一種帶有冷卻裝置的激光焊接頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于激光焊接【技術領域】，具體涉及一種帶有冷卻裝置的激光焊接頭，包括擴束組件和聚焦組件，其中，擴束組件和聚焦組件之間設有基座；基座內部設有貫穿其上下兩端的通道；擴束組件、聚焦組件和通道之間形成一個封閉的腔體；基座的左右兩側分別設有進氣口和出氣口；進氣口和出氣口都與通道相連通；進氣口處設置有進氣組件，出氣口處設置有出氣組件。與傳統(tǒng)的水冷方式相比，本實用新型所提供的激光焊接頭結構簡單、冷卻效率高、熱交換充分、不容易變形。
【專利說明】一種帶有冷卻裝置的激光焊接頭

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于激光焊接【技術領域】，具體涉及一種帶有冷卻裝置的激光焊接頭?！颈尘凹夹g】
[0002] 隨著焊接技術的發(fā)展和汽車行業(yè)的興起，焊接頭的適用范圍越來越廣。加工時，焊 接頭對光束進行擴束和聚焦過程中存在能量的耗散，使聚焦鏡的溫度升高，鏡片在高溫的 作用下容易變形，影響焊接的質量。在現(xiàn)有技術中，冷卻聚焦鏡采用的是在焊接頭上設置水 冷塊的方案，通過水冷的方式將聚焦鏡的熱量帶走。然而這種冷卻方式存在著明顯的缺陷， 主要表現(xiàn)為以下三個方面：
[0003] 1、水冷塊結構繁冗，加重了焊接頭的重量，導致焊接頭的機動性差；
[0004] 2、水冷塊位于焊接頭一側，在冷卻過程中離水冷塊遠的區(qū)域溫度高，而離水冷塊 近的區(qū)域溫度相對較低，容易形成熱應力，導致焊接頭變形；
[0005] 3、通過水冷塊和焊接頭內腔之間的熱傳遞的方式進行冷卻，冷卻緩慢，效果不佳。實用新型內容
[0006] 本實用新型實施例的目的在于針對傳統(tǒng)水冷方式的不足，提出一種新的帶有冷卻 裝置的激光焊接頭。
[0007] -種帶有冷卻裝置的激光焊接頭，包括擴束組件和聚焦組件，其特征在于：所述擴 束組件和聚焦組件之間設有基座；所述基座內部設有貫穿其上下兩端的通道；所述擴束組 件、聚焦組件和通道之間形成一個封閉的腔體；所述基座的左右兩側分別設有進氣口和出 氣口；所述進氣口和出氣口都與所述通道相連通；所述進氣口處設置有進氣組件，所述出 氣口處設置有出氣組件。
[0008] 進一步說明，所述擴束組件包括擴束鏡和準直鏡座，所述擴束鏡安裝在所述準直 鏡座內，所述準直鏡座與所述基座固定連接；所述聚焦組件包括聚焦鏡和聚焦鏡座，所述聚 焦鏡安裝在所述聚焦鏡座內，所述聚焦鏡座與所述基座固定連接。
[0009] 進一步說明，所述進氣組件包括進氣管和進氣管接頭；所述進氣管通過所述進氣 管接頭與所述進氣口相連；所述出氣組件包括出氣管和出氣管接頭；所述出氣管通過出氣 管接頭與所述出氣口相連。
[0010] 進一步說明，所述進氣組件還包括第一密封圈；所述第一密封圈套設在所述進氣 管接頭上。
[0011] 進一步說明，所述出氣組件還包括通氣閥和端蓋；所述通氣閥的面積大于所述出 氣口；所述端蓋通過螺栓固定在所述基座上，并且將所述通氣閥頂緊在所述出氣口外面； 所述端蓋上設有螺紋孔；所述出氣管接頭的一端設有與所述螺紋孔相契合的螺紋，穿設在 所述螺紋孔里。
[0012] 進一步說明，所述通氣閥為圓片狀，其表面開設有多個氣孔。
[0013] 進一步說明，所述出氣組件還包括第二密封圈；所述端蓋邊緣四周設有一圈安裝 槽；所述第二密封圈套設在所述安裝槽內。
[0014] 進一步說明，所述進氣口位于所述基座的上端；所述出氣口位于所述基座的下端。
