一种焊枪头、激光电弧复合焊装置和方法制造方法及图纸

本申请实施例提供一种焊枪头、激光电弧复合焊装置和方法，涉及焊接技术领域。该焊枪头包括焊枪体、导电嘴及钨极组件。焊枪体开设有喷嘴口，导电嘴设置于焊枪体内，钨极组件连接于导电嘴且开设有穿设孔。激光电弧复合焊装置包括脉冲激光器、TIG电弧焊机及焊枪头。脉冲激光器包括激光镜头，且用于提供脉冲激光，TIG电弧焊机与导电嘴电连接且用于提供电源。脉冲激光器产生的脉冲激光能够穿过穿设孔从喷嘴口射出，钨极组件在TIG电弧焊机作用下产生电弧，且脉冲激光位于电弧的中心位置。该复合焊方法将脉冲激光和电弧进行复合，且脉冲激光束穿过电弧的中心位置，降低能耗，增加可达性，增强能量利用率，提高焊接效率。

A welding gun head and laser arc compound welding device and method

【技术实现步骤摘要】
一种焊枪头、激光电弧复合焊装置和方法
本申请涉及焊接
，具体而言，涉及一种焊枪头、激光电弧复合焊装置和方法。
技术介绍
随着全球资源日益紧张，降低能耗节约成本对工业化生产显得越来越重要。激光焊具有热源能量密度高，熔透能力强的优点，但是连续激光的单激光焊的能量利用率极低；电弧焊具有工艺设备简单，技术成熟的优点，但是焊接效率不高。
技术实现思路
本申请的目的包括，例如，提供了一种焊枪头、激光电弧复合焊装置和方法，其能够将脉冲激光焊和TIG电弧焊进行复合，增强能量利用率，增加可达性，提高焊接效率。本申请的实施例可以这样实现：第一方面，本申请实施例提供一种焊枪头，包括焊枪体、导电嘴及钨极组件；所述焊枪体用于与脉冲激光器的激光镜头连接且开设有喷嘴口，所述导电嘴设置于所述焊枪体内且用于与TIG电弧焊机电连接，所述钨极组件连接于所述导电嘴且开设有穿设孔；所述脉冲激光器产生的脉冲激光从所述激光镜头发出后能够穿过所述穿设孔从所述喷嘴口射出，同时，所述TIG电弧焊机提供电源通过所述导电嘴能够传递至所述钨极组件，以使所述钨极组件产生电弧且从所述喷嘴口释放。在可选的实施方式中，所述钨极组件包括钨极体和夹持件，所述钨极体包括固定连接的第一钨极和第二钨极，所述第二钨极相对于所述第一钨极靠近于所述喷嘴口，所述夹持件夹持于所述第一钨极且连接于所述导电嘴的内腔中，所述第二钨极远离所述第一钨极的一端沿激光发射方向的横截面直径逐渐减小，所述穿设孔沿所述钨极体的轴向开设。第二方面，本申请实施例提供一种激光电弧复合焊装置，包括脉冲激光器、TIG电弧焊机及前述实施方式任意一项所述的焊枪头；所述脉冲激光器包括激光镜头，所述激光镜头固定设置于所述焊枪头背离所述喷嘴口的一端且用于提供脉冲激光，所述TIG电弧焊机与所述导电嘴电连接且用于提供电源，所述脉冲激光器发射的脉冲激光通过所述激光镜头穿过所述钨极组件的穿设孔从所述喷嘴口射出，同时，所述TIG电弧焊机通过所述导电嘴与所述钨极组件电连接，以使所述钨极组件产生电弧从所述喷嘴口射出。在可选的实施方式中，所述钨极组件包括钨极体，所述穿设孔沿所述钨极体的轴向开设且为圆形孔，所述钨极体在所述TIG电弧焊机的作用下能够产生电弧，所述脉冲激光器产生的脉冲激光能够从所述穿设孔的中心位置射出，以使脉冲激光位于电弧的中心位置。第三方面，本申请实施例提供一种激光电弧复合焊方法，包括焊接步骤：对待焊接件的其中一个部位同时进行激光焊和电弧焊，且激光束穿过电弧的中心位置。在可选的实施方式中，所述激光为脉冲激光。在可选的实施方式中，所述电弧为TIG电弧。在可选的实施方式中，在所述焊接步骤之前包括参数设定步骤：设定脉冲激光器的单脉冲能量、脉冲宽度及脉冲频率，设定TIG电弧焊机的电流参数、电压参数、焊枪角度、钨极内径、焊接速度以及保护气体流量。在可选的实施方式中，在所述参数设定步骤之前还包括准备步骤：对待焊接件进行焊前清理、装配及定位。在可选的实施方式中，所述焊接步骤和所述参数设定步骤之间还包括路径设定步骤：编辑机器手的行走路径，以确定复合焊接的起点和终点。本申请实施例的有益效果包括，例如：由于钨极组件开设有用于脉冲激光射出的穿设孔，导电嘴与TIG电弧焊机电连接，以使TIG电弧焊机提供的电源通过导电嘴传递至钨极组件。钨极组件在TIG电弧焊机的作用下能够产生电弧，脉冲激光器产生的脉冲激光能够从钨极组件的穿设孔射出，以使脉冲激光位于电弧的中心位置，实现脉冲激光与TIG电弧同轴复合焊。