CN106271082B - 用于激光复合焊的保护气刀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于激光复合焊的保护气刀，包括左进气管接头、右进气管接头、气刀体、气刀体上盖板以及气刀体下盖板；其中，左进气管接头的下端连通气刀体中进气流通道的左端；右进气管接头的下端连通气刀体中进气流通道的右端；所述进气流通道连通气刀体的所述压缩气流喷射通道；所述压缩气流喷射通道穿过所述气刀体的内侧面延伸出。本发明气管接头可以接12mm的保护气管，气刀体引入的流量大，经过导气孔压缩、加速后的气体气流量大，气压强，经第一压缩气流喷射通道、第二压缩气流喷射通道后气体均匀化形成一个面体高速切割保护窗口，可有效阻挡复合焊接过程中工件表面的烟尘、飞溅等穿过保护窗进入激光加工头。

Description

用于激光复合焊的保护气刀
技术领域
本发明涉及激光焊接制造技术领域，具体地，涉及一种用于高精度制造的激光填丝焊或激光电弧复合焊的以压缩空气作为气帘的激光加工头保护***，激光复合焊保护气刀。
背景技术
当前激光焊接由于能量密度大，热输入低，焊接变形小，焊接效率高，焊接质量好，在汽车、造船、航空和航天、核电等国民经济的重要领域开始得到广泛的应用和推广。
但单纯的激光自熔焊，对待焊工件的加工、装配要求高，焊缝的桥接能力差，而激光填丝焊，激光-TIG电弧复合焊或者激光-MAG电弧复合焊在焊接时，另外添加了焊丝对焊缝进行填充，桥接能力强，熔池金属成分可控，所以在大多数的激光焊接中，实际上激光复合焊用得更为普遍。
但激光复合焊由于添加了焊丝，所以在实际焊接过程中，由于激光熔化焊丝而产生的飞溅可能较大，如果工艺参数不合适，产生的飞溅、烟尘可能非常大，如果对激光加工头的保护不当，产生的焊渣飞溅可能窜入激光头，导致激光加工头损坏。因此，对激光复合焊来讲，采用合适的保护措施防止飞溅窜入激光加工头非常重要。常见的方法就是采用压缩空气形成气帘或者气刀，在飞溅溅射到激光加工头之前，通过很强的气流将飞溅阻挡或者吹离激光加工头区。
经对现有技术文献检索分析，未发现国内有相关的专利提出申请，也没有专门的文献对这种装置进行研究和描述。
从国内外的相关产品上分析，奥地利Fronius公司的laserHyrid激光电弧复合枪配置了一种激光头保护气刀，该气刀结构紧凑，保护效果好，经压缩加速的气流切割激光保护窗后进入激光复合枪的支架内部通道然后向上排出，由于通道较窄，使用过程中会产生很强的啸叫，特别不利于工艺参数的调试，研发阶段，焊接过程中操作人员必须在激光防护窗外操作，另外较大的造成了环境噪声污染，另外改气刀结构也较为复杂，价格昂贵，不能单独使用。
此外，也有德国的宾采尔所述的scansonic公司研发的激光复合焊和激光钎焊激光头也配置有激光头气刀，也存在着不能单独使用，啸叫声音大，价格昂贵的缺点。
而德国的HighYag公司研发的飞行焊接头配套的气刀是开放式的，气流直接吹向操作侧面，不利于操作，强大的气流吹出存在一定的安全隐患，另外其结构形式也不是很适合激光复合焊这种焊接形式。
综合上述文献可知，国内还未有相关的专利申请，而国外的气刀一般必须配套专有的激光复合焊枪使用，不能单独使用，啸叫声音大，有些开放式的操作存在一定的安全隐患，另外专用的激光复合焊枪非常昂贵，产品参数固定，也不一定适合某个产品的特殊需求，限制了这些产品的应用。在这样的背景下，提出了一种可单独配套使用，气流大，气压强的，啸叫声音小，气体排放安全的激光复合焊激光头保护气刀，结构简单、方便灵活，适合多种形式的激光复合焊。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于激光复合焊的保护气刀。
根据本发明提供的用于激光复合焊的保护气刀，包括左进气管接头、右进气管接头、气刀体、气刀体上盖板以及气刀体下盖板；
其中，左进气管接头的下端连通气刀体中进气流通道的左端；右进气管接头的下端连通气刀体中进气流通道的右端；
所述进气流通道连通气刀体的所述压缩气流喷射通道；所述压缩气流喷射通道穿过所述气刀体的内侧面延伸出。
优选地，所述压缩气流喷射通道包括第一压缩气流喷射通道和第二压缩气流喷射通道；
