可调节式激光填丝焊焊接工作头制造技术

本实用新型专利技术涉及一种激光加工外围设备，为可调节式激光填丝焊焊接工作头。传统的激光焊接实验工作头的可调节性比较差，甚至会因为细微的失误而影响到焊接质量的稳定性。本实用新型专利技术包括上法兰、上通光筒、下通光筒、保护气帘、送丝嘴、保护气体喷嘴，下通光筒两侧分别固定有送丝嘴支架和保护气体喷嘴支架；其特征在于：在上通光筒与下通光筒之间增设了离焦量调节机构；进一步还可在送丝嘴支架上设有送丝嘴调节机构；或者在保护气体喷嘴支架上设有保护气体喷嘴调节机构；本实用新型专利技术的送丝嘴、保护气体喷嘴位置均为独立三维可调，其送丝角度、送气角度也可以在一定范围内调节，离焦量一维可调，可方便快速准确地实现激光填丝焊焊接实验中的参数调整。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激光加工外围设备，具体为一种可调节式激光填丝焊焊接工 作头。
技术介绍
激光加工是一种具有高能量密度的精细加工工艺，因此在激光焊接时对各项参数 的要求都十分精确，特别是在激光填丝焊接过程中，焊丝的落丝点位置、送丝角度、保护气 体的作用位置、气体流向、激光焦点之间的相对位置都是非常重要的工艺参数。各参数之间 的微小变化，都会给焊接质量带来较大的影响。因此，在激光填丝焊接过程中，尤其是在新 型材料激光填丝焊焊接工艺制订时，需要对焊接的各项参数进行调节，以取得不同参数下 的最优效果，从而制订相应的激光焊接工艺。传统的激光填丝焊焊接工作头一般是由激光工作头、保护气体喷嘴及支架、送丝 嘴及支架组成，通常为拆卸式结构——保护气体喷嘴及支架、送丝嘴及支架可以拆卸或安 装在激光工作头上。如图1所示，激光由上而下先后通过上通光筒2的内腔以及下通光筒3 的内腔，然后作用在焊接材料上，上通光筒2和下通光筒3通过螺纹连接在一起，在连接处 由上法兰1将上通光筒2固定在工作机床的下表面，并与机床的激光出口相配合。保护气 体喷嘴支架7、送丝嘴支架5沿焊接方向分别固定在下通光筒3下部的两侧，与下通光筒3 之间分别通过固定螺栓连接固定。保护气体喷嘴10和送丝嘴6分别安装在保护气体喷嘴 支架7和送丝嘴支架5上，使得保护气体的作用方向、送丝嘴的送丝方向、激光的传播方向 三个方向在激光焦点位置大致相交于一点——交点处的具体细微状态则由之前所述的各 焊接参数确定。在下通光筒3的下方安装有保护气帘9，保护气帘9的作用是提供横向超音 速气流屏障，从而防止焊接过程中产生的火花飞溅进入通光筒之上的光路中，保护光路中 的光学元件。在传统的激光填丝焊焊接工作头中，保护气体喷嘴10及保护气体喷嘴支架7、送 丝嘴6及送丝嘴支架5—旦安装之后其相互位置将固定无法调节。因此在需要不同参数 时，需要将保护气体喷嘴支架7和送丝嘴支架5重新安装，重新确定保护气体喷嘴10和送 丝嘴6的位置，从而取得不同的参数值。在激光送丝焊接时，尤其是在一种新材料的激光填 丝焊焊接工艺制订过程中时，以上参数的调节非常普遍。另外，由于外界环境影响以及设备 可靠性的原因，在使用过程中本来已经调节好的结构也有可能会发生轻微变动，所以即使 没有人为变化参数，每次焊接之前也有必要对以上参数进行校准。所以，传统的激光焊接实 验工作头的可调节性比较差，使用起来非常不方便，工作效率低、可靠性也较差，不利于激 光送丝焊接技术的推广，甚至可能会因为细微的失误而影响到焊接质量的稳定性。
技术实现思路
本技术的目的在于克服当前激光填丝焊外围设备参数调节过程中的上述缺 陷，提供一种多参数可调节式激光填丝焊焊接工作头，该工作头的送丝嘴、保护气体喷嘴位置均为独立三维可调，其送丝角度、送气角度也可以在一定范围内调节，离焦量一维可调， 各调节机构精密可靠。通过上述调节，可以方便、快速、准确地实现激光填丝焊焊接实验中 的参数调整。本技术提供一种可调节式激光填丝焊焊接工作头，包括上法兰、上通光筒、下 通光筒、保护气帘、送丝嘴、保护气体喷嘴，下通光筒两侧分别固定有送丝嘴支架和保护气 体喷嘴支架；其特征在于在上通光筒与下通光筒之间增设了离焦量调节机构；离焦量调节机构包括离焦量调节外筒、离焦量调节内筒、离焦量调节螺母、销圈、 离焦量调节上背母、离焦量调节下背母、销钉；其中，离焦量调节内筒设置在离焦量调节外 筒的内腔中，并与套在离焦量调节外筒之外的销圈通过销钉连接固定；离焦量调节外筒外 表面设有与离焦量调节螺母配合的细牙螺纹；离焦量调节上背母、销圈、离焦量调节螺母、 离焦量调节下背母由上至下依次套在离焦量调节外筒之外；销圈与离焦量调节外筒之间间 隙配合；离焦量调节螺母、离焦量调节上背母、离焦量调节下背母与离焦量调节外筒之间通 过细牙螺纹进行配合；下通光筒固定安装在离焦量调节内筒的下方。