專利名稱：可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光加工外圍設(shè)備，具體為一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工 作頭。
背景技術(shù)：
激光加工是一種具有高能量密度的精細(xì)加工工藝，因此在激光焊接時對各項(xiàng)參數(shù) 的要求都十分精確，特別是在激光填絲焊接過程中，焊絲的落絲點(diǎn)位置、送絲角度、保護(hù)氣 體的作用位置、氣體流向、激光焦點(diǎn)之間的相對位置都是非常重要的工藝參數(shù)。各參數(shù)之間 的微小變化，都會給焊接質(zhì)量帶來較大的影響。因此，在激光填絲焊接過程中，尤其是在新 型材料激光填絲焊焊接工藝制訂時，需要對焊接的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以取得不同參數(shù)下 的最優(yōu)效果，從而制訂相應(yīng)的激光焊接工藝。傳統(tǒng)的激光填絲焊焊接工作頭一般是由激光工作頭、保護(hù)氣體噴嘴及支架、送絲 嘴及支架組成，通常為拆卸式結(jié)構(gòu)——保護(hù)氣體噴嘴及支架、送絲嘴及支架可以拆卸或安 裝在激光工作頭上。如圖1所示，激光由上而下先后通過上通光筒2的內(nèi)腔以及下通光筒3 的內(nèi)腔，然后作用在焊接材料上，上通光筒2和下通光筒3通過螺紋連接在一起，在連接處 由上法蘭1將上通光筒2固定在工作機(jī)床的下表面，并與機(jī)床的激光出口相配合。保護(hù)氣 體噴嘴支架7、送絲嘴支架5沿焊接方向分別固定在下通光筒3下部的兩側(cè)，與下通光筒3 之間分別通過固定螺栓連接固定。保護(hù)氣體噴嘴10和送絲嘴6分別安裝在保護(hù)氣體噴嘴 支架7和送絲嘴支架5上，使得保護(hù)氣體的作用方向、送絲嘴的送絲方向、激光的傳播方向 三個方向在激光焦點(diǎn)位置大致相交于一點(diǎn)——交點(diǎn)處的具體細(xì)微狀態(tài)則由之前所述的各 焊接參數(shù)確定。在下通光筒3的下方安裝有保護(hù)氣簾9，保護(hù)氣簾9的作用是提供橫向超音 速氣流屏障，從而防止焊接過程中產(chǎn)生的火花飛濺進(jìn)入通光筒之上的光路中，保護(hù)光路中 的光學(xué)元件。在傳統(tǒng)的激光填絲焊焊接工作頭中，保護(hù)氣體噴嘴10及保護(hù)氣體噴嘴支架7、送 絲嘴6及送絲嘴支架5—旦安裝之后其相互位置將固定無法調(diào)節(jié)。因此在需要不同參數(shù) 時，需要將保護(hù)氣體噴嘴支架7和送絲嘴支架5重新安裝，重新確定保護(hù)氣體噴嘴10和送 絲嘴6的位置，從而取得不同的參數(shù)值。在激光送絲焊接時，尤其是在一種新材料的激光填 絲焊焊接工藝制訂過程中時，以上參數(shù)的調(diào)節(jié)非常普遍。另外，由于外界環(huán)境影響以及設(shè)備 可靠性的原因，在使用過程中本來已經(jīng)調(diào)節(jié)好的結(jié)構(gòu)也有可能會發(fā)生輕微變動，所以即使 沒有人為變化參數(shù)，每次焊接之前也有必要對以上參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。所以，傳統(tǒng)的激光焊接實(shí) 驗(yàn)工作頭的可調(diào)節(jié)性比較差，使用起來非常不方便，工作效率低、可靠性也較差，不利于激 光送絲焊接技術(shù)的推廣，甚至可能會因?yàn)榧?xì)微的失誤而影響到焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服當(dāng)前激光填絲焊外圍設(shè)備參數(shù)調(diào)節(jié)過程中的上述缺 陷，提供一種多參數(shù)可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，該工作頭的送絲嘴、保護(hù)氣體噴嘴位置均為獨(dú)立三維可調(diào)，其送絲角度、送氣角度也可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，離焦量一維可調(diào)， 各調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)精密可靠。通過上述調(diào)節(jié)，可以方便、快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)激光填絲焊焊接實(shí)驗(yàn)中 的參數(shù)調(diào)整。本實(shí)用新型提供一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，包括上法蘭、上通光筒、下 通光筒、保護(hù)氣簾、送絲嘴、保護(hù)氣體噴嘴，下通光筒兩側(cè)分別固定有送絲嘴支架和保護(hù)氣 體噴嘴支架；其特征在于在上通光筒與下通光筒之間增設(shè)了離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括離焦量調(diào)節(jié)外筒、離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒、離焦量調(diào)節(jié)螺母、銷圈、 離焦量調(diào)節(jié)上背母、離焦量調(diào)節(jié)下背母、銷釘；其中，離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒設(shè)置在離焦量調(diào)節(jié)外 筒的內(nèi)腔中，并與套在離焦量調(diào)節(jié)外筒之外的銷圈通過銷釘連接固定；離焦量調(diào)節(jié)外筒外 表面設(shè)有與離焦量調(diào)節(jié)螺母配合的細(xì)牙螺紋；離焦量調(diào)節(jié)上背母、銷圈、離焦量調(diào)節(jié)螺母、 離焦量調(diào)節(jié)下背母由上至下依次套在離焦量調(diào)節(jié)外筒之外；銷圈與離焦量調(diào)節(jié)外筒之間間 隙配合；離焦量調(diào)節(jié)螺母、離焦量調(diào)節(jié)上背母、離焦量調(diào)節(jié)下背母與離焦量調(diào)節(jié)外筒之間通 過細(xì)牙螺紋進(jìn)行配合；下通光筒固定安裝在離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒的下方。