【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及焊接，具體為一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬。
技術(shù)介紹
1、激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法激光焊具有熱源能量密度高，熔透能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但是連續(xù)激光的單激光焊的能量利用率極低。電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法，將要焊接的金屬作為一極，焊條作為另一極，兩極接近時(shí)產(chǎn)生電弧，利用電弧放電(俗稱電弧燃燒)所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。
2、在大飛機(jī)等航空裝備大部件的焊接中，激光-電弧同軸復(fù)合焊炬由于焊接熱源對(duì)稱性好，比旁軸負(fù)荷焊炬的空間可達(dá)性更好。如申請(qǐng)?zhí)枮閏n201711493102.1的專利，提出了一種新形式的激光tig復(fù)合焊接頭，將傳統(tǒng)的激光tig復(fù)合焊分別由激光焊接頭及tig焊接頭兩個(gè)焊頭集成為一款焊接頭，將激光焊接頭與tig焊接頭集成后，激光tig的鎢極內(nèi)部出光或激光圍繞鎢極并焦點(diǎn)聚焦在鎢極前端的一種新型焊接方式，縮小了焊接頭的尺寸，使用更加靈活。但是這種僅通過將激光匯聚于鎢極內(nèi)部的方式，對(duì)焊炬的功率提升有限，且激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊存在雙臨界效應(yīng)，當(dāng)激光功率或焊接電流超過上臨界值，焊接羽輝體積劇烈膨脹，激光能量傳輸受阻，熱源失穩(wěn)，焊縫形性質(zhì)量下降，甚至無法完成焊接。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于公開一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種激光-空心
3、激光發(fā)射裝置的中心區(qū)域發(fā)射的第一激光束穿過第一腔室照射于待焊板材的中心焊接區(qū)；
4、所述第二腔室內(nèi)的上部安裝有鎢極夾、下部安裝有第一空心折光鏡片，所述鎢極夾在第二腔室內(nèi)中心軸線位置設(shè)置有通孔，激光發(fā)射裝置發(fā)射的第二激光束依次穿過第二腔室內(nèi)鎢極夾的通孔、第一空心折光鏡片照射于待焊板材的焊接區(qū)；
5、焊接保護(hù)氣通過第三腔室向下作用于焊接區(qū)域，包含焊接雜質(zhì)的保護(hù)氣體通過第四腔室向上回流；
6、所述第五腔室下部設(shè)置有第二空心折光鏡片，激光發(fā)射裝置或內(nèi)置于第五腔室內(nèi)的環(huán)形激光二極管發(fā)射的第三激光束穿過第五腔室內(nèi)第二空心折光鏡片照射于待焊板材的焊接區(qū)外圍。
7、可選地，所述第一激光束、第二激光束與空心鎢極輸出端形成的電弧共同作用于待焊板材的焊接區(qū)進(jìn)行焊接作業(yè)；所述第三激光束用于待焊板材的焊接區(qū)外圍表面清潔。
8、可選地，所述空心鎢極上部設(shè)置有空心軸電機(jī)，所述空心軸電機(jī)輸出軸連接有空心風(fēng)扇，所述第一激光束、第二激光束通過空心風(fēng)扇、空心軸電機(jī)的空心區(qū)域分別進(jìn)入所述第一腔室、第二腔室，所述空心風(fēng)扇的扇葉位于第四腔室最上端。
9、可選地，還包括設(shè)置于所述焊炬外部的送絲口及設(shè)置于所述第四腔室、第五腔室之間的第六腔室，焊絲通過所述送絲口呈螺旋狀穿過第六腔室向下送至待焊板材的焊接區(qū)上方。
10、可選地，還包括設(shè)置于所述焊炬外部的電接口、進(jìn)氣口，所述電接口用于空心鎢極、環(huán)形激光二極管供電，所述進(jìn)氣口用于導(dǎo)入焊接保護(hù)氣。
11、可選地，所述第三激光束的輸出能量低于第一激光束、第二激光束的輸出能量。
12、可選地，所述環(huán)形激光二極管由多個(gè)激光二極管環(huán)形陣列組成。
13、可選地，所述第三激光束呈圓形或圓環(huán)形或弧線形或弧面形。
14、可選地，所述第一空心折光鏡片起到聚光作用，第二激光束通過第一空心折光鏡片后聚光于待焊板材的焊接區(qū)上方。
15、可選地，所述激光為脈沖激光、所述電弧為tig電弧。
16、本專利技術(shù)的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：
17、1、本專利技術(shù)利用位于空心鎢極內(nèi)空心的第一激光束、空心鎢極的電弧及位于空心鎢極外圍且置于第二腔室內(nèi)的第二激光束的聚集作用下，能夠大幅度提高激光-空心鎢極同軸復(fù)合焊炬的焊接能量，能夠保證復(fù)合焊炬尺寸小的前提下盡可能提高焊炬能高功率焊接性能。
18、2、本專利技術(shù)在第五腔室下部設(shè)置有第二空心折光鏡片，通過激光發(fā)射裝置或內(nèi)置于第五腔室內(nèi)的環(huán)形激光二極管發(fā)射的第三激光束穿過第五腔室內(nèi)第二空心折光鏡片照射于待焊板材的焊接區(qū)外圍，能夠在焊接前通過第三激光束清潔待焊板材的氧化層、灰塵、附著物等雜質(zhì)，減少焊接過程的雜質(zhì)產(chǎn)生及羽輝效應(yīng)發(fā)生的概率。