所述的一种可调节式激光填丝焊焊接工作头，其特征在于在下通光筒的侧面中心设有与保护送丝嘴调节架相配合的竖直滑槽，以及固定送 丝嘴调节架时所需要的螺纹孔；在送丝嘴支架上设有送丝嘴调节机构；送丝嘴调节机构包括送丝嘴调节架、送丝嘴水平调节螺栓、送丝角度对调螺栓、送 丝嘴调节块；送丝嘴调节架的上部安装在下通光筒侧面的滑槽内，并利用送丝嘴架固定螺 栓固定；在间隙孔内自由转动的送丝嘴水平调节螺栓水平安装在送丝嘴调节架的间隙孔 内；，在送丝嘴水平调节螺栓上安装有送丝嘴调节块，两者通过细牙螺纹连接，当送丝嘴水 平调节螺栓转动时，送丝嘴调节块沿送丝嘴水平调节螺栓的螺纹轴线方向水平移动，并带 动安装在送丝嘴调节块上的送丝嘴沿相同方向移动；送丝嘴调节块以送丝嘴水平调节螺栓 为轴转动，并带动送丝嘴以相同轴转动；送丝嘴调节块一端通过送丝嘴水平调节螺栓与送 丝嘴调节架铰接，另一端通过位置对称的四个送丝角度对调螺栓支撑在送丝嘴调节架上； 其中送丝角度对调螺栓的螺纹部分与送丝嘴调节块通过螺纹连接，调节送丝角度对调螺栓 的旋入长度，使送丝嘴调节块与送丝嘴调节架的相对角度发生变化。所述的一种可调节式激光填丝焊焊接工作头，其特征在于在下通光筒两侧增设了保护气体喷嘴调节机构的竖直滑槽；以及固定保护气体喷 嘴调节架所需要的螺纹孔；在保护气体喷嘴支架上设有保护气体喷嘴调节机构；保护气体喷嘴调节机构包括保护气体喷嘴调节架、保护气体喷嘴水平调节螺栓、 送气角度对调螺栓、保护气体喷嘴调节块；保护气体喷嘴调节架的上部安装在下通光筒侧 面的滑槽内，并利用保护气体喷嘴架固定螺栓固定；在间隙孔内自由转动的保护气体喷嘴水平调节螺栓水平安装在保护气体喷嘴调 节架侧面的间隙孔内；在保护气体喷嘴水平调节螺栓上安装有保护气体喷嘴调节块，两者 通过细牙螺纹连接，转动保护气体喷嘴水平调节螺栓时，保护气体喷嘴调节块将沿保护气 体喷嘴水平调节螺栓的螺纹轴线方向水平移动，并带动安装在保护气体喷嘴调节块上的保 护气体喷嘴沿螺纹轴线方向移动；保护气体喷嘴安装在保护气体喷嘴调节块中心的间隙孔内，在保护气体喷嘴调节 块内设有与保护气体喷嘴方向垂直接触的紧固螺栓；保护气体喷嘴调节块以保护气体喷嘴水平调节螺栓为轴转动，并带动保护气体喷嘴同轴转动；保护气体喷嘴调节块一端通过 保护气体喷嘴水平调节螺栓与保护气体喷嘴调节架铰接，另一端通过位置对称的四个送气 角度对调螺栓支撑在保护气体喷嘴调节架上；通过调节送气角度对调螺栓的旋入长度，使 保护气体喷嘴调节块与保护气体喷嘴调节架的相对角度发生变化。为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案本装置通过对原有的激光填丝焊焊接工作头进行改进，保留了原工作头中的上法 兰、上通光筒、保护气帘、送丝嘴、保护气体喷嘴机构。将原工作头中的下通光筒进行了改 装，增设了安装送丝嘴调节机构和保护气体喷嘴调节机构的竖直滑槽。在原工作头中的上 通光筒与下通光筒之间增设了离焦量调节机构，能够对离焦量参数进行调节。在原工作头 中的送丝嘴支架的基础上设计了送丝嘴调节机构，能够对送丝方向、落丝点位置进行调节。 在原工作头中的保护气体喷嘴支架的基础上设计了保护气体喷嘴调节机构，能够对保护气 体送气方向、保护气体作用点位置进行调节。离焦量调节机构包括离焦量调节外筒、离焦量调节内筒、离焦量调节螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调节式激光填丝焊焊接工作头，包括上法兰、上通光筒、下通光筒、保护气帘、送丝嘴、保护气体喷嘴，下通光筒两侧分别固定有送丝嘴支架和保护气体喷嘴支架；其特征在于：在上通光筒与下通光筒之间增设了离焦量调节机构；离焦量调节机构包括离焦量调节外筒、离焦量调节内筒、离焦量调节螺母、销圈、离焦量调节上背母、离焦量调节下背母、销钉；其中，离焦量调节内筒设置在离焦量调节外筒的内腔中，并与套在离焦量调节外筒之外的销圈通过销钉连接固定；离焦量调节外筒外表面设有与离焦量调节螺母配合的细牙螺纹；离焦量调节上背母、销圈、离焦量调节螺母、离焦量调节下背母由上至下依次套在离焦量调节外筒之外；销圈与离焦量调节外筒之间间隙配合；离焦量调节螺母、离焦量调节上背母、离焦量调节下背母与离焦量调节外筒之间通过细牙螺纹进行配合；下通光筒固定安装在离焦量调节内筒的下方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张冬云，鹿堃，王瑞泽，赵建哲，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11