所述的一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，其特征在于在下通光筒的側(cè)面中心設(shè)有與保護(hù)送絲嘴調(diào)節(jié)架相配合的豎直滑槽，以及固定送 絲嘴調(diào)節(jié)架時所需要的螺紋孔；在送絲嘴支架上設(shè)有送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括送絲嘴調(diào)節(jié)架、送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓、送絲角度對調(diào)螺栓、送 絲嘴調(diào)節(jié)塊；送絲嘴調(diào)節(jié)架的上部安裝在下通光筒側(cè)面的滑槽內(nèi)，并利用送絲嘴架固定螺 栓固定；在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓水平安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)架的間隙孔 內(nèi)；，在送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓上安裝有送絲嘴調(diào)節(jié)塊，兩者通過細(xì)牙螺紋連接，當(dāng)送絲嘴水 平調(diào)節(jié)螺栓轉(zhuǎn)動時，送絲嘴調(diào)節(jié)塊沿送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓的螺紋軸線方向水平移動，并帶 動安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)塊上的送絲嘴沿相同方向移動；送絲嘴調(diào)節(jié)塊以送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓 為軸轉(zhuǎn)動，并帶動送絲嘴以相同軸轉(zhuǎn)動；送絲嘴調(diào)節(jié)塊一端通過送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓與送 絲嘴調(diào)節(jié)架鉸接，另一端通過位置對稱的四個送絲角度對調(diào)螺栓支撐在送絲嘴調(diào)節(jié)架上； 其中送絲角度對調(diào)螺栓的螺紋部分與送絲嘴調(diào)節(jié)塊通過螺紋連接，調(diào)節(jié)送絲角度對調(diào)螺栓 的旋入長度，使送絲嘴調(diào)節(jié)塊與送絲嘴調(diào)節(jié)架的相對角度發(fā)生變化。所述的一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，其特征在于在下通光筒兩側(cè)增設(shè)了保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的豎直滑槽；以及固定保護(hù)氣體噴 嘴調(diào)節(jié)架所需要的螺紋孔；在保護(hù)氣體噴嘴支架上設(shè)有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架、保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓、 送氣角度對調(diào)螺栓、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架的上部安裝在下通光筒側(cè) 面的滑槽內(nèi)，并利用保護(hù)氣體噴嘴架固定螺栓固定；在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓水平安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào) 節(jié)架側(cè)面的間隙孔內(nèi)；在保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓上安裝有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊，兩者 通過細(xì)牙螺紋連接，轉(zhuǎn)動保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓時，保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊將沿保護(hù)氣 體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓的螺紋軸線方向水平移動，并帶動安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊上的保 護(hù)氣體噴嘴沿螺紋軸線方向移動；保護(hù)氣體噴嘴安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊中心的間隙孔內(nèi)，在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié) 塊內(nèi)設(shè)有與保護(hù)氣體噴嘴方向垂直接觸的緊固螺栓；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊以保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓為軸轉(zhuǎn)動，并帶動保護(hù)氣體噴嘴同軸轉(zhuǎn)動；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊一端通過 保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架鉸接，另一端通過位置對稱的四個送氣 角度對調(diào)螺栓支撐在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架上；通過調(diào)節(jié)送氣角度對調(diào)螺栓的旋入長度，使 保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架的相對角度發(fā)生變化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案本裝置通過對原有的激光填絲焊焊接工作頭進(jìn)行改進(jìn)，保留了原工作頭中的上法 蘭、上通光筒、保護(hù)氣簾、送絲嘴、保護(hù)氣體噴嘴機(jī)構(gòu)。