專利名稱：用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置。
背景技術(shù)：
在工業(yè)領(lǐng)域，在成本降低、工廠自動(dòng)化和質(zhì)量提高方面具有優(yōu)良的效果的激光束近來已被應(yīng)用于金屬材料等的切割、焊接和熱處理。在激光束的應(yīng)用中要求達(dá)到的一些目標(biāo)是激光束能量分布的均勻性、能夠保持一定的熱處理溫度的激光功率控制、能夠滿足生產(chǎn)率和質(zhì)量的最佳激光束照射速度、能量吸收能力的最大化等。在該背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景的理解，因此它可包含尚未構(gòu)成已經(jīng)為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置，在該飛濺物去除裝置中，在利用焊接機(jī)焊接待焊接材料的過程中產(chǎn)生的飛濺物被冷卻、收集并被去除，從而可防止待焊接材料發(fā)生故障，并可使焊接室的內(nèi)部總是保持清潔。根據(jù)本發(fā)明的一方面，可提供一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置，該飛濺物去除裝置包括光學(xué)頭，激光束從激光振蕩器通過光纖被傳輸?shù)皆摴鈱W(xué)頭；交叉射流器，安裝在光學(xué)頭的下端部的一側(cè)；防護(hù)罩，設(shè)置在光學(xué)頭的外部，以圍繞光學(xué)頭；材料注入單元，從光學(xué)頭之下注入待焊接材料，所述裝置還包括排放單元，在防護(hù)罩的一個(gè)側(cè)部設(shè)置有排放焊接氣體和飛濺物的排放管；飛濺物冷卻裝置，連接到排放管，所述飛濺物冷卻裝置使飛濺物冷卻，從而強(qiáng)制地收集所述飛濺物。所述飛濺物冷卻裝置可呈環(huán)形或多角環(huán)形。所述飛濺物冷卻裝置可被一體地連接到排放管，并可被同軸地連接到排放管。所述飛濺物冷卻裝置可設(shè)置有冷卻氣體注入孔，形成在所述飛濺物冷卻裝置的外周表面上；噴嘴，形成在所述飛濺物冷卻裝置的內(nèi)周表面上，以噴射從冷卻氣體注入孔注入的冷卻氣體；內(nèi)部通道，將冷卻氣體注入孔與噴嘴連接。所述飛濺物去除裝置還可包括連接到冷卻氣體注入孔的冷卻氣體供應(yīng)裝置。所述冷卻氣體供應(yīng)裝置可供應(yīng)不活潑氣體。噴嘴可沿著前方向噴射冷卻氣體。噴嘴可朝著排放飛濺物的方向噴射冷卻氣體。噴嘴可具有狹縫形狀或圓柱形形狀。所述飛濺物去除裝置還可包括收集單元，該收集單元連接到排放管，以收集被冷卻氣體冷卻然后被排放的飛濺物。所述飛濺物冷卻裝置可被設(shè)置為多個(gè)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在利用焊接機(jī)焊接待焊接材料的過程中產(chǎn)生的飛濺物被冷卻、收集并被去除，從而可防止待焊接材料發(fā)生故障，并可使焊接室的內(nèi)部總是
保持清潔。


在通過參照下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述來更好地理解本發(fā)明時(shí)，對(duì)本發(fā)明更加完整的理解以及本發(fā)明附隨的許多優(yōu)點(diǎn)將會(huì)顯而易見，在附圖中，相同的參考符號(hào)指示相同或相似的部件，在附圖中 圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置的整體構(gòu)造圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物去除裝置的使用狀態(tài)圖。圖3是圖2中的I部分的放大視圖。圖4是沿著排放管的長(zhǎng)度方向觀看的圖3的截面圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物冷卻裝置的操作原理。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物冷卻裝置的透視圖。圖5B是示出圖5A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖開透視圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物去除裝置的操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下面的詳細(xì)描述中，僅簡(jiǎn)單地通過示例的方式示出并描述了本發(fā)明的特定示例性實(shí)施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下都可以以各種不同的方式修改描述的實(shí)施例。