即拖罩111、側(cè)吹112、橫吹113之間必須具有較好的配合關(guān)系。即:側(cè)吹112具有一定的入射角度，前端與拖罩111前端相接近，避免在兩股氣流之間卷入空氣，影響保護效果，在本實施例中，側(cè)吹角度可為20-60度，優(yōu)選為45度；橫吹113氣流方向與拖罩111面平行，即與拖罩的主出氣面1110平行，橫吹113主要用于吹散焊接過程中產(chǎn)生的等離子體、煙塵和飛濺，避免其在光束入射方向?qū)す馐钠帘魏透蓴_作用，因此橫吹113的高度應(yīng)保證在較低位置，即與拖罩111的距離較小，在本實施例中，該距離可以為10mm-50mm,優(yōu)選為35mm。
[0041 ] 參閱圖4所示，由于該激光焊縫側(cè)吹保護裝置110是與激光焊接頭一起使用，故而在裝置本體100上還設(shè)置有安裝孔117，以便于組裝。
[0042]參閱圖5所示，此外，本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置110組成的焊接設(shè)備，包括連接支架120和激光焊接頭130，以及還包括上述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置110，且所述激光焊接頭130和激光焊縫側(cè)吹保護裝置110分別安裝于連接支架120上。
[0043]參閱圖6所示，在上述的焊接設(shè)備的基礎(chǔ)上，其焊接方法具體如下:
[0044]步驟SI 10，將所述激光焊縫側(cè)吹保護裝置110、焊接頭130、連接支架120安裝好后置于待焊接工件的表面上方；具體為:將連接支架120的一端與所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置110的安裝孔117相連接，連接支架120的另一端與焊接頭130相連接；待焊接工件放置好后，將激光焊縫側(cè)吹保護裝置110置于待焊接工件的表面上方；而且，使焊接頭130激光束對準(zhǔn)待焊接工件的焊縫接頭。
[0045]在本實施例中，在上述步驟SI 10之前，上述焊接方法還包括:對待焊接工件的表面進行清潔處理。由于工件表面可能存在灰塵等其他一些雜質(zhì)，焊接時可能會使焊縫出現(xiàn)飛濺和氣孔等。因此，在焊接前對待焊接工件的表面進行清潔可改善焊接效果。
[0046]步驟S120，調(diào)整所述焊接頭130的高度，并調(diào)整所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與待焊接工件及激光束之間的相對關(guān)系。
[0047]參閱圖7所示，具體包括以下步驟:步驟S1210，調(diào)整焊接頭130與待焊接工件的表面間隔預(yù)設(shè)距離，即焊接過程中具有預(yù)設(shè)的離焦量，而離焦量就是焦點離作用物質(zhì)間的距離，離焦量對焊接質(zhì)量的影響很大。
[0048]步驟S1220，焊接頭130的高度調(diào)整好之后，再進行調(diào)整激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與待焊工件和焊接頭130之間的相對關(guān)系。先調(diào)整激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與待焊工件之間的位置關(guān)系，即與焊縫的關(guān)系，通過調(diào)節(jié)安裝支架120，使激光焊縫側(cè)吹保護裝置110的拖罩面與待焊工件表面平行并達到預(yù)設(shè)距離，激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與板面的預(yù)設(shè)距離很重要，如果距離過大，則在焊接過程中容易在激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與工件焊縫之間卷入空氣，造成焊縫氧化；距離過小，則焊接過程中，激光焊縫側(cè)吹保護裝置110容易與待焊工件碰撞，在本實施例中，激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與待焊工件之間的距離可設(shè)為lmm-20mm，優(yōu)選設(shè)為10mm。在調(diào)節(jié)激光焊縫側(cè)吹保護裝置110達到預(yù)設(shè)距離后，還需要調(diào)整激光焊縫側(cè)吹保護裝置110在焊接方向上左右對稱，以使拖罩面的出氣流能較好的覆蓋焊縫。