將原工作頭中的下通光筒進(jìn)行了改 裝，增設(shè)了安裝送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的豎直滑槽。在原工作頭中的上 通光筒與下通光筒之間增設(shè)了離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)﹄x焦量參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在原工作頭 中的送絲嘴支架的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)λ徒z方向、落絲點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。 在原工作頭中的保護(hù)氣體噴嘴支架的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠?qū)ΡＷo(hù)氣 體送氣方向、保護(hù)氣體作用點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括離焦量調(diào)節(jié)外筒、離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒、離焦量調(diào)節(jié)螺母、銷圈、 離焦量調(diào)節(jié)上背母、離焦量調(diào)節(jié)下背母、銷釘。其中，離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒設(shè)置在離焦量調(diào)節(jié)外 筒的內(nèi)腔中，并與套在離焦量調(diào)節(jié)外筒之外的銷圈通過銷釘連接固定，銷圈可與離焦量調(diào) 節(jié)內(nèi)筒同步上下滑動。離焦量調(diào)節(jié)外筒外表面設(shè)有與離焦量調(diào)節(jié)螺母配合的細(xì)牙螺紋，旋 轉(zhuǎn)離焦量調(diào)節(jié)螺母時，離焦量調(diào)節(jié)螺母可以推動銷圈與離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒的連接體沿螺紋軸 線方向上下移動。將離焦量調(diào)節(jié)上背母和離焦量調(diào)節(jié)下背母旋緊，能夠使銷圈、離焦量調(diào)節(jié) 內(nèi)筒、離焦量調(diào)節(jié)螺母、離焦量調(diào)節(jié)外筒四者的相對位置固定。下通光筒固定安裝在離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒的下方。在下通光筒的側(cè)面中心設(shè)有與保護(hù) 氣體噴嘴調(diào)節(jié)架、送絲嘴調(diào)節(jié)架相配合的豎直滑槽，以及固定保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架、送絲嘴 調(diào)節(jié)架時所需要的螺紋孔；送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括送絲嘴調(diào)節(jié)架、送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓、送絲角度對調(diào)螺栓、擋 板、送絲嘴調(diào)節(jié)塊。送絲嘴調(diào)節(jié)架的上部安裝在下通光筒側(cè)面的滑槽內(nèi)，并利用送絲嘴架固 定螺栓固定。將送絲嘴架固定螺栓旋緊前，送絲嘴調(diào)節(jié)架可以沿下通光筒側(cè)面的滑槽沿豎 直方向滑動；將送絲嘴架固定螺栓旋緊后，送絲嘴調(diào)節(jié)架位置則保持固定。送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓水平安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)架下部支架內(nèi)的間隙孔內(nèi)，可以在間 隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，但不可以在任何方向上移動。在送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓上安裝有送絲嘴調(diào) 節(jié)塊，兩者通過細(xì)牙螺紋連接，當(dāng)送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓轉(zhuǎn)動時，送絲嘴調(diào)節(jié)塊可以沿送絲嘴 水平調(diào)節(jié)螺栓的螺紋軸線方向水平移動，并帶動安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)塊上的送絲嘴沿相同方 向移動。送絲嘴調(diào)節(jié)塊能夠以送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓為軸轉(zhuǎn)動，并帶動送絲嘴以相同軸轉(zhuǎn) 動。送絲嘴調(diào)節(jié)塊一端通過送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓與送絲嘴調(diào)節(jié)架鉸接，另一端通過位置對 稱的四個送絲角度對調(diào)螺栓支撐在送絲嘴調(diào)節(jié)架上。其中送絲角度對調(diào)螺栓的螺紋部分 與送絲嘴調(diào)節(jié)塊通過螺紋連接，而送絲角度對調(diào)螺栓的尖部與送絲嘴調(diào)節(jié)架直接接觸無連 接，通過調(diào)節(jié)送絲角度對調(diào)螺栓的旋入長度，可以使送絲嘴調(diào)節(jié)塊與送絲嘴調(diào)節(jié)架的相對 角度發(fā)生變化。在送絲嘴的后方安裝有擋板，能夠阻擋焊接過程中產(chǎn)生的飛濺，保護(hù)工作頭。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)部分包括保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架、保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓、
