征在于，包括：安装壳体(1)，所述安装壳体(1)内开设有容置腔(11)，且所述安装壳体(1)的底部设有供激光光束通过的第一通口(12)；承载于所述安装壳体(1)且位于所述容置腔(11)内、用于对激光光束进行聚焦处理的聚焦透镜组(2)，所述聚焦透镜组(2)的聚焦中心可相对于激光光束的中心轴线往复移动，且所述聚焦透镜组(2)上设有供激光光束通过的第二通口(24)；以及，承载于所述安装壳体(1)、用于驱动所述聚焦透镜组(2)往复移动的驱动机构(3)。2.根据权利要求1所述的有限功率宽幅激光焊接头，其特征在于，所述聚焦透镜组(2)包括：承载于所述安装壳体(1)的安装盒(21)，所述第二通口(24)开设于所述安装盒(21)；以及，承载于所述安装盒(21)的聚焦镜片(22)，所述聚焦中心位于所述聚焦镜片(22)的焦点处。3.根据权利要求2所述的有限功率宽幅激光焊接头，其特征在于，所述安装盒(21)转动式装配于所述安装壳体(1)，且所述聚焦中心与激光光束的中心轴线偏移设置、并可绕激光光束的中心轴线往复转动。4.根据权利要求2所述的有限功率宽幅激光焊接头，其特征在于，所述安装盒(21)滑动式装配于所述安装壳体(1)，且所述聚焦中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：金朝龙，
申请(专利权)人：苏州天弘激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32