CN203863215U - 一种带有冷却装置的激光焊接头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光焊接技术领域,具体涉及一种带有冷却装置的激光焊接头,包括扩束组件和聚焦组件,其中,扩束组件和聚焦组件之间设有基座;基座内部设有贯穿其上下两端的通道;扩束组件、聚焦组件和通道之间形成一个封闭的腔体;基座的左右两侧分别设有进气口和出气口;进气口和出气口都与通道相连通;进气口处设置有进气组件,出气口处设置有出气组件。与传统的水冷方式相比,本实用新型所提供的激光焊接头结构简单、冷却效率高、热交换充分、不容易变形。
Description
技术领域
本实用新型属于激光焊接技术领域,具体涉及一种带有冷却装置的激光焊接头。
背景技术
随着焊接技术的发展和汽车行业的兴起,焊接头的适用范围越来越广。加工时,焊接头对光束进行扩束和聚焦过程中存在能量的耗散,使聚焦镜的温度升高,镜片在高温的作用下容易变形,影响焊接的质量。在现有技术中,冷却聚焦镜采用的是在焊接头上设置水冷块的方案,通过水冷的方式将聚焦镜的热量带走。然而这种冷却方式存在着明显的缺陷,主要表现为以下三个方面:
1、水冷块结构繁冗,加重了焊接头的重量,导致焊接头的机动性差;
2、水冷块位于焊接头一侧,在冷却过程中离水冷块远的区域温度高,而离水冷块近的区域温度相对较低,容易形成热应力,导致焊接头变形;
3、通过水冷块和焊接头内腔之间的热传递的方式进行冷却,冷却缓慢,效果不佳。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于针对传统水冷方式的不足,提出一种新的带有冷却装置的激光焊接头。
一种带有冷却装置的激光焊接头,包括扩束组件和聚焦组件,其特征在于:所述扩束组件和聚焦组件之间设有基座;所述基座内部设有贯穿其上下两端的通道;所述扩束组件、聚焦组件和通道之间形成一个封闭的腔体;所述基座的左右两侧分别设有进气口和出气口;所述进气口和出气口都与所述通道相连通;所述进气口处设置有进气组件,所述出气口处设置有出气组件。
进一步说明,所述扩束组件包括扩束镜和准直镜座,所述扩束镜安装在所述准直镜座内,所述准直镜座与所述基座固定连接;所述聚焦组件包括聚焦镜和聚焦镜座,所述聚焦镜安装在所述聚焦镜座内,所述聚焦镜座与所述基座固定连接。
进一步说明,所述进气组件包括进气管和进气管接头;所述进气管通过所述进气管接头与所述进气口相连;所述出气组件包括出气管和出气管接头;所述出气管通过出气管接头与所述出气口相连。
进一步说明,所述进气组件还包括第一密封圈;所述第一密封圈套设在所述进气管接头上。
进一步说明,所述出气组件还包括通气阀和端盖;所述通气阀的面积大于所述出气口;所述端盖通过螺栓固定在所述基座上,并且将所述通气阀顶紧在所述出气口外面;所述端盖上设有螺纹孔;所述出气管接头的一端设有与所述螺纹孔相契合的螺纹,穿设在所述螺纹孔里。
进一步说明,所述通气阀为圆片状,其表面开设有多个气孔。
进一步说明,所述出气组件还包括第二密封圈;所述端盖边缘四周设有一圈安装槽;所述第二密封圈套设在所述安装槽内。
进一步说明,所述进气口位于所述基座的上端;所述出气口位于所述基座的下端。
进一步说明,所述进气口和所述出气口分别位于所述基座距离最远的两端。
本实用新型实施例带来的有益效果是:该激光焊接头采用的气冷方式的技术方案和传统的水冷方式相比,结构简单,减轻了焊接头的重量,使其机动性能显著提升,提高了灵活性;冷却气体充满基座的整个通道,可以与聚焦镜充分进行热交换,冷却效率高,耗费冷却原料少,而且冷却均匀,热应力梯度小,不会造成焊接头变形;进气组件和出气组件的位置布局合理,不会对其他零部件的安装造成干涉。
附图说明
图1是本实用新型实施例的纵向截面示意图;
图2是本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
如图1所示,本实用新型实施例提出一种带有冷却装置的激光焊接头,包括基座1、进气组件2、出气组件3、扩束组件4和聚焦组件5。其中,基座1设置在扩束组件4和聚焦组件5之间;基座1内部设有贯穿其上下两端的通道11;扩束组件4、聚焦组件5和通道11之间形成一个封闭的腔体;基座1的左右两侧分别设有进气口12和出气口13;进气口12和出气口13都与通道11相连通;进气组件2设置在进气口12处,出气组件3设置在出气口13处。该激光焊接头结构简单,重量较轻,使得其机动性能显著提升,提高了灵活性。
在本实施例中,扩束组件4包括扩束镜和准直镜座,扩束镜安装在准直镜座内,准直镜座与基座1固定连接;聚焦组件5包括聚焦镜和聚焦镜座,聚焦镜安装在聚焦镜座内,聚焦镜座与基座1固定连接。
如图2所示,进气组件2包括进气管21和进气管接头22,进气管21通过进气管接头22与进气口12相连;出气组件3包括出气管31和出气管接头32,出气管31通过出气管接头32与出气口13相连。