6送氣角度對調(diào)螺栓、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架的上部安裝在下通光筒側(cè) 面的滑槽內(nèi)，并利用保護(hù)氣體噴嘴架固定螺栓固定。將保護(hù)氣體噴嘴架固定螺栓旋緊前，保 護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架可以沿下通光筒側(cè)面的滑槽在豎直方向滑動，將保護(hù)氣體噴嘴架固定螺 栓旋緊，保護(hù)氣體噴嘴位置則保持固定。保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓水平安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架側(cè)面的間隙孔內(nèi)，可 以在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，但不可以在任何方向上移動。在保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓上安 裝有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊，兩者通過細(xì)牙螺紋連接，轉(zhuǎn)動保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓時，保 護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊將沿保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓的螺紋軸線方向水平移動，并帶動安裝 在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊上的保護(hù)氣體噴嘴沿螺紋軸線方向移動。保護(hù)氣體噴嘴安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊中心的間隙孔內(nèi)，在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié) 塊內(nèi)設(shè)有與保護(hù)氣體噴嘴方向垂直接觸的緊固螺栓，緊固螺栓旋緊之前，保護(hù)氣體噴嘴可 以在間隙孔內(nèi)沿孔軸線方向自由滑動，將緊固螺栓旋緊后，保護(hù)氣體噴嘴的位置保持固定。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊能夠以保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓為軸轉(zhuǎn)動，并帶動保護(hù)氣 體噴嘴同軸轉(zhuǎn)動。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊一端通過保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓與保護(hù)氣體噴 嘴調(diào)節(jié)架鉸接，另一端通過位置對稱的四個送氣角度對調(diào)螺栓支撐在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架 上。通過調(diào)節(jié)送氣角度對調(diào)螺栓的旋入長度，可以使保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊與保護(hù)氣體噴嘴 調(diào)節(jié)架的相對角度發(fā)生變化。與現(xiàn)有激光填絲焊焊接工作頭相比，本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn)對激光填絲焊接的 各項(xiàng)工作參數(shù)分別設(shè)置了獨(dú)立調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，對焊絲的落絲點(diǎn)、送絲方向、保護(hù)氣體作用點(diǎn)、送 氣角度、離焦量這些參數(shù)都能夠獨(dú)立進(jìn)行精密有效的控制，使用本裝置可以保證加工精度、 簡化工藝操作、提高實(shí)驗(yàn)工作效率、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

圖1是傳統(tǒng)激光填絲焊接加工工作頭結(jié)構(gòu)圖圖2是可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接加工工作頭結(jié)構(gòu)圖 圖3是送絲嘴調(diào)節(jié)裝置局部結(jié)構(gòu)圖圖4是送絲嘴調(diào)節(jié)裝置側(cè)面輔助視圖其中1、上法蘭，2、上通光筒，3、下通光筒，4、送絲嘴架固定螺栓，5、送絲嘴支架， 6、送絲嘴，7、保護(hù)氣體噴嘴支架，8、保護(hù)氣體噴嘴架固定螺栓，9、保護(hù)氣簾，10、保護(hù)氣體噴 嘴，11、緊固螺栓，12、離焦量調(diào)節(jié)上背母，13、銷釘，14、離焦量調(diào)節(jié)螺母，15、離焦量調(diào)節(jié)外 筒，16、離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒，17、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架，18、送絲嘴調(diào)節(jié)架，19、送絲嘴水平調(diào)節(jié) 