一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，包括激光焊接控制系统，所述激光焊接控制系统分别连接有：送丝进给控制系统、非稳腔环形激光发生器；非稳腔环形激光发生器通过45°反射镜连接至聚焦系统，聚焦系统下端设有激光焊接头，激光焊接头内设有送丝嘴组件，送丝嘴组件下端同轴设有焊丝，送丝进给控制系统连接控制送丝机，送丝机输出到送丝嘴组件。显而易见，非稳腔同轴送丝激光焊接技术具有光、丝耦合姿态固定，热源分布合理等突出优势。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种焊接机，更具体说，它涉及一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机。
技术介绍
填丝焊接工艺原理为激光束垂直照射在工件表面聚焦，焊丝从侧向送入聚焦光斑内(旁送丝)，被激光束加热熔化后填充焊缝间隙。在激光束的继续作用下，基体金属熔化，形成熔化小孔。小孔周围的金属能将入射的激光能量几乎全部吸收。当工件移动时小孔移动并凝固形成焊缝。现有激光填丝焊存在以下突出问题1)由于光、丝不同轴，二者间位置的微小波动都会影响其精确耦合，从而影响焊道质量。2)焊丝仅受激光单边照射，材料受热不均勻，为保证熔履，焊接时需输入较高的功率。不仅消耗能源，高能输入还将导致熔池持续高温和慢冷却，使得熔履组织常常不能得到理想的激光冷相。3)非对称受热造成焊缝不可避免的受到扫描方向影响，不适合二维或三维焊接。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种光、丝耦合姿态固定，热源分布合理的非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机。这种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，包括激光焊接控制系统，所述激光焊接控制系统分别连接有送丝进给控制系统、非稳腔环形激光发生器；非稳腔环形激光发生器通过45°反射镜连接至聚焦系统，聚焦系统下端设有激光焊接头，激光焊接头内设有送丝嘴组件，送丝嘴组件下端同轴设有焊丝，送丝进给控制系统连接控制送丝机，送丝机输出到送丝嘴组件。作为优选所述非稳腔环形激光发生器内依次设有球面反射凹镜、球面反射凸镜， 其中球面反射凸镜通过镜片固定细杆支撑固定与45°反射镜平行，所述聚焦系统内设有聚焦镜，设于45°反射镜正下方。作为优选所述激光焊接控制系统还连接有运动工作台，运动工作台设于焊丝下方。本技术的有益效果是非稳腔激光对波型限制能力较强，且对工作物质折射率畸变不敏感，容易实现单横模输出。非稳腔用于高增益气体激光器系统，可获得接近于衍射极限角的输出；用于脉冲大能量或高功率固体激光器系统，可获得输出发散角小于零点几毫弧度的高亮度激光输出。单模小发散角激光对加工非常有利。利用非稳腔谐振技术实现中空环形激光光斑。单根送丝嘴可布置在中空无光区，实现焊丝与聚焦激光束同轴正向送进。送进角固定为90°。加工时送进方向，送进角度及送进位置均不变，易于实现精确耦合，获得高质量平整焊缝。丝材完全被包围，且各方向受热均勻，熔化凝固速度加快，熔池对流传热均勻，利于获得高性能焊缝，且丝材在达到高密度光斑之前恰好要经过光束密度渐强区域，具有熔前预热作用，能有效的利用激光能量实现速熔速冷，获得激光熔履组织。 显而易见，非稳腔同轴送丝激光焊接技术具有光、丝耦合姿态固定，热源分布合理等突出优势。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为图1的A部放大示意图；图3为同轴送丝原理图；图4为非稳腔环形激光发生器原理图；图5为球面反射凸镜主视图；图6为球面反射凸镜俯视图；附图标记激光焊接控制系统1 ；非稳腔环形激光发生器2 ；45°反射镜3 ；聚焦系统4 ；送丝嘴组件5 ；激光焊接头6 ；焊丝7 ；工件8 ；运动工作台9 ；送丝机10 ；送丝进给控制系统11 ；激光束12 ；送丝嘴13 ；球面反射凹镜14 ；球面反射凸镜15 ；聚焦镜16 ；镜片固定细杆17。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步描述。虽然本技术将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本技术限制在所述实施例中。相反，本技术将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本技术的范围内的替换物、改进型和等同物。参见图1至图6所示，这里介绍的非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机一般用于二维或三维焊接，然而应知道，本技术也可用于其它焊接等使用。