所述气刀体的上侧面加工出第一导气槽；所述气刀体的下侧面加工出与第一导气槽相对应的第二导气槽；所述第一导气槽和所述第二导气槽穿过所述气刀体的内侧面延伸出；
气刀体的上侧面、下侧面各设置有多个导气孔，气刀体的上侧面上设置的导气孔一端连通进气流通道，另一端连通第一导气槽；气刀体的下侧面上设置的导气孔一端连通进气流通道，另一端连通第二导气槽；
气刀体的上侧面与气刀上盖板相连接，下侧面与气刀下盖板相连接；所述气刀上盖板与第一导气槽形成第一压缩气流喷射通道；所述气刀下盖板与第二导气槽形成第二压缩气流喷射通道。
优选地，还包括气刀导流板；
其中，气体倒流板连接气刀体、气刀上盖板、气刀下盖板的两侧面；
所述气刀体内侧面加工出的第一贯穿孔；气刀导流板上开有与第一贯穿孔相对应的第二贯穿孔；
第二贯穿孔与第一贯穿孔形成激光投射保护窗。
优选地，气刀导流板的外侧面设置成倾斜向上的导流板，用于将从气刀体高速喷射出的气流经过激光保护窗后入射到导流板上，经导流板发射后气体向上向外排出。
优选地，所述第一导气槽、所述第二导气槽呈梯形。
优选地，所述第一导气槽、所述第二导气槽的深为1mm，外侧边宽70mm，内侧边宽约60mm。
优选地，所述第二贯穿孔、所述第一贯穿孔呈半圆形。
优选地，左进气管接头的上端连接一保护气管、右进气管接头的上端连接另一保护气管。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明气管接头可以接12mm的保护气管，气刀体引入的流量大，经过导气孔压缩、加速后的气体气流量大，气压强，经第一压缩气流喷射通道、第二压缩气流喷射通道后气体均匀化形成一个面体高速切割保护窗口，可有效阻挡复合焊接过程中工件表面的烟尘、飞溅等穿过保护窗进入激光加工头；
2、本发明中气刀体的上下两层狭缝形的过压缩气流喷射通道，形成了上下两层气帘保护，可完全阻挡飞溅进入激光加工头，大大提升了保护效果，非常适合激光填丝焊、激光电弧复合焊等可能产生大量飞溅的焊接场合。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图。
图2(a)、图2(b)、图2(c)示出了本发明中气刀体的结构示意图。
图中：
1为左进气管接头；2为右进气管接头；3为气刀体；4为气刀体上盖板；5为气刀体下盖板；6为气刀导流板；31为进气流通道的右端；32为进气流通道的左端；33为导气孔；34为螺栓孔；35为第一导气槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，在本实施例中，本发明提供的激光复合焊保护气刀包括：左进气管接头1、右进气管接头2、气刀体3、气刀体上盖板4、气刀体下盖板5以及气刀导流板6；
左进气管接头1的上端连接一保护气管、右进气管接头2的上端连接另一保护气管；左进气管接头1的下端连通气刀体3中进气流通道的左端；右进气管接头2的下端连通气刀体3中进气流通道的右端；
当通过保护气管引入压缩气体时，一般要求引入的压缩气体事先需经过干燥过滤。
所述气刀体3上侧面中间位置加工出约1mm深，外侧宽70mm，内侧宽约60mm的第一导气槽；所述气刀体3的下侧面在同样的中间位置加工出约1mm深，外侧宽70mm，内侧宽约60mm的第二导气槽；
所述第一导气槽和所述第二导气槽穿过所述气刀体3的内侧面延伸出。
气刀体3内侧面中间加工出半圆形孔的第一贯穿孔，作为从激光加工头投射激光到工件表面的激光保护窗。
气刀体3设置一从左至右贯穿气刀体3的进气流通道，进气流通道的直径与进气量匹配。并在气刀体3的上侧面、下侧面各设置有多个导气孔，气刀体3的上侧面上设置的导气孔一端连通进气流通道，另一端连通第一导气槽；气刀体3的下侧面上设置的导气孔一端连通进气流通道，另一端连通第二导气槽。
气刀体3的上侧面与气刀上盖板4相连接，下侧面与气刀下盖板5相连接；所述气刀上盖板3与第一导气槽形成第一压缩气流喷射通道；所述气刀下盖板5与第二导气槽形成第二压缩气流喷射通道。
当气流进入进气流通道后，通过导气孔压缩后，经第一导气槽或第二导气槽进一步压缩，均匀化后以一个面的形式喷射出去。
第一压缩气流喷射通道、第二压缩气流喷射通道形成上下两个气帘保护，能够有效阻挡飞溅等的进入。
气体倒流板6通过螺钉连接气刀体3、气刀上盖板4、气刀下盖板5的两侧面。
