焊接設(shè)備以及噴嘴裝置的制造方法
【專利說明】焊接設(shè)備以及噴嘴裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請基于并要求在2014年10月8日提交的、日本專利申請N0.2014-207394的優(yōu)先權(quán)，該申請通過弓I用全文并入本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文所描述的實施方式大致涉及一種焊接設(shè)備以及一種噴嘴裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]傳統(tǒng)上使用采用激光照射目標物并用惰性氣體覆蓋目標物上的激光照射位置(焊接位置)的一種焊接設(shè)備。激光照射位置以這樣的方式被惰性氣體覆蓋，從而避免焊接位置的氧化。
[0005]在這種類型的焊接設(shè)備中，當用激光照射目標物產(chǎn)生的煙氣穿過激光時，會在一定程度上降低所述激光的強度。提供一種能避免由于煙氣導致的激光強度降低的焊接設(shè)備以及噴嘴裝置是有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的實施方式提供一種能避免由于煙氣導致的激光強度降低的焊接設(shè)備以及噴嘴裝置。
[0007]根據(jù)一個實施方式，一種焊接設(shè)備包括照射裝置和噴嘴裝置。所述照射裝置用激光照射目標物并同時掃描該激光。所述噴嘴裝置包括噴射口并通過在激光的掃描方向上相對于該照射位置位于前側(cè)處的所述噴射口將惰性氣體噴射到目標物上的激光照射位置。
[0008]上述構(gòu)造能防止由于煙氣導致的激光強度的降低。
【附圖說明】
[0009]圖1為根據(jù)第一實施方式的焊接設(shè)備的示例性示意圖；
[0010]圖2為第一實施方式中的焊接設(shè)備的示例性示意透視圖；
[0011]圖3為第一實施方式中噴嘴裝置的示例性示意平面圖(局部剖面圖);
[0012]圖4為沿著圖1中IV-1V線切開的剖面圖；
[0013]圖5為沿著圖3中V-V線切開的剖面圖；
[0014]圖6為第一實施方式中噴嘴裝置的噴射口的示例性示意圖；
[0015]圖7為示出第一實施方式中煙氣流動的示例性示意圖；
[0016]圖8為根據(jù)第一實施方式的第一種變型的管道的示例性示意透視圖；
[0017]圖9為第一實施方式的第一種變型中的焊接設(shè)備的一部分的示例性示意平面圖(局部剖面圖)；
[0018]圖10為根據(jù)第一實施方式的第二種變型的焊接設(shè)備的一部分的示例性示意平面圖(局部剖面圖)；
[0019]圖11為根據(jù)第一實施方式的第三種變型的焊接設(shè)備的一部分的示例性示意平面圖(局部剖面圖)；
[0020]圖12為根據(jù)第二實施方式的焊接設(shè)備的示例性示意圖；
[0021]圖13為第二實施方式中的焊接設(shè)備的示例性示意透視圖；
[0022]圖14為第二實施方式中的焊接設(shè)備的示例性示意平面圖；
[0023]圖15為第二實施方式中噴嘴裝置的一部分的示例性示意剖面圖；
[0024]圖16為第二實施方式中噴嘴裝置的示例性示意透視圖；以及
