一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其装置。外部气体分别通过第一气路和第二气路对风冷激光加工设备中的光学组件和出射喷管进行冷却；第一气路中的气体和第二气路中的气体在出射喷管中汇聚，用于吹离在待焊接工件产生的烟尘。全风冷式设计替代了繁杂的水道设计，有利于降低风冷激光加工设备的重量，同时降低了加工烟尘的倒灌污染。同时降低了加工烟尘的倒灌污染。同时降低了加工烟尘的倒灌污染。

【技术实现步骤摘要】
一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其应用


[0001]本专利技术实施例涉及激光加工
，尤其涉及一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其应用。

技术介绍

[0002]激光焊接是以聚焦之后的高能激光束为加热热源的一种新型焊接方式，以其热输入小、焊接形变量低、焊缝强度高、非接触式操作、焊接种类丰富、易于自动化智能化加工、焊接速度快、焊接精度高、焊接深宽比大等众多优势，已经在汽车、工程机械、飞机、家电、高铁、轮船、3C电子等制造领域获得了广泛的应用。完整的激光焊接设备或平台一般包括激光源、激光传输装置、激光焊接头、运动控制系统、焊接机床等，依靠机床固定待焊接工件运动控制系统带动激光焊接加工头完成相对运动进行加工加工，这种完整的平台式焊接设备往往体积重量大、构造复杂、成本高昂，比较合适批量加工作业的大企业使用。为了将激光加工应用向更广大的用户扩展，手持式激光焊接设备应运而生，它利用人手握持焊接加工头完成相对运动进行焊接加工，省去了复杂和庞大的运动控制系统和机床可以做成便携式的激光焊接设备。经过数年的发展，手持式激光焊接除了具备激光焊接的优势外，还具备体积小、重量轻、成本低、加工方式灵活、适应范围广等优势，已经和电弧焊、氩弧焊等传统焊接设备具有了相当的性价比优势，逐步得到了广泛的关注和应用。
[0003]不足的是，通常的一体化激光输出头与焊接头设备采用需要通入冷却水进行冷却，存在漏水的风险，还导致一体化激光输出头与焊接头设备体积重量大、成本较高，并且在待焊接工件产生的烟尘容易污染一体化激光输出头与焊接头设备内部的保护镜片，导致一体化激光输出头与焊接头设备发生损坏。
[0004]因此，设计一种激光加工风冷系统用于冷却激光焊接头的光学组件并且吹离在待焊接工件产生的烟尘是很有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例旨在提供一种激光风冷焊接设备，全风冷式设计有利于激光加工头免受加工烟尘的污染，而且对激光加工头内部的光学组件进行冷却。
[0006]本专利技术实施例解决其技术问题采用以下技术方案：
[0007]一种风冷激光加工设备中的气体输送方法，包括：
[0008]外部气体分成至少两路同时或分别导入所述风冷激光加工设备，其中，至少一路气体环绕于所述风冷激光加工设备中的光学组件，对所述光学组件进行冷却后射出，至少一路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成预设的气流形态后射出，射出所述风冷激光加工设备的气体用于吹离加工过程中产生的烟尘并防止加工材料的氧化。
[0009]在一些实施例中，所述外部气体由同一外部气源提供。
[0010]在一些实施例中，所述外部气体包括用于散热的冷却气体和用于防止加工材料氧化的惰性气体，所述冷却气体和所述惰性气体由独立的气源分别通过至少两路分气路通道
导入。
[0011]在一些实施例中，所述至少一路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成螺旋环绕的均匀气流。
[0012]在一些实施例中，所述至少一路气体分解为多道细小的直流式气流束后，在所述光学组件的下游汇聚并形成阻挡风墙。
[0013]在一些实施例中，所述外部气体分成三路导入所述风冷激光加工设备，其中，第一路气体对所述光学组件进行冷却后与第二路气体汇聚在所述光学组件的下游并形成直流风墙，接着与第三路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成螺旋环绕的均匀气流后射出。
[0014]在一些实施例中，所述气体最后以直行方式射出所述风冷激光加工设备，所述气体射出所述风冷激光加工设备的流速为5
‑
20L/min。
[0015]在一些实施例中，所述外部导入气体中气体的种类、比例和流速可以根据加工需求进行调整。
[0016]本专利技术还提供了一种风冷激光加工设备，采用如上所述的气体输送方法。
[0017]在一些实施例中，所述风冷激光加工设备为手持激光焊接头、手持激光切割头、手持激光熔覆头或手持激光清洗头中的任一一种。
[0018]本专利技术的有益效果是：外部气体通过光学组件后导入出射喷管并且从出射喷管中喷出，用于对所述光学组件和所述出射喷管进行冷却同时吹离在待加工工件产生的烟尘，并且保证全风冷式设计，有利于降低激光加工头的重量，而且对激光加工头内部的器件进行冷却。多个气路的设计不仅实现了对光学组件进行冷却与保护，同时根据加工加工需求进行调整第一气路和第二气路中气体的气流量大小的相对比例，可以充分利用外部的气体气流。
【附图说明】
[0019]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0020]图1为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中控制系统的结构框图；
[0022]图3为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中激光加工头的结构示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中激光加工头的又一结构示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中端帽冷却块的结构示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中其他光学组件冷却块的结构示意图；
[0026]图7为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中风墙环中气流流动示意图；
[0027]图8A为本专利技术实施例中粘性流体在管体内的流动示意图；
[0028]图8B为本专利技术实施例中粘性流体在管体内的流动示意图；
[0029]图9为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中出射喷管的结构示意图
[0030]图10为本专利技术实施例一体化手持激光加工系统中螺旋气流在出射喷管中中的流
动示意图。
【具体实施方式】
[0031]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0032]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]此外，下面所描述的本专利技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0034]为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0035]请参阅图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风冷激光加工设备中的气体输送方法，其特征在于，包括：外部气体分成至少两路同时或分别导入所述风冷激光加工设备，其中，至少一路气体环绕于所述风冷激光加工设备中的光学组件，对所述光学组件进行冷却后射出，至少一路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成预设的气流形态后射出，射出所述风冷激光加工设备的气体用于吹离加工过程中产生的烟尘并防止加工材料的氧化。2.根据权利要求1所述的气体输送方法，其特征在于，所述外部气体由同一外部气源提供。3.根据权利要求1所述的气体输送方法，其特征在于，所述外部气体包括用于散热的冷却气体和用于防止加工材料氧化的惰性气体，所述冷却气体和所述惰性气体由独立的气源分别通过至少两路分气路通道导入。4.根据权利要求1所述的气体输送方法，其特征在于，所述至少一路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成螺旋环绕的均匀气流。5.根据权利要求1所述的气体输送方法，其特征在于，所述至少一路气体对所述光学组件进行冷却后分解为多道细小的直流式气流束后，在所述光学组件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰，师腾飞，龚辉，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：