本實(shí)用新型屬于激光焊接相關(guān)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)及具有所述熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)的激光焊接裝置。

背景技術(shù)：

在機(jī)械設(shè)備制造行業(yè)中，激光焊接憑借著其可以精確地對焊接能量進(jìn)行控制、熱影響區(qū)域和熱變形較小、較高的焊接速度以及焊縫熔池深度較大等技術(shù)優(yōu)勢，在自動(dòng)化裝備、航空航天、能源、電子和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

激光焊接過程中，熔池上方將會(huì)形成明亮炙熱的等離子體，現(xiàn)在的研究認(rèn)為等離子體將通過吸收、折射和散射屏蔽入射激光，以及等離子體的周期性震蕩，嚴(yán)重影響到焊接過程的穩(wěn)定性。對激光焊接等離子體特性的清楚認(rèn)識是激光焊接技術(shù)研究的關(guān)鍵之一，同時(shí)也為激光焊接應(yīng)用提供可靠的理論依據(jù)。只有在對激光焊接等離子體進(jìn)行可靠的觀測和光譜采集情況下，才能對光譜進(jìn)行進(jìn)一步的診斷分析與計(jì)算，從而可以得到激光焊接熔池等離子體的可靠研究結(jié)果。目前，還沒有專門的裝置用于激光焊接等離子體輻射光譜的采集，且激光焊接過程中激光的功率過大，通用型的采集裝置不能對激光熔池等離子體輻射光譜進(jìn)行既準(zhǔn)確又方便的采集，同時(shí)，由于激光的功率過大，焊接過程容易破壞采集設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)及激光焊接裝置，其基于激光焊接的特點(diǎn)，在激光焊接結(jié)構(gòu)中設(shè)置了熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)。所述熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在工件裝夾工作臺上的光纖探頭夾持調(diào)整組件及激光輔助對中組件，所述激光輔助對中組件設(shè)置有激光發(fā)射器，所述激光輔助對中組件通過滑動(dòng)使所述激光發(fā)射器的中心與設(shè)置在所述工件裝夾工作臺上的工件的焊縫表面共面；所述光纖探頭夾持調(diào)整組件包括有轉(zhuǎn)向塊、固定在所述轉(zhuǎn)向塊上的定位尺、與所述定位尺垂直設(shè)置的滑尺及設(shè)置在所述滑尺上的光纖探頭，所述滑尺設(shè)置在所述轉(zhuǎn)向塊上且其可以沿所述轉(zhuǎn)向塊的中心軸滑動(dòng)，所述轉(zhuǎn)向塊通過轉(zhuǎn)動(dòng)使所述光纖探頭夾持調(diào)整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)，定位時(shí)，所述定位尺處于豎直位置，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在所述定位尺上形成激光紅色斑點(diǎn)，記錄下所述激光紅色斑點(diǎn)對應(yīng)的所述定位尺的刻度；采集時(shí)，所述滑尺處于豎直位置，所述滑尺通過滑動(dòng)調(diào)整自身位置以使自身至與所述刻度相對應(yīng)的位置，進(jìn)而使所述光纖探頭的中心、所述工件的焊縫表面及所述激光發(fā)射器的中心位于同一平面，所述光纖探頭采集激光焊接過程中熔池產(chǎn)生的等離子體輻射光譜，實(shí)現(xiàn)了對了熔池等離子體光譜的準(zhǔn)確采集，為激光焊接技術(shù)的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)，其包括設(shè)置在工件裝夾工作臺上的激光輔助對中組件及與所述激光輔助對中組件間隔設(shè)置的光纖探頭夾持調(diào)整組件，所述工件裝夾工作臺用于承載工件，其特征在于：

所述激光輔助對中組件包括連接于所述工件裝夾工作臺上的方形滑套、滑動(dòng)的連接于所述方形滑套的水平滑桿、與所述水平滑桿垂直連接的豎直滑桿、滑動(dòng)的連接于所述豎直滑桿的滑軌、設(shè)置在所述滑軌上的搭載平臺及設(shè)置在所述搭載平臺上的激光發(fā)射器，所述水平滑桿與所述滑軌通過滑動(dòng)調(diào)整所述激光發(fā)射器的位置，使所述激光發(fā)射器的中心位于所述工件的焊縫的中心線的延長線上；所述激光發(fā)射器用于向所述光纖探頭夾持調(diào)整組件發(fā)射激光；

