本发明专利技术涉及一种激光焊接装置及其工作方法属于激光焊接领域，该激光焊接装置可将激光器所发出的激光束转变成双条型光斑，投射到工件表面上，并且结合焊丝摆动机构，一起焊接工件。所述焊接装置主要用于解决激光在拼焊，角焊中，因为工件生产误差，激光光斑小易于产生焊接缺陷，同时也用于激光送丝焊接中，焊丝很容易与原熔池偏离而导致焊接缺陷等问题。该激光焊接装置由两部分构成，光路部分及焊丝摆动机构部分。光路部分，激光经过准直镜，投射到屋型反射镜，然后由抛物聚焦镜聚焦，通过反射镜，形成双条形激光光斑。光路部分，镜片采用全水冷，非常适合高功率激光输出。焊丝摆动机构主要包括驱动电机，上摆臂，下摆臂及送丝固定块等。驱动电机驱动摆臂往复运动，上摆臂与下摆臂柔性连接，带动焊丝在激光光斑的轨迹里摆动，外部送丝机构进行送丝。双条形光斑与摆动送丝动作有机结合，形成均匀，饱满的焊缝。
【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接装置及其工作方法
本专利技术涉及激光焊接领域，具体为激光拼焊，角焊及激光送丝焊接。
技术介绍
随着激光的发展，大功率激光焊接在工业上广泛应用，特别是激光拼焊，角焊及激光送丝焊接已在汽车，造船，航空航天，矿山等领域大量应用。如汽车中的不等拼厚板焊接，造船中的厚板焊接，航空航天中的钛板拼焊等。目前，激光的焊接光路由于激光光斑相对拼接缝系较小，即便选用较粗芯径光纤传输，在激光拼焊，角焊，送丝焊接应用中，非常容易产生焊接缺陷。激光拼焊中，由于工件的制造误差，拼焊工件对接容易产生间隙。激光在这种工件中焊接，非常容易产生漏焊或焊接凹陷等缺陷，角焊也类似于此。在激光送丝焊接中，送丝的路径与激光的轨迹稍有偏差，焊接的效果就会有缺陷，焊接质量达不到要求。基于上述焊接工艺上易产生缺陷，中国专利申请号：201811204834.9采用振镜扫描装置代替一字焊缝解决焊接工件缝隙较大产生产缺陷的问题。中国专利申请号：201910925437.9也是采用振镜焊接的方式来解决激光焊接中的限制。利用振镜扫描的方法来解决激光焊接中因为光斑小而容易产生缺陷都可以归结为用激光摆动的方法来解决激光焊接中问题。现有激光结合送丝焊接通常都是将焊丝直接送入点光斑的熔池或是送入激光振镜扫描的熔池。这种方式的特点是激光是点光斑或者扫描光斑，焊丝是顺着轨迹送入。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简易，方便，稳定的激光焊接装置，旨在解决现有技术中，激光拼焊，角焊，激光送丝焊接容易因工件工差或光斑相对较小产生限制或缺陷等技术问题。为此目的，本专利技术采用的技术方案是:提供一种激光焊接装置，所述焊接装置可将激光器所发出的激光转换成双条型光斑投射于加工面上，结合焊丝以摆动方式送入熔池，用于激光焊接。所述激光焊接装置分为两部分，激光光路部分及焊丝摆动机构。所述激光光路部分包括准直镜，CCD监控装置，屋型反射镜，抛物聚焦镜，聚焦保护镜等部件。所述准直镜将光束转变成平行光束，投入到屋型反射镜，所述屋型反射镜安装在准直镜的下方，与准直镜的光路成45度角安装，将投入来的平行光反射出对称的两部分光，所述屋型反射镜的中心与准直镜的中心在同一条轴线上，所束抛物聚焦镜与屋型反射镜面对面平行安装，又将屋型反射镜反射的激光聚焦到加工面成双条形光斑。所述焊丝摆动机构主要包括安装板，驱动电机，上摆臂，下摆臂，焊丝固定块等，驱动电机连接上摆臂，下摆臂嵌套在上摆臂中，由驱动电机驱动摆臂带动焊丝在激光条形光斑中做往复运动。进一步的：所述准直镜布置在光纤的下方，屋型反射镜上方，准直镜上方布置保护镜来保护准直镜。所述准直境的中心与光纤的芯径中心，屋型反射境的中心在同一轴线上。进一步的：所述的CCD装置中的CCD分光镜安装在准直镜的下方，经过CCD传输装置将视觉传入CCD相机。进一步的：所述的屋型反射镜安装在准直镜的下方，与透过准直镜的光束成45度安装，所述的屋型反射镜为一个椭圆镜面，所述的椭圆镜面由两个对称的椭圆半面组成，所述的两个对称的椭圆半面类似于房屋的两个面对称分布在椭圆长轴的两侧，所述两个椭圆半面与相对应的椭圆镜面成一个小于1度的角度。所述的屋型反射镜安装在镜片安装座上，所述的屋型反射镜的背面有两个接口，进水接口与回水接口，与外部形成循环水路。进一步的：所述的抛物聚焦镜与屋型反射镜面对面安装，所述的抛物聚焦镜与已过屋型镜反射的光路的入射方向成45度，安装在镜片安装座上，所述的抛物聚焦镜接收到激光后，将其反射聚焦在加工面上形成两条对称的双线性光斑。进一步的：所述的焊丝摆动机构，包括驱动电机，上摆臂，下摆臂，焊丝固定块等。驱动电机与上摆臂通过键连接，下摆臂套装在上摆臂里，通过弹簧装置将下摆臂压紧，弹簧装置主要用来防止下摆臂碰撞，送丝固定块与下摆臂连接。进一步的：所述驱动电机驱动摆臂，摆臂做往复运动使焊丝在所述双条形激光光斑里做左右往复摆动，进行焊接，焊丝摆动的幅度小于双条型激光光斑宽度。附图说明图1为本专利技术一较佳实施例所示焊接装置结构示意图，显示所述焊接装置外部结构组成。