[0049]步驟S1230，調(diào)整激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與待焊工件之間的位置關(guān)系后，再調(diào)整與焊接頭130激光束之間的位置關(guān)系，具體為:通過調(diào)節(jié)安裝支架120，將激光焊縫側(cè)吹保護裝置110向激光束前后平移，直至側(cè)吹112對準(zhǔn)激光熔池位置。側(cè)吹112對準(zhǔn)熔池能夠吹散部分熔池上方的等離子和煙塵，對焊縫表面成型的光滑度有重要影響。
[0050]步驟S130，向所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置110各進氣口，即第一至第三進氣口(116，114，115)通入相對應(yīng)的焊接氣體，并調(diào)節(jié)好第一至第三進氣口(116，114，115)的氣體流量大?。痪唧w為:第一進氣口 116通入焊接保護氣并調(diào)節(jié)好出氣流量，在本實施例中，第一進氣口 116通入氬氣，流量設(shè)置可為5-100L/min，優(yōu)選為30L/min ;第二進氣口 114通入焊接保護氣并調(diào)節(jié)好出氣流量，在本實施例中，第二進氣口 114通入氬氣，流量設(shè)置可為5-50L/min，優(yōu)選為20L/min ;第三進氣口 115通入壓縮氣體并設(shè)置好出氣壓力，在本實施例中，第三進氣口 115通入壓縮空氣，壓力設(shè)置可為0.l_2MPa，優(yōu)選為0.5MPa。
[0051]步驟S140，開啟焊接激光，并使焊接頭130以預(yù)設(shè)速度沿預(yù)設(shè)焊接方向前進，激光焊縫側(cè)吹保護裝置110位于焊接方向后側(cè)；具體為:所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置110安裝于運動機構(gòu)機床或機器人之上，可使激光焊縫側(cè)吹保護裝置110以預(yù)設(shè)速度沿焊縫方向進行出光焊接，在本實施例中，焊接速度及激光功率可根據(jù)焊接工件的板厚進行相對應(yīng)的設(shè)置。
[0052]步驟S150，觀察焊接過程的穩(wěn)定性及焊后焊縫的保護效果；具體為:在焊接過程，觀察焊接飛濺及熔池是否穩(wěn)定，焊后焊縫的保護效果是否良好，焊縫表面成型是否均勻等。
[0053]步驟S160，根據(jù)焊接過程穩(wěn)定性及焊縫保護效果重新調(diào)節(jié)各進氣口氣體流量及側(cè)吹保護裝置的位置再次進行焊接，直至得到良好的焊縫保護效果；具體為:根據(jù)觀察到的焊接過程穩(wěn)定性及焊縫成型及保護效果，調(diào)節(jié)各進氣口的流量以及激光焊縫側(cè)吹保護裝置110與工件及激光束之間的位置關(guān)系，需重復(fù)進行多次，直至得到良好的焊接效果。
[0054]本發(fā)明采用了拖罩111、側(cè)吹112和橫吹113三項保護功能，對激光焊縫具有良好的保護，可以使激光焊縫成型更加均勻，表面無氧化或無明顯氧化；并且，拖罩111可對離開熔池但仍處于高溫狀態(tài)的凝固焊縫繼續(xù)進行防氧化保護，使焊縫光亮；而側(cè)吹112 —方面可以吹散部分熔池中產(chǎn)生的等離子體，提高焊縫成型的均勻性和光滑度，另一方面可對熔池進行防氧化保護；同時，橫吹113具有較高的氣體流速，位于激光焊接熔池上方較近處，對激光焊接產(chǎn)生的等離子體和煙塵具有明顯的抑制作用，減少對入射激光的干擾和屏蔽，提高焊接的穩(wěn)定性和焊接深度，同時橫吹功能可在熔池上方屏蔽焊接過程中產(chǎn)生的飛濺，對激光焊接頭鏡片具有明顯的保護作用。
[0055]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.激光焊縫側(cè)吹保護裝置，包括裝置本體，其特征在于:所述裝置本體上還設(shè)有用于通入焊接保護氣體的拖罩(111)和側(cè)吹(112)，及用于通入壓縮氣體的橫吹(113);且所述側(cè)吹(112)具有一入射角度，所述橫吹(113)的氣流方向與拖罩(111)面平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述拖罩(111)為多孔隙介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述拖罩(111)的長度和寬度略小于所述裝置本體(100)的長度和寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述裝置本體的后部設(shè)有與拖罩(111)相連通的第一進氣口(116)，所述裝置本體的上側(cè)前部設(shè)有與所述側(cè)吹(112)相連通的第二進氣口( 