一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头制造技术

本发明专利技术公开了一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，其技术方案要点是包括有焊接头本体，焊接头本体包括有沿光路依次设置的激光镜片、第一反射镜、第二反射镜以及聚焦镜；第二反射镜包括有气压腔、可调铜镜片、第一进气孔、第二进气孔和泄压孔，气压腔呈同心圆结构设置，气压腔包括有位于内环的第一气压区和位于外环的第二气压区，第一气压区和第一进气孔连通设置，第二气压区和第二进气孔连通设置；可调铜镜片的曲率随气压腔内的气压变化而变化，该可调式复合焊接头能够方便、准确的进行焦点调整作业。焦点调整作业。焦点调整作业。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头


[0001]本专利技术涉及一种焊接头，更具体地说，它涉及一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头。

技术介绍

[0002]激光焊接作为一种新型的焊接技术，具有热输入量小、深宽比大等特点，在加工时，对焊接件的热影响区较小，焊缝窄且强度高，使得激光焊接应用范围越来越广泛。激光焊接头作为激光焊接中的主要部件，对激光焊接的质量具有重要影响。
[0003]然而现有的激光焊接头分为焦点可调和焦点不可调结构，如现有技术CN201320002913.8中的：一种焦点可调式激光焊接头，所述导光管上设有用于调节所述聚焦镜焦点位移的调节机构，通过调节千分尺旋钮以及与聚焦镜连接的弹簧，实现焦点的调节，然后这种调节方式存在以下几点问题：1、调节繁琐；2、距离控制不便。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，该可调式复合焊接头能够方便、准确的进行焦点调整作业。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，包括有焊接头本体，所述焊接头本体包括有沿光路依次设置的激光镜片、第一反射镜、第二反射镜以及聚焦镜；
[0006]所述第二反射镜包括有气压腔、可调铜镜片、第一进气孔、第二进气孔和泄压孔，所述气压腔呈同心圆结构设置，所述气压腔包括有位于内环的第一气压区和位于外环的第二气压区，所述第一气压区和第一进气孔连通设置，所述第二气压区和第二进气孔连通设置；
[0007]可调铜镜片的曲率随气压腔内的气压变化而变化。
[0008]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：首先通过4块光学镜片的设计，使得本焊接头能够承载30KW功率，具有能够承载超高功能的作用。
[0009]其次，通过第二反射镜的设计，其中的第二反射镜为水冷铜镜，是一块具备反射面曲率可变的特殊功能镜片。铜镜反射面是一块薄铜材料，内部为空心结构，铜镜上设置有进气孔和泄压孔，洁净的氮气被通往该镜片中空腔体内，通过气体的压力值的变化，使得薄铜片的表面曲率发生变化。在自然状态下，铜镜反射面为凹面，当随着气压的增加，铜镜反射面会从凹面变为凸面，即实现呢镜片对光束的汇聚、反射、发散的传输效果。
[0010]当镜片为凹面时，反射光束呈汇聚的反射效果，此时，光束通过聚焦镜后，焦点位置会上移；当镜片为平面时，光束通过聚焦镜时，焦点位置即为物理焦点位置；当镜片为凸面时，会呈发散效果，光束通过聚焦镜，此时的焦点位置会下移。
[0011]进一步的设计，将可调铜镜片相对于第一气压区和第二气压区分隔为两块区域，通过两处不同的气压控制，实现两区域内铜镜的精准调控，从而实现焦点的精准可控，焦点
的调控分别需要对镜片边缘区域、中心区域的曲率进行调整，而且通过对镜片边缘区域(对第二气压区的气压调整)能够对于远焦点实现有效调节，调节范围更为广泛，调节准度更加精准。
[0012]以上的步骤，通过电气控制，即可实现焦点的位置变化功能。
附图说明
[0013]图1为复合焊接头的立体结构示意；
[0014]图2为焊接头的第一视角剖视图；
[0015]图3为A处放大结构示意图；
[0016]图4为焊接头的第二视角剖视图；
[0017]图5为B处放大结构示意图；
[0018]图6为可调铜镜片的三种状态结构示意图；
[0019]图7为三种焦点位置结构示意图。
[0020]附图标记：1、焊接头本体；11、激光镜片；12、第一反射镜；13、第二反射镜；14、聚焦镜；15、气压腔；151、第一气压区；152、第二气压区；16、可调铜镜片；17、第一进气孔；18、第二进气孔；19、泄压孔；2、弧焊装置；21、驱动件；22、安装板；23、弧焊抢；24、弧形导轨槽；25、固定件；3、激光出口；31、气体腔；32、进气口；33、防护套；34、气体通道；35、上沿；36、下沿；37、迎风面；38、复位弹簧。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0022]参照图1至图7所示，为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，包括有焊接头本体1，焊接头本体1包括有沿光路依次设置的激光镜片11、第一反射镜12、第二反射镜13以及聚焦镜14；