[0025]圖17為第二實施方式中的阻力構(gòu)件的示例性示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下的示例性實施方式和變型包括相同的部件。在下文中，共同的附圖標記指代相同的部件，并且部分地省略了重復的描述。下文將描述的實施方式和變型的構(gòu)造以及由所述構(gòu)造產(chǎn)生的動作、結(jié)果和效果僅僅是示例。如附圖中所示，實施方式中限定了 X軸、Y軸和Z軸。所述X軸、Y軸和Z軸彼此正交。在實施方式中，所述X軸方向相應(yīng)于支撐裝置2或502的寬度方向，所述Y軸方向相應(yīng)于所述支撐裝置2或502的深度(縱向)方向，以及所述Z軸方向相應(yīng)于所述支撐裝置2或502的高度方向(上下方向)。
[0027]參照圖1至7描述第一實施方式。
[0028]圖1為根據(jù)第一實施方式的焊接設(shè)備的示例性示意圖。如圖1所示，該實施方式中的焊接設(shè)備I (激光焊接設(shè)備)用激光L照射目標物100并將惰性氣體噴射到所述目標物100上的激光L的照射位置P。通過照射和噴射，采用激光L的焊接在這樣的狀態(tài)中進行:所述激光L的照射位置P覆蓋有惰性氣體。所述焊接設(shè)備I的焊接在大氣壓環(huán)境或降低的壓力環(huán)境下進行。
[0029]如圖1和2所示，所述目標物100例如為具有基本上矩形平行六面體外形的容器。所述目標物100包括兩個構(gòu)件10a和100b。所述構(gòu)件10a在上端部中具有開口、并且具有基本上為矩形平行六面體的外形。所述構(gòu)件10b構(gòu)造成板狀形式并閉合所述構(gòu)件10a的開口。如圖2和3所示，所述構(gòu)件10b具有兩個長邊部分10c和10d以及兩個短邊部分10e和10f。在該實施方式中，所述焊接設(shè)備I用所述激光L從所述構(gòu)件10a的上側(cè)以所述構(gòu)件10b重疊于所述構(gòu)件10a的上端部的狀態(tài)照射所述構(gòu)件10a的邊緣部分(例如所述長邊部分10c和10d)，從而焊接所述構(gòu)件10a和構(gòu)件100b。應(yīng)注意到所述目標物100并不限于容器。
[0030]如圖1和2所示，所述焊接設(shè)備I包括所述支撐裝置2、照射裝置3(圖1)、氣體噴射裝置4和氣體抽吸裝置5。所述支撐裝置2支撐所述目標物100。所述照射裝置3用激光L照射由所述支撐裝置2支撐的所述目標物100。所述氣體噴射裝置4將惰性氣體供給到所述激光L的照射位置P。所述氣體抽吸裝置5抽吸已穿過所述激光L的照射位置P和所述照射位置P的周邊的惰性氣體。
[0031 ] 所述支撐裝置2包括兩個支撐構(gòu)件11。所述支撐構(gòu)件11具有基本上矩形平行六面體的外形。該兩個支撐構(gòu)件11在所述支撐裝置2的寬度方向(X軸方向)上對齊。所述兩個支撐構(gòu)件11的至少一個布置成可以改變其在X軸方向上的位置。因此可以改變所述兩個支撐構(gòu)件11之間的距離。所述目標物100位于所述兩個支撐構(gòu)件11之間，所述兩個支撐構(gòu)件11定位成在所述X軸方向上彼此分開。所述兩個支撐構(gòu)件11保持(支撐)位于所述支撐構(gòu)件11之間的目標物100。
[0032]所述照射裝置3位于所述支撐裝置2上方。所述照射裝置3用激光L照射所述目標物100并同時掃描該激光L。所述照射裝置3每次以一個激光束L照射所述目標物100。所述照射裝置3包括各種部件，例如具有振蕩元件并發(fā)射激光L的光源，以及使得所述激光L的照射位置P移動的部件。所述照射裝置3能沿著所述目標物100的外表面(上表面)掃描(移動)所述激光L。所述照射裝置3從上側(cè)用所述激光L照射目標物100。照射所述目標物100的長邊部分10c和10d的激光L的掃描方向Dl (圖2)為從所述短邊部分10e朝向所述短邊部分10f的方向并且沿著所述Y軸方向。所述激光L為連續(xù)激光(CW激光)或脈沖激光。