114)，以及所述裝置本體的上側(cè)中部設(shè)有與橫吹(113)相連通的第三進氣口(115)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述裝置本體的上側(cè)設(shè)有一凹槽(118)，所述凹槽(118)上安裝有蓋板(119)，所述蓋板(119)的內(nèi)側(cè)設(shè)有第一腔體(121)，所述橫吹(113)為設(shè)于蓋板(119)一側(cè)并與第一腔體(121)連通的開口，且所述第一腔體(121)與第三進氣口(115)相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述裝置本體(100)的下側(cè)設(shè)有與第一進氣口( 116 )相連通第二腔體(122 )，所述拖罩(111)蓋合于所述第二腔體(122)的下側(cè)，所述第二腔體(122) —側(cè)的裝置本體(100)上設(shè)有凸塊(123)，所述側(cè)吹(112)穿過凸塊(123)內(nèi)部與第二進氣口(114)相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述拖罩(111)的一側(cè)設(shè)有與凸塊(123)配合的豁口(124)，且拖罩(111)鄰近于豁口(124)的側(cè)出氣面(1112)與凸塊(123)的側(cè)面共面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置，其特征在于:所述橫吹(113)所通入的壓縮氣體為壓縮空氣，所述側(cè)吹(112)和拖罩(111)所通入的焊接保護氣體為氬氣。
9.一種焊接設(shè)備，包括連接支架(120)和激光焊接頭(130)，其特征在于:該焊接設(shè)備還包括權(quán)利要求1?8任一項所述的激光焊縫側(cè)吹保護裝置(110)，且所述激光焊接頭(130)和激光焊縫側(cè)吹保護裝置(110)分別可移動的安裝于連接支架(120)上。
10.一種基于權(quán)利要求9所述的焊接設(shè)備的焊接方法，其特征在于:該方法包括以下步驟， 步驟SI 10，將所述激光焊縫側(cè)吹保護裝置(110)、焊接頭(130)、連接支架(120)安裝好后置于待焊接工件的表面上方； 步驟S120，調(diào)整所述焊接頭(130)的高度，并調(diào)整所述激光焊縫側(cè)吹保護裝置(110)與待焊接工件及激光束之間的相對關(guān)系； 步驟S130，向所述激光側(cè)吹保護裝置(110)的第一至第三進氣口(116，114，115)通入相對應(yīng)的焊接氣體，并調(diào)節(jié)好第一至第三進氣口(116，114，115)的氣體流量大小； 步驟S140，開啟焊接激光，并使焊接頭(130)以預(yù)設(shè)速度沿預(yù)設(shè)焊接方向前進，所述激光焊縫側(cè)吹保護裝置(110)位于焊接方向的后側(cè)； 步驟S150，觀察焊接過程的穩(wěn)定性及焊后焊縫的保護效果； 步驟S160，根據(jù)焊接過程穩(wěn)定性及焊縫保護效果重新調(diào)節(jié)各進氣口氣體流量及所述激光焊縫側(cè)吹保護裝置(110)的位置再次進行焊接，直至得到良好的焊縫保護效果。
【專利摘要】本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，公開了激光焊縫側(cè)吹保護裝置、焊接設(shè)備及焊接方法。該保護裝置包括裝置本體，所述裝置本體上還設(shè)有用于通入焊接保護氣體的拖罩和側(cè)吹，及用于通入壓縮氣體的橫吹；且所述側(cè)吹具有一入射角度，所述橫吹的氣流方向與拖罩面平行。本發(fā)明具有拖罩、側(cè)吹和橫吹三項保護功能，對激光焊焊縫具有良好的保護，可以使激光焊縫成型更加均勻，表面無氧化或無明顯氧化。
【IPC分類】B23K26-24, B23K26-12
【公開號】CN104625402
【申請?zhí)枴緾N201310566183
【發(fā)明人】鄧時累, 朱科龍, 姚曉暉, 張奎, 陳根余, 陳燚, 高云峰
【申請人】大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月14日