螺栓，20、送絲角度對調(diào)螺栓，21、擋板，22、送絲嘴調(diào)節(jié)塊，23、離焦量調(diào)節(jié)下背母，24、銷圈， 25、保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓，26、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊，27、緊固螺栓，28、送氣角度對調(diào) 螺栓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明本裝置由上至下可分為五個部分，分別為上連接部分、離焦量調(diào)節(jié)部分、下連接 部分、送絲嘴調(diào)節(jié)部分、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)部分，以下將分別對其進(jìn)行說明[0036]上連接部分包括上法蘭1和上通光筒2，其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)激光填絲焊焊接工作頭完 全相同，從而能夠保證本裝置與現(xiàn)有機(jī)床裝配時能夠完全匹配。上通光筒2的下方與離焦量調(diào)節(jié)部分的離焦量調(diào)節(jié)外筒15通過螺紋連接固定，并 通過緊固螺栓11對螺紋連接的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行固定。因此工作頭的水平角度可以在任意方 向上固定。當(dāng)焊接方向改變時，可以通過調(diào)節(jié)螺紋連接的旋轉(zhuǎn)角度來對工作頭的水平角度 進(jìn)行調(diào)節(jié)，即圖中A方向，并使用緊固螺栓11對角度固定。離焦量調(diào)節(jié)部分包括離焦量調(diào)節(jié)外筒15、離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒16、離焦量調(diào)節(jié)螺母 14、離焦量調(diào)節(jié)上背母12、離焦量調(diào)節(jié)下背母23、銷圈24、銷釘13。其中，離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒 16在離焦量調(diào)節(jié)外筒15內(nèi)部，可沿豎直方向上自由滑動。離焦量調(diào)節(jié)上背母12、銷圈24、 離焦量調(diào)節(jié)螺母14、離焦量調(diào)節(jié)下背母23由上至下依次套在離焦量調(diào)節(jié)外筒之外。銷圈 24與離焦量調(diào)節(jié)外筒15之間間隙配合。離焦量調(diào)節(jié)螺母14、離焦量調(diào)節(jié)上背母12、離焦量 調(diào)節(jié)下背母23與離焦量調(diào)節(jié)外筒之間通過細(xì)牙螺紋進(jìn)行配合。離焦量調(diào)節(jié)外筒15兩側(cè)面 對稱開有豎直方向的滑槽孔，銷釘13穿過滑槽孔將銷圈24與離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒16固定在一 起，因此可以通過旋轉(zhuǎn)離焦量調(diào)節(jié)螺母14以推動銷圈24上下滑動，并帶動離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒 16同步運(yùn)動，使安裝在離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒16之下的部件沿圖中Z1方向移動，以實(shí)現(xiàn)離焦量參 數(shù)的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)完畢后，可旋緊離焦量調(diào)節(jié)上背母12和離焦量調(diào)節(jié)下背母23，將銷圈24和 離焦量調(diào)節(jié)螺母14的位置固定。下通光筒3固定安裝在離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒16的下方。在下通光筒3的側(cè)面中心設(shè) 有與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17、送絲嘴調(diào)節(jié)架18相配合的豎直滑槽，以及固定保護(hù)氣體噴嘴 調(diào)節(jié)架17、送絲嘴調(diào)節(jié)架18時所需要的螺紋孔。在下通光筒3的下方安裝有保護(hù)氣簾9。送絲嘴調(diào)節(jié)部分安裝在下通光筒3的側(cè)面，包括送絲嘴調(diào)節(jié)架18、送絲嘴水平調(diào) 節(jié)螺栓19、送絲角度對調(diào)螺栓20、擋板21、送絲嘴調(diào)節(jié)塊22。其中，送絲嘴調(diào)節(jié)架18的上 部安裝在下通光筒3側(cè)面的滑槽內(nèi)，并設(shè)有朝向下通光筒3的長孔槽，送絲嘴架固定螺栓4 穿過長孔槽將送絲嘴調(diào)節(jié)架18固定在下通光筒3上，如圖3所示。將送絲嘴架固定螺栓4 旋緊前，送絲嘴調(diào)節(jié)架18可以沿下通光筒3側(cè)面的滑槽沿圖中Z2方向滑動，將送絲嘴調(diào)節(jié) 架18調(diào)節(jié)至所需要的位置后，需要將送絲嘴架固定螺栓4旋緊使送絲嘴調(diào)節(jié)架18位置保 持固定。如圖4所示，送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓19水平安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)架18側(cè)面的間隙孔 內(nèi)，與送絲嘴調(diào)節(jié)架18之間為間隙配合，送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓19的位置由螺母固定，可以 在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，但不可以在任何方向上移動。