这种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，包括激光焊接控制系统1，所述激光焊接控制系统1分别连接有送丝进给控制系统11、非稳腔环形激光发生器2 ；非稳腔环形激光发生器2通过45°反射镜3连接至聚焦系统4，聚焦系统4下端设有激光焊接头6，激光焊接头6内设有送丝嘴组件5，送丝嘴组件5下端同轴设有焊丝7，送丝进给控制系统11连接控制送丝机10，送丝机10输出到送丝嘴组件5。非稳腔激光不局限于一种组合方式，主要包含有凹凸虚共焦腔(本例使用)， 平凸腔，凹凹非对称共焦腔，双凸腔。其中镜片包含球面镜(本例中使用)或柱面凹凸镜， 其中球面反射凸镜15与球面反射凹镜14同心放置45°反射镜置于谐振腔外激光输出端， 所述聚焦系统4内设有聚焦镜16，设于45°反射镜3正下方。所述激光焊接控制系统1还连接有运动工作台9，运动工作台9设于焊丝7下方。如图4所示激光谐振腔内平行于谐振腔的激光束12将会向镜片边缘方向做折返放大，直到溢出球面反射凸镜15，其中球面反射凸镜与球面反射凹镜同心放置45°反射镜置于谐振腔外激光输出端，形成环形强激光输出。输出激光束12经45°反射镜3后，被反射至聚焦镜16，最后被聚焦到工件8表面。如图1所示单根送丝嘴组件5布置在中空无光区，送丝嘴组件5使用丝嘴安装细杆安装于激光焊接头6上，其中丝嘴安装细杆安装方位和送丝管位置与镜片固定细杆17空间平行避免插入损耗，实现焊丝7与聚焦激光束12同轴正向送进。送进角固定为90°。激光焊接控制系统1根据工艺要求设定送丝进给速度给送丝供给控制系统11，送丝供给控制系统11控制送丝机10送丝，运动工作台9移动速度，脉冲能量，脉冲宽度，辅助气体流量，使激光束12垂直照射在工件8表面处聚焦，焊丝7同轴向送入聚焦光斑内，被激光束12加热熔化后填充焊缝间隙。在激光束12的继续作用下，基体金属熔化，形成熔化小孔。小孔周围的金属能将入射的激光能量几乎全部吸收。通过激光焊接控制系统1控制运动工作台9移动工件时小孔移动并凝固形成焊缝，实现同轴送丝激光焊接。权利要求1.一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，其特征在于包括激光焊接控制系统(1)， 所述激光焊接控制系统(1)分别连接有送丝进给控制系统(11)、非稳腔环形激光发生器 (2)；非稳腔环形激光发生器( 通过45°反射镜C3)连接至聚焦系统(4)，聚焦系统(4) 下端设有激光焊接头(6)，激光焊接头(6)内设有送丝嘴组件(5)，送丝嘴组件( 下端同轴设有焊丝(7)，送丝进给控制系统(11)连接控制送丝机(10)，送丝机(10)输出到送丝嘴组件(5)。2.根据权利要求1所述的非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，其特征在于所述非稳腔环形激光发生器O)内依次设有球面反射凹镜(14)、球面反射凸镜(15)，其中球面反射凸镜(1 通过镜片固定细杆(17)支撑固定与45°反射镜C3)平行，所述聚焦系统内设有聚焦镜(16)，设于45°反射镜(3)正下方。3.根据权利要求1所述的非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，其特征在于所述激光焊接控制系统(1)还连接有运动工作台(9)，运动工作台(9)设于焊丝(7)下方。专利摘要本技术公开了一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，包括激光焊接控制系统，所述激光焊接控制系统分别连接有送丝进给控制系统、非稳腔环形激光发生器；非稳腔环形激光发生器通过45°反射镜连接至聚焦系统，聚焦系统下端设有激光焊接头，激光焊接头内设有送丝嘴组件，送丝嘴组件下端同轴设有焊丝，送丝进给控制系统连接控制送丝机，送丝机输出到送丝嘴组件。显而易见，非稳腔同轴送丝激光焊接技术具有光、丝耦合姿态固本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机，其特征在于：包括激光焊接控制系统（１），所述激光焊接控制系统（１）分别连接有：送丝进给控制系统（１１）、非稳腔环形激光发生器（２）；非稳腔环形激光发生器（２）通过４５°反射镜（３）连接至聚焦系统（４），聚焦系统（４）下端设有激光焊接头（６），激光焊接头（６）内设有送丝嘴组件（５），送丝嘴组件（５）下端同轴设有焊丝（７），送丝进给控制系统（１１）连接控制送丝机（１０），送丝机（１０）输出到送丝嘴组件（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向勇，卢新泉，
申请(专利权)人：东阳市双燕设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33