因此，附圖和描述將被認(rèn)為本質(zhì)上是說明性的而非限制性的。此外，當(dāng)元件被稱為“在”另一元件“上”時(shí)，該元件可直接在另一元件上，或者可在一個(gè)或多個(gè)中間元件置于其間的情況下間接在另一元件上。另外，當(dāng)元件被稱為“連接至IJ”另一元件時(shí)，該元件可直接連接到另一元件，或者可在一個(gè)或多個(gè)中間元件置于其間的情況下間接連接到另一元件。在下文中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。在此使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是出于描述具體實(shí)施例的目的，并非意在成為本發(fā)明的限制。除非上下文另外清楚地指出，否則在此所使用的單數(shù)形式也意在包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”時(shí)，表明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，為了更好地理解和便于描述，在附圖中示出的組成構(gòu)件的尺寸和厚度被任意給出，本發(fā)明不限于示出的尺寸和厚度。為了闡明本發(fā)明，從本描述的細(xì)節(jié)中省略非本描述所固有的元件，在整個(gè)說明書中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。在幾個(gè)示例性實(shí)施例中，通過使用相同的標(biāo)號(hào)在第一示例性實(shí)施例中代表性地描述具有相同構(gòu)造的組成元件，將在其他實(shí)施例中僅描述除了在第一示例性實(shí)施例中描述的組成元件以外的組成元件。通常，用于執(zhí)行激光束應(yīng)用處理(包括激光焊接等)的激光焊接機(jī)設(shè)置有具有光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)頭，該光學(xué)系統(tǒng)包括用于提高激光束的能量密度的聚焦透鏡等。光學(xué)頭使用通過交叉射流器(cross jet)形成的空氣幕，所述空氣幕阻擋散落到光學(xué)頭的下端部上的飛濺物，以防止光學(xué)頭的光學(xué)元件被作為處理過程中產(chǎn)生的處理副產(chǎn)物的飛濺物(散落的火花和灰塵)損壞。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將作為示例描述焊接機(jī)中的激光焊接機(jī)。然而，本發(fā)明的飛濺物去除裝置不限于應(yīng)用于激光焊接機(jī)，而是可應(yīng)用于通常使用的焊接機(jī)。在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。首先，將簡(jiǎn)要描述固定式激光焊接機(jī)的構(gòu)造。固定式激光焊接機(jī)設(shè)置有光學(xué)頭，激光束從激光振蕩器通過光纖被傳輸?shù)皆摴鈱W(xué)頭；交叉射流器，安裝在光學(xué)頭的下端部的一側(cè)。經(jīng)歷了利用鋁材料的鍍覆處理的防護(hù)罩被構(gòu)造成在光學(xué)頭的外部形成焊接室。這里，防護(hù)罩的底部可敞開，并且防護(hù)罩的一側(cè)連接到固定部分。防護(hù)罩保護(hù)操作者免受在激 光焊接操作中產(chǎn)生的飛濺物和激光束的傷害。材料注入器可設(shè)置在光學(xué)頭之下。這里，材料注入器被構(gòu)造為氣壓缸，該氣壓缸裝載待焊接材料，并將裝載的材料注入到焊接室中。因此，如果通過材料注入器將待焊接材料注入到焊接室中，則可通過經(jīng)由光學(xué)頭將激光束照射到待焊接材料的焊接部分上來執(zhí)行激光焊接。在這種情況下，交叉射流器通過以高速噴射空氣而在光學(xué)頭之下形成空氣幕，從而在待焊接材料的焊接部分處產(chǎn)生并散落的飛濺物不會(huì)損壞光學(xué)頭的光學(xué)元件。交叉射流器還將散落的飛濺物吹向防護(hù)罩。然而，通過上面描述的傳統(tǒng)的固定式激光焊接機(jī)的構(gòu)造，盡管交叉射流器可保護(hù)光學(xué)頭的光學(xué)元件免受散落的飛濺物的影響，但是被吹向防護(hù)罩的飛濺物積聚在焊接室中和周圍，因此成為污染操作環(huán)境的原因。此外，飛濺物再次落在待焊接材料的焊接部分上，并因此使焊接質(zhì)量劣化等。為了解決這些問題，本發(fā)明提供一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置。圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置的整體構(gòu)造圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物去除裝置的使用狀態(tài)圖。根據(jù)該實(shí)施例的用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置100可設(shè)置有光學(xué)頭103，將從激光振蕩器(未示出)通過光纖101被傳輸?shù)募す馐鳥照射到待焊接材料S上；交叉射流器105,安裝在光學(xué)頭103的下端部的一側(cè)。圍繞光學(xué)頭103的防護(hù)罩107可安裝在光學(xué)頭103的外部?？芍饕褂媒?jīng)歷了利用鋁材料的鍍覆處理的防護(hù)罩107，防護(hù)罩107的一側(cè)可固定到固定部分109。防護(hù)罩107可被構(gòu)造成其底部敞開的狀態(tài)，防護(hù)罩107的內(nèi)部形成焊接室111，以保護(hù)操作者免受在激光焊接操作中產(chǎn)生的飛濺物P和激光束B的傷害。材料注入單元113可設(shè)置在光學(xué)頭103之下。材料注入單元113包括裝載模具(loading die) 119，待焊接材料S裝載于裝載模具119上；提升缸115，允許將待焊接材料S注入到焊接室111中；下蓋117，安裝在裝載模具119的連接到提升缸115的前端上，以封閉防護(hù)罩107底部的開口。這里，裝載模具119可在下蓋117上與下蓋117 —體地形成。同時(shí)，設(shè)置有用于排放焊接氣體和飛濺物P的排放管121的排放單元120的一側(cè)可連接到防護(hù)罩107的一個(gè)側(cè)部。排放單元120的另一側(cè)可固定到固定單元109'。連接到排放管121以強(qiáng)制收集飛濺物P的飛濺物冷卻裝置123設(shè)置在排放管121的入口部分處。這里，飛濺物冷卻裝置123可一體地連接到排放管121，并可同軸地連接到排放管121。在下文中，將參照?qǐng)D2至圖5B詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物冷卻裝置。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物去除裝置的使用狀態(tài)圖。圖3是圖2中的I部分的放大視圖。圖4是沿著排放管的長(zhǎng)度方向觀看的圖3的截面圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物冷卻裝置的操作原理。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的飛濺物冷卻裝置的透視圖。圖5B是示出圖5A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖開透視圖 。參照?qǐng)D5A，飛濺物冷卻裝置123可被形成為具有環(huán)形或多角環(huán)形。如果飛濺物冷卻裝置123根據(jù)排放管121的形狀被形成為具有環(huán)形或多角環(huán)形，則飛濺物冷卻裝置123容易被同軸地連接到排放管121。參照?qǐng)D5B，飛濺物冷卻裝置123設(shè)置有冷卻氣體注入孔123a (見圖5A)，形成在飛濺物冷卻裝置123的外周表面上；噴嘴123c，形成在飛濺物冷卻裝置123的內(nèi)周表面上，以噴射從冷卻氣體注入孔123a注入的冷卻氣體；內(nèi)部通道123b，將冷卻氣體注入孔123a與噴嘴123c連接。這里，冷卻氣體供應(yīng)裝置123d連接到冷卻氣體注入孔123a。冷卻氣體供應(yīng)裝置123d可供應(yīng)不活潑氣體，所述不活潑氣體可以是從冷卻的氮?dú)?、氬氣、氦氣和二氧化碳的組中選擇的任何一種。參照?qǐng)D3和圖4，噴嘴123c可沿著前方向噴射冷卻氣體，以使飛濺物P冷卻。然而，噴嘴123c最好朝著排放飛濺物P的方向噴射冷卻氣體，從而可在將飛濺物P排放到排放管121之前有效地冷卻飛濺物P。在具有上述構(gòu)造的用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置100中，噴嘴123c可具有狹縫形狀或圓柱形形狀。用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置100還可設(shè)置有收集裝置125，該收集裝置125連接到排放管121，沿著飛濺物P的排放方向設(shè)置在飛濺物冷卻裝置123的下游，并收集通過上述構(gòu)造被冷卻并排放的飛濺物P。