所述光纖探頭夾持調(diào)整組件與所述激光輔助對中組件分別位于所述工件裝夾工作臺相背的兩端，所述光纖探頭夾持調(diào)整組件包括連接于所述工件裝夾工作臺的方形套筒、滑動(dòng)的連接于所述方形套筒的滑板、連接于所述滑板的轉(zhuǎn)向塊、固定在所述轉(zhuǎn)向塊上的定位尺、滑動(dòng)的連接于所述定位尺的滑尺及設(shè)置在所述滑尺一端的光纖探頭，所述轉(zhuǎn)向塊通過帶動(dòng)所述定位尺及所述滑尺相對于所述滑板轉(zhuǎn)動(dòng)，以使所述光纖探頭夾持調(diào)整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)；所述光纖夾持調(diào)整組件處于定位狀態(tài)時(shí)，所述定位尺沿豎直方向設(shè)置，所述激光在所述定位尺上反射形成激光紅色斑點(diǎn)，記錄下所述激光紅色斑點(diǎn)位于所述定位尺上的刻度；所述轉(zhuǎn)向塊轉(zhuǎn)動(dòng)直至所述滑尺位于豎直位置，所述光纖探頭夾持調(diào)整組件由定位狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴杉癄顟B(tài)；所述滑尺依據(jù)所述激光紅色斑點(diǎn)位于所述定位尺上的刻度進(jìn)行滑動(dòng)相應(yīng)距離，使所述光纖探頭的中心、所述焊縫的表面及所述激光發(fā)射器的中心共面，實(shí)現(xiàn)所述光纖探頭的對中定位。

進(jìn)一步的，所述定位尺上形成有刻度，所述滑尺上也形成有刻度；所述定位尺的長度方向與所述滑尺的長度方向相互垂直。

進(jìn)一步的，所述光纖探頭夾持調(diào)整組件還包括調(diào)節(jié)螺釘及支架，所述調(diào)節(jié)螺釘?shù)囊欢嗽O(shè)置在所述方形套筒內(nèi)，以用于調(diào)節(jié)所述滑板的位置；所述支架的一端設(shè)置在所述方形套筒上，另一端連接于所述滑板。

按照本實(shí)用新型的另一方面，提供了一種一種激光焊接裝置，其包括工件裝夾工作臺，其特征在于：

所述激光焊接裝置還包括如上所述的熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)，所述熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述工件裝夾工作臺上。

進(jìn)一步的，所述激光焊接裝置還包括激光焊接組件、壓板、縱向滑臺及橫向滑臺；所述激光焊接組件設(shè)置在所述工件裝夾工作臺的遠(yuǎn)離所述橫向滑臺的一個(gè)表面上，所述工件裝夾工作臺用于承載所述工件，所述工件與所述激光焊接組件相對設(shè)置，所述壓板用于將所述工件壓緊在所述工件裝夾工作臺上；所述橫向滑臺與所述縱向滑臺滑動(dòng)連接。

進(jìn)一步的，所述壓板的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述壓板間隔設(shè)置。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實(shí)用新型提供的熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)及具有所述熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)的激光焊接裝置，所述轉(zhuǎn)向塊通過轉(zhuǎn)動(dòng)使所述光纖探頭夾持調(diào)整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)，定位時(shí)，所述定位尺處于豎直位置，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在所述定位尺上形成激光紅色斑點(diǎn)，記錄下所述激光紅色斑點(diǎn)對應(yīng)的所述定位尺的刻度；采集時(shí)，所述滑尺處于豎直位置，所述滑尺通過滑動(dòng)調(diào)整自身位置以使自身至與所述刻度相對應(yīng)的位置，進(jìn)而使所述光纖探頭的中心、所述工件的焊縫表面及所述激光發(fā)射器的中心位于同一平面，所述光纖探頭采集激光焊接過程中熔池產(chǎn)生的等離子體輻射光譜，實(shí)現(xiàn)了對了熔池等離子體光譜的準(zhǔn)確采集，為激光焊接技術(shù)的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的激光焊接裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的激光焊接裝置沿一個(gè)角度的局部示意圖。