在送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓19上安裝有送 絲嘴調(diào)節(jié)塊22，兩者通過細(xì)牙螺紋連接，當(dāng)送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓19轉(zhuǎn)動時，可以通過之間 的螺紋傳動，使送絲嘴調(diào)節(jié)塊22沿送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓19的螺紋軸線方向水平移動，并帶 動安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)塊22上的送絲嘴6沿X2方向移動，從而實(shí)現(xiàn)焊絲落絲點(diǎn)位置沿X2方 向的調(diào)節(jié)。送絲嘴調(diào)節(jié)塊22能夠以送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓19為軸轉(zhuǎn)動，從而帶動送絲嘴6沿B 方向轉(zhuǎn)動。同時，在送絲嘴調(diào)節(jié)塊22與送絲嘴調(diào)節(jié)架18之間設(shè)有四個送絲角度對調(diào)螺栓 20，送絲角度對調(diào)螺栓20以對稱形式安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)塊22上，送絲角度對調(diào)螺栓20尖 部抵在送絲嘴調(diào)節(jié)架18的表面，通過同時調(diào)節(jié)送絲嘴調(diào)節(jié)架18兩側(cè)的送絲角度對調(diào)螺栓 20的旋入長度，可以使送絲嘴調(diào)節(jié)塊22固定在不同的角度位置上，從而實(shí)現(xiàn)送絲嘴6在B方向上的角度調(diào)節(jié)。在送絲嘴6的后方安裝有擋板21，能夠?qū)⑺徒z嘴調(diào)節(jié)架18、送絲嘴調(diào)節(jié)塊22等零 件完全遮擋，作用是阻擋焊接過程中產(chǎn)生的飛濺，保護(hù)工作頭。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)部分安裝在下通光筒3的另一側(cè)面，與送絲嘴調(diào)節(jié)部分對稱， 其調(diào)節(jié)原理與送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)完全相同。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)部分包括保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17、保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓 25、送氣角度對調(diào)螺栓28、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26。如圖1所示，保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17 的上部安裝在下通光筒3側(cè)面的滑槽內(nèi)，并設(shè)有朝向下通光筒3的長孔槽，保護(hù)氣體噴嘴架 固定螺栓8穿過長孔槽將保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17固定在下通光筒3上。將保護(hù)氣體噴嘴 架固定螺栓8旋緊前，保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17可以沿下通光筒3側(cè)面的滑槽沿圖中Z3方 向滑動，將保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17調(diào)節(jié)至所需要的位置后，需要將保護(hù)氣體噴嘴架固定螺 栓8旋緊使保護(hù)氣體噴嘴10位置保持固定。保護(hù)氣體噴嘴10安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26中心的間隙孔內(nèi)，配合為間隙配 合，因此保護(hù)氣體噴嘴10在間隙孔內(nèi)可以沿Y3方向滑動，在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26內(nèi)，與 保護(hù)氣體噴嘴10垂直方向設(shè)有螺紋孔，并安裝有緊固螺栓27，螺栓的尖部抵在保護(hù)氣體噴 嘴10上，將緊固螺栓27旋緊后可以將保護(hù)氣體噴嘴10的位置固定。通過上述設(shè)計(jì)，可以 實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣體噴嘴10在Y3方向上的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣體作用距離參數(shù)的調(diào)節(jié)。保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓25水平安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17側(cè)面的間隙孔 內(nèi)，與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17之間為間隙配合，保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓25的位置由螺 母固定，可以在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，但不可以在任何方向上移動。