气刀导流板6上开有与第一贯穿孔相对的直径约40mm的第二贯穿孔；第二贯穿孔与第一贯穿孔形成的圆形孔为激光投射保护窗。激光加工头形成的激光，经激光保护窗然后投射到工件表面上。
气刀导流板6的外侧面设置成倾斜向上的导流板，用于将从气刀体3高速喷射出的气流经过激光保护窗后入射到导流板上，经导流板发射后气体向上向外排出。
所述的激光复合焊的保护气刀的工作过程如下：大流量气体从左气管接头1、右气管接头2引入到气刀体3的进气流通道，然后经气刀体3上的导气孔压缩加速后喷出，并经气刀上盖板4、气刀下盖板5强制90度转向，然后在气刀上盖板4与第一导气槽形成第一压缩气流喷射通道，气刀下盖板5与第二导气槽形成第二压缩气流喷射通道狭缝均匀化以一个面体的形式高速喷射而出，经过激光投射保护窗，然后投射到气体导流板6反射后斜向上非工作区排出.
与现有技术相比，本发明具有以下优点：气管接头可以接12mm的气管通路，气刀体引入的流量大，经过导气孔压缩、加速后的气体气流量大，气压强，经第一压缩气流喷射通道、第二压缩气流喷射通道后气体均匀化形成一个面体高速切割保护窗口，可有效阻挡复合焊接过程中工件表面的烟尘、飞溅等穿过保护窗进入激光加工头，而气刀体的上下两层狭缝设计，形成了上下两层气帘保护，可完全阻挡飞溅进入激光加工头，大大提升了保护效果，非常适合激光填丝焊、激光电弧复合焊等可能产生大量飞溅的焊接场合。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，包括左进气管接头、右进气管接头、气刀体、气刀体上盖板以及气刀体下盖板；
其中，左进气管接头的下端连通气刀体中进气流通道的左端；右进气管接头的下端连通气刀体中进气流通道的右端；
所述进气流通道连通气刀体的压缩气流喷射通道；所述压缩气流喷射通道穿过所述气刀体的内侧面延伸出；
所述压缩气流喷射通道包括第一压缩气流喷射通道和第二压缩气流喷射通道；
所述气刀体的上侧面加工出第一导气槽；所述气刀体的下侧面加工出与第一导气槽相对应的第二导气槽；所述第一导气槽和所述第二导气槽穿过所述气刀体的内侧面延伸出；
气刀体的上侧面、下侧面各设置有多个导气孔，气刀体的上侧面上设置的导气孔一端连通进气流通道，另一端连通第一导气槽；气刀体的下侧面上设置的导气孔一端连通进气流通道，另一端连通第二导气槽；
气刀体的上侧面与气刀上盖板相连接，下侧面与气刀下盖板相连接；所述气刀上盖板与第一导气槽形成第一压缩气流喷射通道；所述气刀下盖板与第二导气槽形成第二压缩气流喷射通道。
2.根据权利要求1所述的用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，还包括气刀导流板；
其中，气体倒流板连接气刀体、气刀上盖板、气刀下盖板的两侧面；
所述气刀体内侧面加工出的第一贯穿孔；气刀导流板上开有与第一贯穿孔相对应的第二贯穿孔；
第二贯穿孔与第一贯穿孔形成激光投射保护窗。
3.根据权利要求2所述的用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，气刀导流板的外侧面设置成倾斜向上的导流板，用于将从气刀体高速喷射出的气流经过激光保护窗后入射到导流板上，经导流板发射后气体向上向外排出。
4.根据权利要求1所述的用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，所述第一导气槽、所述第二导气槽呈梯形。
5.根据权利要求4所述的用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，所述第一导气槽、所述第二导气槽的深为1mm，外侧边宽70mm，内侧边宽约60mm。
6.根据权利要求2所述的用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，所述第二贯穿孔、所述第一贯穿孔呈半圆形。
7.根据权利要求1所述的用于激光复合焊的保护气刀，其特征在于，左进气管接头的上端连接一保护气管、右进气管接头的上端连接另一保护气管。
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