[0015] 進一步說明，所述進氣口和所述出氣口分別位于所述基座距離最遠的兩端。
[0016] 本實用新型實施例帶來的有益效果是：該激光焊接頭采用的氣冷方式的技術方案 和傳統(tǒng)的水冷方式相比，結構簡單，減輕了焊接頭的重量，使其機動性能顯著提升，提高了 靈活性；冷卻氣體充滿基座的整個通道，可以與聚焦鏡充分進行熱交換，冷卻效率高，耗費 冷卻原料少，而且冷卻均勻，熱應力梯度小，不會造成焊接頭變形；進氣組件和出氣組件的 位置布局合理，不會對其他零部件的安裝造成干涉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型實施例的縱向截面示意圖；
[0018] 圖2是本實用新型實施例的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0019] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0020] 如圖1所示，本實用新型實施例提出一種帶有冷卻裝置的激光焊接頭，包括基座 1、進氣組件2、出氣組件3、擴束組件4和聚焦組件5。其中，基座1設置在擴束組件4和聚 焦組件5之間；基座1內部設有貫穿其上下兩端的通道11 ;擴束組件4、聚焦組件5和通道 11之間形成一個封閉的腔體；基座1的左右兩側分別設有進氣口 12和出氣口 13 ;進氣口 12和出氣口 13都與通道11相連通；進氣組件2設置在進氣口 12處，出氣組件3設置在出 氣口 13處。該激光焊接頭結構簡單，重量較輕，使得其機動性能顯著提升，提高了靈活性。
[0021] 在本實施例中，擴束組件4包括擴束鏡和準直鏡座，擴束鏡安裝在準直鏡座內，準 直鏡座與基座1固定連接；聚焦組件5包括聚焦鏡和聚焦鏡座，聚焦鏡安裝在聚焦鏡座內， 聚焦鏡座與基座1固定連接。
[0022] 如圖2所示，進氣組件2包括進氣管21和進氣管接頭22,進氣管21通過進氣管接 頭22與進氣口 12相連；出氣組件3包括出氣管31和出氣管接頭32,出氣管31通過出氣 管接頭32與出氣口 13相連。
[0023] 作為替代方案，進氣組件2還包括第一密封圈（圖中未示);該第一密封圈套設在進 氣管接頭22上。具體而言，進氣管接頭22的一端與進氣管21固定連接，另一端設有螺紋， 第一密封圈套在螺紋上。第一密封圈緊貼進氣管接頭22與進氣口 12之間的空隙，保證往 基座通入氣體時的氣密性。
[0024] 在本實施例中，出氣組件3還包括通氣閥33和端蓋34 ;通氣閥33的面積大于出 氣口 13 ;端蓋34通過螺栓固定在基座1上，并且將通氣閥33頂緊在出氣口 13外面；端蓋 34上設有螺紋孔；出氣管接頭32的一端設有與螺紋孔相契合的螺紋，穿設在螺紋孔里。通 氣閥33以銅為原材料，導熱性能好，可以承受較大的熱應力，防止出氣口與流出氣體進行 熱交換時發(fā)生變形。
[0025] 具體而言，通氣閥33為圓片狀，其表面開設有多個氣孔。這些氣孔可以防止氣體 過快地從通道11內流出，同時也增大了通氣閥33的導熱面積。
[0026] 在本實施例中，出氣組件3還包括第二密封圈35 ;端蓋34邊緣四周設有一圈安裝 槽；第二密封圈35套設在安裝槽內。第二密封圈35緊貼端蓋34與出氣口 13之間的空隙， 保證了焊接頭的氣密性。
[0027] 進氣口 12和出氣口 13相對而設。在本實施例中，進氣口 12位于基座1的上端； 出氣口 13位于基座1的下端。這樣，溫度較低的氣體從進氣口 12通入，與聚焦鏡進行熱交 換后，溫度較高的氣體從出氣口 13排出，自上而下形成一個氣壓穩(wěn)定的動態(tài)平衡層。重要 的是，冷卻氣體充滿整個通道11，可以與聚焦鏡充分進行熱交換，冷卻效率高，耗費冷卻原 料少，而且冷卻均勻，熱應力梯度小，不會造成焊接頭變形。