在保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié) 螺栓25上安裝有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26，兩者通過細(xì)牙螺紋連接，當(dāng)保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào) 節(jié)螺栓25轉(zhuǎn)動時，可以通過之間的螺紋傳動，使保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26沿保護(hù)氣體噴嘴水 平調(diào)節(jié)螺栓25的螺紋軸線方向水平移動，并帶動安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26上的保護(hù) 氣體噴嘴10沿相同方向移動，從而實(shí)現(xiàn)焊絲落絲點(diǎn)位置沿水平方向的調(diào)節(jié)。保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26能夠以保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓25為軸轉(zhuǎn)動，從而帶 動保護(hù)氣體噴嘴10沿C方向轉(zhuǎn)動。同時，在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié) 架17之間設(shè)有四個送氣角度對調(diào)螺栓28，送氣角度對調(diào)螺栓28以對稱形式安裝在保護(hù)氣 體噴嘴調(diào)節(jié)塊26上，其尖部抵在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架17的表面，通過同時調(diào)節(jié)保護(hù)氣體噴 嘴調(diào)節(jié)架17兩側(cè)的送氣角度對調(diào)螺栓28的旋入長度，可以使保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊26固 定在不同的角度位置上，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣體噴嘴10在C方向上的角度調(diào)節(jié)。通過以上離焦量調(diào)節(jié)部分、送絲嘴調(diào)節(jié)部分、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)部分的獨(dú)立作用， 可以分別實(shí)現(xiàn)離焦量、落絲點(diǎn)、送絲方向、保護(hù)氣體作用點(diǎn)、送氣方向參數(shù)的精確控制，獲得 不同材料激光填絲焊焊接的最佳參數(shù)條件。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，包括上法蘭、上通光筒、下通光筒、保護(hù)氣簾、 送絲嘴、保護(hù)氣體噴嘴，下通光筒兩側(cè)分別固定有送絲嘴支架和保護(hù)氣體噴嘴支架；其特征 在于在上通光筒與下通光筒之間增設(shè)了離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括離焦量調(diào)節(jié)外筒、離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒、離焦量調(diào)節(jié)螺母、銷圈、離焦 量調(diào)節(jié)上背母、離焦量調(diào)節(jié)下背母、銷釘；其中，離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒設(shè)置在離焦量調(diào)節(jié)外筒的 內(nèi)腔中，并與套在離焦量調(diào)節(jié)外筒之外的銷圈通過銷釘連接固定；離焦量調(diào)節(jié)外筒外表面 設(shè)有與離焦量調(diào)節(jié)螺母配合的細(xì)牙螺紋；離焦量調(diào)節(jié)上背母、銷圈、離焦量調(diào)節(jié)螺母、離焦 量調(diào)節(jié)下背母由上至下依次套在離焦量調(diào)節(jié)外筒之外；銷圈與離焦量調(diào)節(jié)外筒之間間隙配 合；離焦量調(diào)節(jié)螺母、離焦量調(diào)節(jié)上背母、離焦量調(diào)節(jié)下背母與離焦量調(diào)節(jié)外筒之間通過細(xì) 牙螺紋進(jìn)行配合；下通光筒固定安裝在離焦量調(diào)節(jié)內(nèi)筒的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，其特征在于在下通光筒的側(cè)面中心設(shè)有與保護(hù)送絲嘴調(diào)節(jié)架相配合的豎直滑槽，以及固定送絲嘴 調(diào)節(jié)架時所需要的螺紋孔；在送絲嘴支架上設(shè)有送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括送絲嘴調(diào)節(jié)架、送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓、送絲角度對調(diào)螺栓、送絲嘴 調(diào)節(jié)塊；送絲嘴調(diào)節(jié)架的上部安裝在下通光筒側(cè)面的滑槽內(nèi)，并利用送絲嘴架固定螺栓固 定；在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓水平安裝在送絲嘴調(diào)節(jié)架的間隙孔內(nèi)；， 在送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓上安裝有送絲嘴調(diào)節(jié)塊，兩者通過細(xì)牙螺紋連接，當(dāng)送絲嘴水平調(diào) 節(jié)螺栓轉(zhuǎn)動時，送絲嘴調(diào)節(jié)塊沿送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓的螺紋軸線方向水平移動，并帶動安 裝在送絲嘴調(diào)節(jié)塊上的送絲嘴沿相同方向移動；送絲嘴調(diào)節(jié)塊以送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓為軸 轉(zhuǎn)動，并帶動送絲嘴以相同軸轉(zhuǎn)動；送絲嘴調(diào)節(jié)塊一端通過送絲嘴水平調(diào)節(jié)螺栓與送絲嘴 