图2为本专利技术一较佳实施例所示焊接装置剖视图，主要是说明光路中的部件组成，及光路投射路径。图3为本专利技术一较佳实施例所示的一种屋型镜的结构示意图，主要说明屋型镜的外部轮廓和主要特点。图4为本专利技术所示焊接装置的激光和送丝的轨迹示意图，主要说明送丝的轨迹和激光的轨迹关系。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参见图1，图2为本专利技术一较佳实施例所示激光焊接装置外部示意图，及剖视图。所述焊接装置中光纤激光接口101，准直保护镜安装模块102，准直镜安装模块103。所述准直保护境安装模块102中水平安装图2准直保护镜104，准直保护镜104通过抽屉式安装于准直保护镜安装模块102中，所述准直保护镜安装模块102带有温度传感器，能接触式感受保护镜温度，传输到外部控制单元。所述准直镜安装模块103中水平安装图2准直镜105，准直镜105通过铜压圈固定在准直镜安装模块103中。所述准直保护镜104安装在光纤下方及准直镜105上方，所述准直保护镜模块102在准直镜安装模块103的上方。所述准直保护镜104对准直镜105具有保护作用，有效阻止准直镜105在光纤插拔中的各种污染。所述激光焊接装置的激光通过光纤300传输到该装置，激光穿过所述的准直保护镜104，传输到准直镜105。所述准直镜105为非球面镜，光纤发射的激光经过准直镜105后变成平行光束。所述的本案中准直保护镜及准直镜的材料为石英或K9。在其它实施例中，激光通过光纤传输到达焊接装置中，经过镜子聚焦反射镜来准直，则不需要平行安装，只需要激光传输到镜面的中心，所述准直反射镜与屋型面对面安装，所述准直反射镜与激光的入射方向成45度及反射方向成45度。在本实施例中所述图1中CCD安装模块111中装载CCD分光镜114，CCD相机112经过CCD传输装置113能清楚地观察焊缝。在本实施例中所述图1屋型反射镜120在准直镜105正下方，准直镜105出来的平行激光投射到屋型反射镜120上。图2中，光束经过屋型反射镜120反射后，沿屋型反射镜120对称轴向两边散开，散开的角度与屋型反射镜中两个面与所述屋型反射镜的镜面相对应。所述屋型反射镜120安装在镜片安装座140上，与激光光束轴入射方向45度斜角安装。本案中所述镜片安装座140为一整体结构，中间为空心，一端装有屋型反射镜120，另一端安装抛物聚焦镜150，所述屋型反射镜120，抛物聚焦镜150，都是用螺栓和定位销固定于镜片安装座140上。激光经屋型反射镜120反射后，光束从镜片安装座14本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光焊接装置，将光纤发射的激光束转换成双条形光斑，结合焊丝的摆动用于激光焊接，其特征在于：所述焊接装置包括激光光路部分及焊丝摆动机构部分，两者相结合，所述激光光路部分包括将激光束经过准直镜投射到屋型反射镜反射，经过抛物聚焦镜聚焦反射形成双条形光斑，所述焊丝摆动机构包括安装板，驱动电机，上摆臂，下摆臂，焊丝固定块等，所述焊丝摆动机构由驱动电机驱动摆臂带动焊丝在激光条形光斑中做往复运动。/n
【技术特征摘要】
1.一种激光焊接装置，将光纤发射的激光束转换成双条形光斑，结合焊丝的摆动用于激光焊接，其特征在于：所述焊接装置包括激光光路部分及焊丝摆动机构部分，两者相结合，所述激光光路部分包括将激光束经过准直镜投射到屋型反射镜反射，经过抛物聚焦镜聚焦反射形成双条形光斑，所述焊丝摆动机构包括安装板，驱动电机，上摆臂，下摆臂，焊丝固定块等，所述焊丝摆动机构由驱动电机驱动摆臂带动焊丝在激光条形光斑中做往复运动。
2.根据权利1要求所述的激光焊接装置，其特征在于：所述的焊接装置在屋型反射镜的上方装有准直镜，准直镜的上方装有准直保护镜，保证投射到屋面反射镜的光束为平行光束，所述的准直保护镜为透射式镜片，但不限于透射式镜片，反射式准直镜也包括在内，所述激光焊接装置中的准直镜及准直保护镜的材料为石英，或K9，所述激光焊接装置中反射式准直镜的材料为铜或铝。
3.根据权利2要求，所述的焊接装置，其特征在于：所述的焊接装置布置有CCD组件，CCD的分光镜介于准直镜与屋面反射镜间。
4.根据权利1要求，所述的焊接装置，其特征在于：所述的焊接装置的屋型反射镜安装在准直镜的下方，所述屋型反射镜的镜面安装角度与准直镜的中心线角度成45度，所述的屋面反射镜的中心点与准直镜的中心点在一条轴线上。
5.根据权利4要求，所述的激光焊接装置，其特征在于：所述焊接装置的屋型反射镜为一个椭圆镜面，所述的椭圆镜面由两个对称的椭圆半面组成，所述的两个对称的椭圆半面类似于房屋的两个面对称分布，在椭圆长轴的两侧，也可以分布在椭圆短轴的两侧，同时也可以...
【专利技术属性】
技术研发人员：周超，
申请(专利权)人：长沙晨梓自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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