[0028] 進氣口 12和出氣口 13分別位于基座1距離最遠的兩端。在本實施例中，基座1優(yōu) 選為長方體形狀，即進氣口 12和出氣口 13分別位于基座1最長對角線對應的兩個頂角處。 這樣設計布局使得進氣組件2和出氣組件3不會干涉其他零部件的安裝，而且基座1頂角 處的厚度相對于其他部分較厚，方便進氣口 12和出氣口 13的開設加工。
[0029] 空氣和氮氣都可以作為本實用新型的冷卻氣體，采集都非常方便?；谠O備的干 燥度考慮，氮氣為最優(yōu)選擇。本實用新型實施例所提供的冷卻裝置的工作原理大致如下：激 光焊接頭工作前，需要先通入氮氣，使得氮氣充滿整個通道11，排出水分子，防止水分子在 冷卻過程中發(fā)生冷凝；激光焊接頭開始加工，聚焦鏡逐漸變熱，冷卻的氮氣從進氣口 12通 入，與聚焦鏡接觸發(fā)生熱交換，形成灼熱的氮氣，然后從出氣口 13排出；如此循環(huán)往復，直 到加工完成。
[0030] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種帶有冷卻裝置的激光焊接頭，包括擴束組件和聚焦組件，其特征在于：所述擴 束組件和聚焦組件之間設有基座；所述基座內部設有貫穿其上下兩端的通道；所述擴束組 件、聚焦組件和通道之間形成一個封閉的腔體；所述基座的左右兩側分別設有進氣口和出 氣口；所述進氣口和出氣口都與所述通道相連通；所述進氣口處設置有進氣組件，所述出 氣口處設置有出氣組件；所述擴束組件包括擴束鏡和準直鏡座，所述擴束鏡安裝在所述準 直鏡座內，所述準直鏡座與所述基座固定連接；所述聚焦組件包括聚焦鏡和聚焦鏡座，所述 聚焦鏡安裝在所述聚焦鏡座內，所述聚焦鏡座與所述基座固定連接；所述進氣組件包括進 氣管和進氣管接頭；所述進氣管通過進氣管接頭與所述進氣口相連；所述出氣組件包括出 氣管和出氣管接頭；所述出氣管通過出氣管接頭與所述出氣口相連。
2. 根據權利要求1所述的激光焊接頭，其特征在于：所述進氣組件還包括第一密封圈； 所述第一密封圈套設在所述進氣管接頭上。
3. 根據權利要求1所述的激光焊接頭，其特征在于：所述出氣組件還包括通氣閥和端 蓋；所述通氣閥的面積大于所述出氣口；所述端蓋通過螺栓固定在所述基座上，并且將所 述通氣閥頂緊在所述出氣口外面；所述端蓋上設有螺紋孔；所述出氣管接頭的一端設有與 所述螺紋孔相契合的螺紋，穿設在所述螺紋孔里。
4. 根據權利要求3所述的激光焊接頭，其特征在于：所述通氣閥為圓片狀，其表面開設 有多個氣孔。
5. 根據權利要求4所述的激光焊接頭，其特征在于：所述出氣組件還包括第二密封圈； 所述端蓋邊緣四周設有一圈安裝槽；所述第二密封圈套設在所述安裝槽內。
6. 根據權利要求1所述的激光焊接頭，其特征在于：所述進氣口位于所述基座的上端； 所述出氣口位于所述基座的下端。
7. 根據權利要求6所述的激光焊接頭，其特征在于：所述進氣口和所述出氣口分別位 于所述基座距離最遠的兩端。
【文檔編號】B23K26/70GK203863215SQ201420140652
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】陳天龍, 肖俊君, 陳根余, 陳燚, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司