[0023]第二反射镜13包括有气压腔15、可调铜镜片16、第一进气孔17、第二进气孔18和泄压孔19，气压腔15呈同心圆结构设置，气压腔15包括有位于内环的第一气压区151和位于外环的第二气压区152，第一气压区151和第一进气孔17连通设置，第二气压区152和第二进气孔18连通设置；
[0024]可调铜镜片16的曲率随气压腔15内的气压变化而变化。
[0025]本专利技术的设计，首先通过4块光学镜片的设计，使得本焊接头能够承载30KW功率，具有能够承载超高功能的作用。
[0026]其次，通过第二反射镜13的设计，其中的第二反射镜13为水冷铜镜，是一块具备反射面曲率可变的特殊功能镜片。铜镜反射面是一块薄铜材料，内部为空心结构，铜镜上设置有进气孔和泄压孔19，洁净的氮气被通往该镜片中空腔体内，通过气体的压力值的变化，使得薄铜片的表面曲率发生变化。在自然状态下，铜镜反射面为凹面，当随着气压的增加，铜镜反射面会从凹面变为凸面，即实现呢镜片对光束的汇聚、反射、发散的传输效果。
[0027]当镜片为凹面时，反射光束呈汇聚的反射效果，此时，光束通过聚焦镜14后，焦点位置会上移；当镜片为平面时，光束通过聚焦镜14时，焦点位置即为物理焦点位置；当镜片为凸面时，会呈发散效果，光束通过聚焦镜14，此时的焦点位置会下移。
[0028]进一步的设计，将可调铜镜片16相对于第一气压区151和第二气压区152分隔为两块区域，通过两处不同的气压控制，实现两区域内铜镜的精准调控，从而实现焦点的精准可控，其中如图7所示，焦点的调控分别需要对镜片边缘区域、中心区域的曲率进行调整，而且通过对镜片边缘区域(对第二气压区152的气压调整)能够对于远焦点实现有效调节，调节范围更为广泛，调节准度更加精准。
[0029]以上的步骤，通过电气控制，即可实现焦点的位置变化功能。
[0030]焊接头本体1上设置有弧焊装置2，弧焊装置2包括有驱动件21、安装板22以及设置于安装板22上的弧焊抢23；
[0031]驱动件21用于驱动安装板22横向移动。
[0032]该弧焊装置2的设计，能够实现激光和弧焊同时施焊的复合焊接功能。
[0033]并且如图1所示，该驱动件21可以为电机或气缸，用于驱动安装板22的移动，从而实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，包括有焊接头本体(1)，其特征是：所述焊接头本体(1)包括有沿光路依次设置的激光镜片(11)、第一反射镜(12)、第二反射镜(13)以及聚焦镜(14)；所述第二反射镜(13)包括有气压腔(15)、可调铜镜片(16)、第一进气孔(17)、第二进气孔(18)和泄压孔(19)，所述气压腔(15)呈同心圆结构设置，所述气压腔(15)包括有位于内环的第一气压区(151)和位于外环的第二气压区(152)，所述第一气压区(151)和第一进气孔(17)连通设置，所述第二气压区(152)和第二进气孔(18)连通设置；可调铜镜片(16)的曲率随气压腔(15)内的气压变化而变化。2.根据权利要求1所述的一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，其特征是：所述焊接头本体(1)上设置有弧焊装置(2)，所述弧焊装置(2)包括有驱动件(21)、安装板(22)以及设置于安装板(22)上的弧焊抢(23)；所述驱动件(21)用于驱动安装板(22)横向移动。3.根据权利要求2所述的一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，其特征是：所述安装板(22)上设置有弧形导轨槽(24)，所述弧焊抢(23)滑移连接于弧形导轨槽(24)内，并且所述弧形导轨槽(24)以焊接点为圆心呈圆弧设置。4.根据权利要求3所述的一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头，其特征是：所述安装板(22)上滑移连接有固定件(25)，所述弧焊抢(23)与固定件(25)铰接设置。5.根据权利要求1所述的一种用于超高功率的焦点可调式复合焊接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：李银华，刘丽丽，程德志，丁琼，
申请(专利权)人：奔腾激光武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：