圖3是圖1中的激光焊接裝置的熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)的激光輔助對中組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3中的熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)的光纖探頭夾持調(diào)整組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖3中的熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)的使用狀態(tài)示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：1-光纖探頭，2-定位尺，3-光纖探頭夾持調(diào)整組件，4-調(diào)節(jié)螺釘，5-激光焊接組件，6-工件，7-工件裝夾工作臺，8-豎直滑桿，9-激光輔助對中組件，10-激光發(fā)射器，11-縱向滑臺，12-壓板，13-橫向滑臺，14-滑軌，15-第一定位螺釘，16-搭載平臺，17-方形滑套，18-第二定位螺釘，19-水平滑桿，20-支架，21-滑板，22-轉(zhuǎn)向塊，24-滑尺，25-方形套筒，26-第二定位螺釘。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1至圖4，本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的激光焊接裝置，其包括激光焊接組件5、工件裝夾工作臺7、壓板12、縱向滑臺11、橫向滑臺13及熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)。所述激光焊接組件5設(shè)置在所述工件裝夾工作臺7的遠(yuǎn)離所述橫向滑臺13的一個(gè)表面上，所述工件裝夾工作臺7用于承載工件6，所述工件6與所述激光焊接組件5相對設(shè)置，所述壓板12用于將所述工件6壓緊在所述工件裝夾工作臺7上。本實(shí)施方式中，所述壓板12的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述壓板12間隔設(shè)置。

所述工件裝夾工作臺7滑動(dòng)的連接于所述縱向滑臺11，其能夠沿所述縱向滑臺11的長度方向滑動(dòng)。所述橫向滑臺13與所述工件裝夾工作臺7分別位于所述縱向滑臺11的相背的兩側(cè)。所述縱向滑臺11與所述橫向滑臺13滑動(dòng)連接，其能夠沿所述橫向滑臺13的長度方向滑動(dòng)。本實(shí)施方式中，所述縱向滑臺11的長度方向與所述橫向滑臺13的長度方向相互垂直。

所述熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述工件裝夾工作臺7上，其包括光纖探頭夾持調(diào)整組件3及與所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3間隔設(shè)置的激光輔助對中組件9，所述激光輔助對中組件9與所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3分別位于所述工件裝夾工作臺7相背的兩端。

所述激光輔助對中組件9包括方形滑套17、水平滑桿19、第二定位螺釘18、豎直滑桿8、滑軌14、搭載平臺16、激光發(fā)射器10及第一定位螺釘15。所述激光輔助對中組件9通過所述方形滑套17連接于所述工件裝夾工作臺7，所述方形滑套17的一側(cè)連接于所述工件裝夾工作臺7的一端。所述水平滑桿19的一端與所述豎直滑桿8垂直連接，另一端設(shè)置在所述方形滑套17內(nèi)。本實(shí)施方式中，所述水平滑桿19能夠帶動(dòng)連接于其上的部件相對于所述方形滑套17滑動(dòng)，以調(diào)整所述激光發(fā)射器10的位置。所述第二定位螺釘18的一端設(shè)置在所述方形滑套17內(nèi)以對所述水平滑桿19進(jìn)行定位。

所述滑軌14的一端滑動(dòng)的連接于所述豎直滑桿8，另一端連接于所述搭載平臺16。所述搭載平臺16的一端固定在所述滑軌14上，另一端連接于所述激光發(fā)射器10。所述第一定位螺釘15用于將所述激光發(fā)射器10定位在所述搭載平臺16上。所述滑軌14與所述水平滑桿19通過滑動(dòng)調(diào)整所述搭載平臺16及所述激光發(fā)射器10的位置，使激光發(fā)射器10的中心位于所述焊縫的中心線的延長線上。所述激光發(fā)射器10用于向所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3發(fā)射激光，所述激光在所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3上反射形成紅色激光斑點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)輔助光纖探頭的對中。