這里，油可被進(jìn)一步提供給收集裝置125，以防止被冷卻并收集的飛濺物P再次散落。同時(shí)，盡管未在這些附圖中示出，但是根據(jù)該實(shí)施例的用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置100可設(shè)置有過濾系統(tǒng)，該過濾系統(tǒng)形成壓力梯度，從而可從防護(hù)罩107的側(cè)部朝著排放管121的方向排放飛濺物P。所述過濾系統(tǒng)防止產(chǎn)生的飛濺物P朝著排放管121的相反方向散落。此外，防護(hù)罩107中的焊接氣體也可通過過濾系統(tǒng)朝著排放管121的方向排放。排放的焊接氣體可在通過過濾器127從焊接氣體過濾出細(xì)微雜質(zhì)的狀態(tài)下通過排放風(fēng)扇129被排放到飛濺物去除裝置100的外部。根據(jù)用戶的需要，飛濺物冷卻裝置123可被設(shè)置為多個(gè)，并且商用渦流管可被用作飛濺物冷卻裝置123。在下文中，將簡(jiǎn)要描述渦流管的冷卻原理。渦流管可以是一種能夠在供應(yīng)有壓縮空氣時(shí)立即產(chǎn)生超低溫空氣的冷卻裝置。如果通過管將壓縮空氣供應(yīng)到渦流管，則壓縮空氣可被注入到渦流旋轉(zhuǎn)室中，從而以超高速旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)空氣(初級(jí)渦流)朝著暖空氣出口前進(jìn)。這里，一部分空氣可通過調(diào)節(jié)閥被排放到暖空氣出口，其余的空氣從調(diào)節(jié)閥返回，以被排放到冷空氣出口同時(shí)形成次級(jí)渦流。在這種情況下，次級(jí)渦流在經(jīng)過壓力比初級(jí)渦流的壓力低的區(qū)域(該區(qū)域位于初級(jí)渦流的內(nèi)部)時(shí)損失熱量，并朝著冷空氣出口前進(jìn)。在這兩種旋轉(zhuǎn)空氣流中，內(nèi)部流中的空氣粒子旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間與外部流中的空氣粒子旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相同，因此，內(nèi)部流的流速實(shí)際上低于外部流的流速。流速之間的差異意味著動(dòng)能減少。損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱，以使外部流中的空氣的溫度升高，因此，內(nèi)部流中的空氣的溫度進(jìn)一步降低。將描述如上所述地構(gòu)造的用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置100的操作。如圖2和圖6所示，將待焊接材料S裝載在裝載模具119上(SI)。在這種狀態(tài)下，操作者打開操作開關(guān)(S2)，操作并提升提升缸115。于是，裝載模具119與下蓋117—起被提升，從而可將待焊接材料S注入到如圖2所示的焊接室111中(S3)。在這種狀態(tài)下，激光振蕩器振蕩，以產(chǎn)生圖2的激光束B(S4)。接著，通過光學(xué)頭103將經(jīng)由光纖101傳輸?shù)募す馐鳥照射到待焊接材料S的焊接部分上，從而 執(zhí)行激光焊接。在這種情況下，從待焊接材料S的焊接部分產(chǎn)生并散落的飛濺物P通過形成在光學(xué)頭103之下的空氣幕而從防護(hù)罩107的內(nèi)部朝著下蓋117的方向落下，并通過過濾系統(tǒng)朝著排放管121的方向被排放，同時(shí)，通過位于排放管121的入口部分處的飛濺物冷卻裝置123被冷卻(S5)。由于飛濺物P是高溫焊接殘?jiān)?，因此飛濺物P可能會(huì)在管中引起火災(zāi)等?？赏ㄟ^根據(jù)該實(shí)施例的飛濺物冷卻裝置123來預(yù)先防止這樣的問題。由收集裝置125收集通過上述原理被冷卻的飛濺物P (S6)。如上所述，油可被進(jìn)一步提供給收集裝置125，以防止被冷卻并收集的飛濺物P再次散落。如上所述，防護(hù)罩107中的焊接氣體也通過過濾系統(tǒng)朝著排放管121的方向排放，并可在通過過濾器127從焊接氣體過濾出細(xì)微雜質(zhì)的狀態(tài)下通過排放風(fēng)扇129被排放到飛濺物去除裝置100的外部。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可提供一種用于焊接機(jī)的飛濺物去除裝置，在該飛濺物去除裝置中，在利用焊接機(jī)焊接待焊接材料的過程中產(chǎn)生的飛濺物被冷卻、收集并被去除，從而可防止待焊接材料發(fā)生故障，并可使焊接室的內(nèi)部總是保持清潔。