[0033]如圖3所示，所述氣體噴射裝置4包括一個氣體供應(yīng)源21 (供應(yīng)單元)和多個噴嘴裝置22。
[0034]所述氣體供應(yīng)源21通過管23將惰性氣體供應(yīng)到所述噴嘴裝置22。所述氣體供應(yīng)源21能選擇性地供應(yīng)惰性氣體到所述噴嘴裝置22。所述惰性氣體例如可為氮氣、氬氣或氦氣、或包含氮氣、氬氣和氦氣中的兩種或更多種的混合氣體。可替換地，只要具有防止焊接部分氧化效果的任何氣體均可使用。
[0035]所述噴嘴裝置22將經(jīng)由所述管23由氣體供應(yīng)源21供應(yīng)的惰性氣體在激光L的掃描方向Dl上相對于所述激光L的照射位置P的前側(cè)噴射到所述照射位置P。如圖2和3所示，該實施方式中兩個(多個)噴嘴裝置22A和22B用作噴嘴裝置22。所述噴嘴裝置22A疊置在所述兩個支撐構(gòu)件11中的一個支撐構(gòu)件11的上表面上。所述噴嘴裝置22A將惰性氣體噴射到在所述目標物100的一個長邊部分10c上所述激光L的照射位置P。所述噴嘴裝置22B疊置在所述兩個支撐構(gòu)件11中的另一個支撐構(gòu)件11的上表面上。所述噴嘴裝置22B將惰性氣體噴射到在所述目標物100的另一個長邊部分10d上的所述激光L的照射位置P。所述氣體噴射裝置4可在由噴嘴裝置22A噴射惰性氣體和由噴嘴裝置22B噴射惰性氣體之間切換。
[0036]所述噴嘴裝置22具有相同的構(gòu)造。在下文中，將參照示出了噴嘴裝置22A的細節(jié)的圖4至6等對所述噴嘴裝置22進行詳細描述。
[0037]如圖1至4所示，每個噴嘴裝置22包括噴嘴部24和管25 (圖4)。所述管25容納在所述噴嘴部24中并連接至所述管23。惰性氣體從所述管23經(jīng)由管25供應(yīng)至所述噴嘴部24中。
[0038]所述噴嘴部24具有基本上矩形平行六面體的外形。所述噴嘴部24包括本體24a(主單元)和調(diào)整構(gòu)件24b。所述本體24a具有朝著所述目標物100(在支撐裝置2的寬度方向上)開口的基本上矩形平行六面體的外形。所述本體24a具有多個壁部(壁)，其包括底壁24c、側(cè)壁24d、兩個端壁24e和頂壁24f。所述側(cè)壁24d為第二部分的一個示例。
[0039]所述底壁24c (壁部)面向所述支撐構(gòu)件11的上表面。所述底壁24c形成為具有方形形狀(如長方形)的板狀形式。所述底壁24c沿著XY平面延伸。所述側(cè)壁24d(壁部)形成為具有方形形狀(如長方形)的板狀形式。所述側(cè)壁24d在短邊方向(X軸方向)上連接至所述底壁24c的兩個端部中的在距所述目標物100的較遠側(cè)的一個端部，并沿著與所述底壁24c相交的方向延伸(在該實施方式中，沿著YZ平面，與所述底壁24c正交的方向作為一個示例)。所述端壁24e (壁部)形成為具有方形形狀(如長方形)的板狀形式，并在縱向上(Y軸方向)連接到所述底壁24c的端部。所述端壁24e沿著與所述底壁24c相交的方向延伸(在該實施方式中，沿著XZ平面，與所述底壁24c正交的方向作為一個示例)。所述側(cè)壁24d連接到所述端壁24e。所述頂壁24f (壁部)形成為具有方形形狀(如長方形)的板狀形式。所述頂壁24f連接至所述側(cè)壁24d和端壁24e的上端部，并沿著與所述側(cè)壁24d和端壁24e相交的方向延伸(在該實施方式中，沿著XY平面，與所述側(cè)壁24d和端壁24e正交的方向作為一個示例)。所述底壁24c和頂壁24f布置成在其內(nèi)表面(本體24a的內(nèi)表面)彼此面對(相對)的狀態(tài)下對齊(在該實施方式中，平行作為一個示例)。所述兩個端壁24