所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3包括光纖探頭1、定位尺2、轉(zhuǎn)向塊22、滑尺24、滑板21、支架20、方形套筒25及調(diào)節(jié)螺釘4。所述滑板21的一端設(shè)置在所述方形套筒25內(nèi)，另一端連接于所述轉(zhuǎn)向塊22。所述滑板21能夠相對于所述方形套筒25滑動(dòng)。所述調(diào)節(jié)螺釘4的一端設(shè)置在所述方形套筒25內(nèi)，其用于精確調(diào)節(jié)所述滑板21到合適位置。所述支架21的一端設(shè)置在所述方形套筒25上，另一端連接于所述滑板21。本實(shí)施方式中，所述支架21用于支撐所述滑板21，以維持所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3的重量平衡。

請參閱圖5，所述轉(zhuǎn)向塊22能夠繞所述滑板21的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其通過轉(zhuǎn)動(dòng)使所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)。所述定位尺2的一端固定在所述轉(zhuǎn)向塊22上，其上設(shè)置有精確的刻度。本實(shí)施方式中，所述定位尺2能夠隨所述轉(zhuǎn)向塊22同步轉(zhuǎn)動(dòng)。所述滑尺24的一端穿過所述轉(zhuǎn)向塊22后連接于所述光纖探頭1。所述滑尺24能夠沿所述轉(zhuǎn)向塊2內(nèi)的滑槽滑動(dòng)。所述滑尺24移動(dòng)到與所述定位尺2上的紅色激光斑點(diǎn)對應(yīng)的刻度位置，以使所述光纖探頭1的中心與所述工件6的焊縫表面處于同一平面內(nèi)。本實(shí)施方式中，所述滑尺24上也形成有與所述定位尺2的刻度相對應(yīng)的刻度；所述滑尺24的長度方向與所述定位尺2的長度方向相互垂直。

所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3處于定位狀態(tài)時(shí)，所述定位尺2的長度方向與豎直方向平行，即所述定位尺2位于豎直位置(90°位置)，記錄下所述激光輔助對中組件9所發(fā)射的激光在所述定位尺2上反射的激光紅色斑點(diǎn)的位置；所述轉(zhuǎn)向塊22帶動(dòng)所述定位尺2、所述滑尺24及所述光纖探頭1轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述滑尺24由水平位置(0°)轉(zhuǎn)向豎直位置(90°)，此時(shí)所述定位尺2由豎直位置(90°)轉(zhuǎn)向水平位置(180°)，直至所述滑尺24位于豎直位置，即所述滑尺24的長度方向與豎直方向平行，所述光纖探頭夾持調(diào)整組件3由定位狀態(tài)轉(zhuǎn)換為采集狀態(tài)。所述滑尺24相對于所述轉(zhuǎn)向塊22滑動(dòng)，使所述光纖探頭1的中心、所述工件6的焊縫表面及所述激光發(fā)射器10的中心位于同一平面，所述光纖探頭1采集激光焊接過程中的熔池等離子體輻射光譜。

采用本實(shí)用新型提供的熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)及具有所述熔池等離子體輻射光譜采集機(jī)構(gòu)的激光焊接裝置，所述轉(zhuǎn)向塊通過轉(zhuǎn)動(dòng)使所述光纖探頭夾持調(diào)整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)，定位時(shí)，所述定位尺處于豎直位置，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在所述定位尺上形成激光紅色斑點(diǎn)，記錄下所述激光紅色斑點(diǎn)對應(yīng)的所述定位尺的刻度；采集時(shí)，所述滑尺處于豎直位置，所述滑尺通過滑動(dòng)調(diào)整自身位置以使自身到達(dá)與所述刻度相對應(yīng)的位置，進(jìn)而使所述光纖探頭的中心、所述工件的焊縫表面及所述激光發(fā)射器的中心位于同一平面，所述光纖探頭采集激光焊接過程中熔池產(chǎn)生的等離子體輻射光譜，實(shí)現(xiàn)了對了熔池等離子體光譜的準(zhǔn)確采集，為激光焊接技術(shù)的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。