盡管已經(jīng)結(jié)合特定的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，正相反，本發(fā)明意在覆蓋包括在權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置，所述飛濺物去除裝置包括光學(xué)頭，激光束從激光振蕩器通過光纖被傳輸?shù)皆摴鈱W(xué)頭；交叉射流器，安裝在光學(xué)頭的下端部的一側(cè)；防護(hù)罩，設(shè)置在光學(xué)頭的外部，以圍繞光學(xué)頭；材料注入單元，從光學(xué)頭之下注入待焊接材料，所述裝置還包括 排放單元，在防護(hù)罩的一個(gè)側(cè)部設(shè)置有排放焊接氣體和飛濺物的排放管； 飛濺物冷卻裝置，連接到排放管，所述飛濺物冷卻裝置使飛濺物冷卻，從而強(qiáng)制地收集所述飛濺物。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述飛濺物冷卻裝置被一體地連接到排放管。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述飛濺物冷卻裝置被同軸地連接到排放管。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述飛濺物冷卻裝置呈環(huán)形或多角環(huán)形。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述飛濺物冷卻裝置設(shè)置有冷卻氣體注入孔，形成在所述飛濺物冷卻裝置的外周表面上；噴嘴，形成在所述飛濺物冷卻裝置的內(nèi)周表面上，以噴射從冷卻氣體注入孔注入的冷卻氣體；內(nèi)部通道，將冷卻氣體注入孔與噴嘴連接。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，還包括連接到冷卻氣體注入孔的冷卻氣體供應(yīng)裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述冷卻氣體供應(yīng)裝置供應(yīng)不活潑氣體。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，噴嘴朝著排放飛濺物的方向噴射冷卻氣體。
9.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，噴嘴具有狹縫形狀或圓柱形形狀。
10.如權(quán)利要求5所述的裝置，還包括收集單元，該收集單元連接到排放管，以收集被冷卻氣體冷卻然后被排放的飛濺物。
11.如權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述飛濺物冷卻裝置被設(shè)置為多個(gè)。
12.一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置，包括 光學(xué)頭，激光束從激光振蕩器通過光纖被傳輸?shù)皆摴鈱W(xué)頭； 交叉射流器，安裝在光學(xué)頭的下端部的一側(cè)； 防護(hù)罩，圍繞光學(xué)頭的外部設(shè)置； 材料注入單元，從光學(xué)頭之下注入待焊接材料； 排放單元，在防護(hù)罩的一個(gè)側(cè)部具有收集裝置以及排放焊接氣體和飛濺物且具有風(fēng)扇的排放管； 飛濺物冷卻裝置，連接到排放管，所述飛濺物冷卻裝置使飛濺物冷卻，從而將飛濺物強(qiáng)制地收集在收集裝置中，所述收集裝置沿著飛濺物的排放方向設(shè)置在飛濺物冷卻裝置的下游。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于激光焊接機(jī)的飛濺物去除裝置，所述飛濺物去除裝置包括光學(xué)頭，激光束從激光振蕩器通過光纖被傳輸?shù)皆摴鈱W(xué)頭；交叉射流器，安裝在光學(xué)頭的下端部的一側(cè)；防護(hù)罩，設(shè)置在光學(xué)頭的外部，以圍繞光學(xué)頭；材料注入單元，從光學(xué)頭之下注入待焊接材料，所述裝置還包括排放單元和飛濺物冷卻裝置。所述排放單元在防護(hù)罩的一個(gè)側(cè)部設(shè)置有排放焊接氣體和飛濺物的排放管。所述飛濺物冷卻裝置連接到排放管，并使飛濺物冷卻，從而強(qiáng)制地收集所述飛濺物。
文檔編號(hào)B23K26/20GK102672351SQ20121006549
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者金鎮(zhèn)弼, 高太永 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社