作为替代方案,进气组件2还包括第一密封圈(图中未示);该第一密封圈套设在进气管接头22上。具体而言,进气管接头22的一端与进气管21固定连接,另一端设有螺纹,第一密封圈套在螺纹上。第一密封圈紧贴进气管接头22与进气口12之间的空隙,保证往基座通入气体时的气密性。
在本实施例中,出气组件3还包括通气阀33和端盖34;通气阀33的面积大于出气口13;端盖34通过螺栓固定在基座1上,并且将通气阀33顶紧在出气口13外面;端盖34上设有螺纹孔;出气管接头32的一端设有与螺纹孔相契合的螺纹,穿设在螺纹孔里。通气阀33以铜为原材料,导热性能好,可以承受较大的热应力,防止出气口与流出气体进行热交换时发生变形。
具体而言,通气阀33为圆片状,其表面开设有多个气孔。这些气孔可以防止气体过快地从通道11内流出,同时也增大了通气阀33的导热面积。
在本实施例中,出气组件3还包括第二密封圈35;端盖34边缘四周设有一圈安装槽;第二密封圈35套设在安装槽内。第二密封圈35紧贴端盖34与出气口13之间的空隙,保证了焊接头的气密性。
进气口12和出气口13相对而设。在本实施例中,进气口12位于基座1的上端;出气口13位于基座1的下端。这样,温度较低的气体从进气口12通入,与聚焦镜进行热交换后,温度较高的气体从出气口13排出,自上而下形成一个气压稳定的动态平衡层。重要的是,冷却气体充满整个通道11,可以与聚焦镜充分进行热交换,冷却效率高,耗费冷却原料少,而且冷却均匀,热应力梯度小,不会造成焊接头变形。
进气口12和出气口13分别位于基座1距离最远的两端。在本实施例中,基座1优选为长方体形状,即进气口12和出气口13分别位于基座1最长对角线对应的两个顶角处。这样设计布局使得进气组件2和出气组件3不会干涉其他零部件的安装,而且基座1顶角处的厚度相对于其他部分较厚,方便进气口12和出气口13的开设加工。
空气和氮气都可以作为本实用新型的冷却气体,采集都非常方便。基于设备的干燥度考虑,氮气为最优选择。本实用新型实施例所提供的冷却装置的工作原理大致如下:激光焊接头工作前,需要先通入氮气,使得氮气充满整个通道11,排出水分子,防止水分子在冷却过程中发生冷凝;激光焊接头开始加工,聚焦镜逐渐变热,冷却的氮气从进气口12通入,与聚焦镜接触发生热交换,形成灼热的氮气,然后从出气口13排出;如此循环往复,直到加工完成。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种带有冷却装置的激光焊接头,包括扩束组件和聚焦组件,其特征在于:所述扩束组件和聚焦组件之间设有基座;所述基座内部设有贯穿其上下两端的通道;所述扩束组件、聚焦组件和通道之间形成一个封闭的腔体;所述基座的左右两侧分别设有进气口和出气口;所述进气口和出气口都与所述通道相连通;所述进气口处设置有进气组件,所述出气口处设置有出气组件;所述扩束组件包括扩束镜和准直镜座,所述扩束镜安装在所述准直镜座内,所述准直镜座与所述基座固定连接;所述聚焦组件包括聚焦镜和聚焦镜座,所述聚焦镜安装在所述聚焦镜座内,所述聚焦镜座与所述基座固定连接;所述进气组件包括进气管和进气管接头;所述进气管通过进气管接头与所述进气口相连;所述出气组件包括出气管和出气管接头;所述出气管通过出气管接头与所述出气口相连。
2.根据权利要求1所述的激光焊接头,其特征在于:所述进气组件还包括第一密封圈;所述第一密封圈套设在所述进气管接头上。
3.根据权利要求1所述的激光焊接头,其特征在于:所述出气组件还包括通气阀和端盖;所述通气阀的面积大于所述出气口;所述端盖通过螺栓固定在所述基座上,并且将所述通气阀顶紧在所述出气口外面;所述端盖上设有螺纹孔;所述出气管接头的一端设有与所述螺纹孔相契合的螺纹,穿设在所述螺纹孔里。
4.根据权利要求3所述的激光焊接头,其特征在于:所述通气阀为圆片状,其表面开设有多个气孔。
5.根据权利要求4所述的激光焊接头,其特征在于:所述出气组件还包括第二密封圈;所述端盖边缘四周设有一圈安装槽;所述第二密封圈套设在所述安装槽内。
6.根据权利要求1所述的激光焊接头,其特征在于:所述进气口位于所述基座的上端;所述出气口位于所述基座的下端。
7.根据权利要求6所述的激光焊接头,其特征在于:所述进气口和所述出气口分别位于所述基座距离最远的两端。
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CN106334874A (zh) * | 2015-07-15 | 2017-01-18 | 山西运城制版集团(上海)企业发展有限公司 | 一种带散热部件的激光雕刻机用光学传输装置 |
CN110238564A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-09-17 | 江苏圣珀新材料科技有限公司 | 一种管形料内焊缝保护的冷却方法 |
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