19、3、本專利技術(shù)通過在空心鎢極上部設(shè)置有空心軸電機(jī)，空心軸電機(jī)輸出軸連接有空心風(fēng)扇，空心風(fēng)扇的扇葉位于第四腔室最上端，第三腔室通過焊接保護(hù)氣體，第四腔室在空心風(fēng)扇的作用下可以抽走第三激光束清潔待焊板材的氧化層、灰塵、附著物等雜質(zhì)，也可以抽走焊接區(qū)發(fā)生的羽輝效應(yīng)產(chǎn)生的等離子體羽輝，避免激光能量損耗，有效保證焊接質(zhì)量。
20、4、本專利技術(shù)通過將焊絲呈螺旋狀設(shè)置于第六腔室內(nèi)，便于復(fù)合焊炬外表面設(shè)置各種接口的同時(shí)，提高了復(fù)合焊炬的集成度的，同時(shí)，由于焊絲臨近空心鎢極，焊接時(shí)，空心鎢極可以對(duì)焊絲進(jìn)行提前預(yù)熱，更利于焊絲到達(dá)焊接區(qū)域時(shí)受熱熔化。此外，也進(jìn)一步便于焊接過程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，包括空心鎢極（4）、鎢極夾（5），空心鎢極（4）軸心區(qū)域形成的第一腔室（12），所述空心鎢極（4）通過鎢極夾（5）夾緊固定，其特征在于，還包括以第一腔室（12）軸心為中心向外依次排列的第二腔室（13）、第三腔室（14）、第四腔室（15）、第五腔室（16）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第一激光束（10）、第二激光束（11）與空心鎢極（4）輸出端形成的電弧（8）共同作用于待焊板材（9）的焊接區(qū)進(jìn)行焊接作業(yè)；所述第三激光束（20）用于待焊板材（9）的焊接區(qū)外圍表面清潔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述空心鎢極（4）上部設(shè)置有空心軸電機(jī)（3），所述空心軸電機(jī)（3）輸出軸連接有空心風(fēng)扇（2），所述第一激光束（10）、第二激光束（11）通過空心風(fēng)扇（2）、空心軸電機(jī)（3）的空心區(qū)域分別進(jìn)入所述第一腔室（12）、第二腔室（13），所述空心風(fēng)扇（2）的扇葉位于第四腔室（15）最上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光-空心鎢極
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，還包括設(shè)置于所述焊炬外部的電接口（21）、進(jìn)氣口（22），所述電接口（21）用于空心鎢極（4）、環(huán)形激光二極管（19）供電，所述進(jìn)氣口（22）用于導(dǎo)入焊接保護(hù)氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第三激光束（20）的輸出能量低于第一激光束（10）、第二激光束（11）的輸出能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述環(huán)形激光二極管（19）由多個(gè)激光二極管環(huán)形陣列組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第三激光束（20）呈圓形或圓環(huán)形或弧線形或弧面形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第一空心折光鏡片（6）起到聚光作用，所述第二激光束（11）通過第一空心折光鏡片（6）后聚光于待焊板材（9）的焊接區(qū)上方。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述激光為脈沖激光、所述電弧為TIG電弧。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，包括空心鎢極（4）、鎢極夾（5），空心鎢極（4）軸心區(qū)域形成的第一腔室（12），所述空心鎢極（4）通過鎢極夾（5）夾緊固定，其特征在于，還包括以第一腔室（12）軸心為中心向外依次排列的第二腔室（13）、第三腔室（14）、第四腔室（15）、第五腔室（16）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述第一激光束（10）、第二激光束（11）與空心鎢極（4）輸出端形成的電弧（8）共同作用于待焊板材（9）的焊接區(qū)進(jìn)行焊接作業(yè)；所述第三激光束（20）用于待焊板材（9）的焊接區(qū)外圍表面清潔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，所述空心鎢極（4）上部設(shè)置有空心軸電機(jī)（3），所述空心軸電機(jī)（3）輸出軸連接有空心風(fēng)扇（2），所述第一激光束（10）、第二激光束（11）通過空心風(fēng)扇（2）、空心軸電機(jī)（3）的空心區(qū)域分別進(jìn)入所述第一腔室（12）、第二腔室（13），所述空心風(fēng)扇（2）的扇葉位于第四腔室（15）最上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光-空心鎢極電弧同軸復(fù)合焊炬，其特征在于，還包括設(shè)置于所述焊炬外部的送絲口（23）及設(shè)置于所述第四腔室（15）、第五腔室（16）之間的第六腔室（17），焊...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉鑫，雷正，蘇艷紅，朱正興，劉波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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