調(diào)節(jié)架鉸接，另一端通過位置對稱的四個送絲角度對調(diào)螺栓支撐在送絲嘴調(diào)節(jié)架上；其中 送絲角度對調(diào)螺栓的螺紋部分與送絲嘴調(diào)節(jié)塊通過螺紋連接，調(diào)節(jié)送絲角度對調(diào)螺栓的旋 入長度，使送絲嘴調(diào)節(jié)塊與送絲嘴調(diào)節(jié)架的相對角度發(fā)生變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭，其特征在于在下通光筒兩側(cè)增設(shè)了保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的豎直滑槽；以及固定保護(hù)氣體噴嘴調(diào) 節(jié)架所需要的螺紋孔；在保護(hù)氣體噴嘴支架上設(shè)有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架、保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓、送氣 角度對調(diào)螺栓、保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架的上部安裝在下通光筒側(cè)面的 滑槽內(nèi)，并利用保護(hù)氣體噴嘴架固定螺栓固定；在間隙孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓水平安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架 側(cè)面的間隙孔內(nèi)；在保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓上安裝有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊，兩者通過 細(xì)牙螺紋連接，轉(zhuǎn)動保護(hù)氣體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓時，保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊將沿保護(hù)氣體噴 嘴水平調(diào)節(jié)螺栓的螺紋軸線方向水平移動，并帶動安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊上的保護(hù)氣 體噴嘴沿螺紋軸線方向移動；保護(hù)氣體噴嘴安裝在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊中心的間隙孔內(nèi)，在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊內(nèi) 設(shè)有與保護(hù)氣體噴嘴方向垂直接觸的緊固螺栓；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊以保護(hù)氣體噴嘴水平 調(diào)節(jié)螺栓為軸轉(zhuǎn)動，并帶動保護(hù)氣體噴嘴同軸轉(zhuǎn)動；保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊一端通過保護(hù)氣 體噴嘴水平調(diào)節(jié)螺栓與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架鉸接，另一端通過位置對稱的四個送氣角度對 調(diào)螺栓支撐在保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架上；通過調(diào)節(jié)送氣角度對調(diào)螺栓的旋入長度，使保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)塊與保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)架的相對角度發(fā)生變化。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種激光加工外圍設(shè)備，為可調(diào)節(jié)式激光填絲焊焊接工作頭。傳統(tǒng)的激光焊接實(shí)驗(yàn)工作頭的可調(diào)節(jié)性比較差，甚至?xí)驗(yàn)榧?xì)微的失誤而影響到焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型包括上法蘭、上通光筒、下通光筒、保護(hù)氣簾、送絲嘴、保護(hù)氣體噴嘴，下通光筒兩側(cè)分別固定有送絲嘴支架和保護(hù)氣體噴嘴支架；其特征在于在上通光筒與下通光筒之間增設(shè)了離焦量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；進(jìn)一步還可在送絲嘴支架上設(shè)有送絲嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；或者在保護(hù)氣體噴嘴支架上設(shè)有保護(hù)氣體噴嘴調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；本實(shí)用新型的送絲嘴、保護(hù)氣體噴嘴位置均為獨(dú)立三維可調(diào)，其送絲角度、送氣角度也可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，離焦量一維可調(diào)，可方便快速準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)激光填絲焊焊接實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)調(diào)整。
文檔編號B23K26/42GK201783762SQ201020046998
公開日2011年4月6日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者張冬云, 王瑞澤, 趙建哲, 鹿堃 申請人:北京工業(yè)大學(xué)