由于脉冲激光比连续激光的平均功率低，并且光电转化效率高，因此能耗低，能量利用率高；焊枪头可达性好，焊接效率高；总焊接的热输入小，电弧稳定，焊接质量好。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本申请实施例提供的激光电弧复合焊装置的示意图；图2为本申请实施例提供的激光电弧复合焊装置中焊枪头的示意图。图标：100-激光电弧复合焊装置；01-待焊接件；10-焊枪头；11-喷嘴口；12-焊枪体；121-送丝管；122-保护气出气口；123-保护气罩；13-导电嘴；14-夹持件；15-钨极体；152-第一钨极；153-第二钨极；155-穿设孔；20-脉冲激光器；21-激光器本体；22-激光镜头；23-脉冲激光束；30-TIG电弧焊机；40-保护气瓶；45-保护气管；50-送丝机；60-机器手。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。实施例本申请实施例提供了一种激光电弧复合焊装置100，该激光电弧复合焊装置100用于对待焊接件01进行复合焊，从而提高焊接效率和焊接质量。该激光电弧复合焊装置100包括焊枪头10，焊枪头10用于对脉冲激光和TIG电弧进行结合，以使脉冲激光和TIG电弧同时从焊枪头10的喷嘴口11射出，且脉冲激光束位于TIG电弧的中心位置。现有的激光焊具有热源能量密度高，熔透能力强的特点。但是也存在材料对激光的吸收率低，尤其有色金属比如铝合金，从而导致激光焊的能量利用率极低；电弧焊的工艺设备简单，技术成熟。但是存在焊接热输入较大，焊接变形大，从而导致电弧焊焊接效率不高的弊端。本申请将脉冲激光焊和TIG电弧焊两种焊接方式进行复合，从而可以充分发挥两者各自的优势，是一种很有发展前景的焊接方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊枪头，其特征在于，包括焊枪体、导电嘴及钨极组件；/n所述焊枪体用于与脉冲激光器的激光镜头连接且开设有喷嘴口，所述导电嘴设置于所述焊枪体内且用于与TIG电弧焊机电连接，所述钨极组件连接于所述导电嘴且开设有穿设孔；/n所述脉冲激光器产生的脉冲激光从所述激光镜头发出后能够穿过所述穿设孔从所述喷嘴口射出，同时，所述TIG电弧焊机提供电源通过所述导电嘴能够传递至所述钨极组件，以使所述钨极组件产生电弧且从所述喷嘴口释放。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊枪头，其特征在于，包括焊枪体、导电嘴及钨极组件；
所述焊枪体用于与脉冲激光器的激光镜头连接且开设有喷嘴口，所述导电嘴设置于所述焊枪体内且用于与TIG电弧焊机电连接，所述钨极组件连接于所述导电嘴且开设有穿设孔；
所述脉冲激光器产生的脉冲激光从所述激光镜头发出后能够穿过所述穿设孔从所述喷嘴口射出，同时，所述TIG电弧焊机提供电源通过所述导电嘴能够传递至所述钨极组件，以使所述钨极组件产生电弧且从所述喷嘴口释放。


2.根据权利要求1所述的焊枪头，其特征在于，所述钨极组件包括钨极体和夹持件，所述钨极体包括固定连接的第一钨极和第二钨极，所述第二钨极相对于所述第一钨极靠近于所述喷嘴口，所述夹持件夹持于所述第一钨极且连接于所述导电嘴的内腔中，所述第二钨极远离所述第一钨极的一端沿激光发射方向的横截面直径逐渐减小，所述穿设孔沿所述钨极体的轴向开设。


3.一种激光电弧复合焊装置，其特征在于，包括脉冲激光器、TIG电弧焊机及权利要求1或2所述的焊枪头；
所述脉冲激光器包括激光镜头，所述激光镜头固定设置于所述焊枪头背离所述喷嘴口的一端且用于提供脉冲激光，所述TIG电弧焊机与所述导电嘴电连接且用于提供电源，所述脉冲激光器发射的脉冲激光通过所述激光镜头穿过所述钨极组件的穿设孔从所述喷嘴口射出，同时，所述TIG电弧焊机通过所述导电嘴与所述钨极组件电连接，以使所述钨极组件产生电弧从所述喷嘴口射出。
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷正，朱宗涛，陈辉，黄举近，刘瑞琳，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51