[实用新型]一种带除污功能的激光焊接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光焊接领域，特别涉及一种可同时除污的激光焊接头。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。由于其具有热影响区及焊接变形小、焊缝身宽比大、自动化程度高等优点，目前已成为最先进的焊接方法之一。

为了防锈、防氧化或美观，焊接母材上往往喷有油或者漆等，在焊接前必须清除，否则焊缝里会形成气孔等缺陷。

传统除污主要有两种方法:第—种是化学除污的方法，即借助清洗液对产品进行清洗；另一种是物理除污方法，即采用机械强力去除产品的油污、油漆等，如刮除或用高压水冲洗。以上的两种方法虽然技术使用很成熟但都是有明显的缺陷：化学除污法主要是使用化学试剂来达到除污的目的，因此会造成环境污染、不利于局部清洗、易损坏基底、清除所需的时间较长效率很低，同时化学试剂易挥发，对人体的健康也有一定程度的影响。物理除污法主要是通过机械强力的方法来达到除污的目的，因此极容易损伤基底，且机械除污噪声大、劳动强度较大。

激光除污具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法，其机理主要有以下几个方面：(1)光子压力；(2)选择气化；(3)由于快速加热和冷却而产生的热胀冷缩效应；(4)等离子体爆炸产生的冲击波；(5)激光软烧蚀。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过对激光焊接头的改进设计，在对接焊接时，使得母材除污与焊接同步进行。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种带除污功能的激光焊接头，包括具有光纤接入端的基体，其特征在于：在所述的基体内设置有准直镜、空心锥形反射镜、环形聚焦反射镜以及聚焦镜，所述准直镜位于所述光纤接入端的内侧，所述空心锥形反射镜位于所述准直镜的输出光路上并将所述准直镜的输出光分为穿过空心锥形反射镜空心位置的竖直光和经空心锥形反射镜锥面反射的水平光，所述的环形聚焦反射镜位于所述水平光的输出光路上并将所述的水平光聚焦反射成与所述竖直光平行 的环形光；所述的聚焦镜位于所述基体的下端将所述的竖直光和环形光聚焦在同一平面的不同位置。

本实用新型在准直镜下面设有一空心锥形反射镜，将激光分为两部分，一部分从反射镜中心通孔穿过，经聚焦镜聚焦成点状光斑，用来焊接；另一部分被反射镜反射，经聚焦反射镜聚焦反射后，再经过聚焦镜聚焦为与焊接光斑同心的环状光斑，用来清除母材上的油污、油漆等。环形光斑与点状光斑之间具有一定间距，在点状光斑焊接的同时，环形光斑在母材表面延焊缝的中心先行清除出一个带状区域，不仅提高了焊接的效率，也提高了焊接的质量。

本实用新型的有益效果为：

1.不使用化学制剂；

2.无噪音，不损伤基底；

3.除污与焊接同时进行，减少人工劳动，便于实现自动化生产。

附图说明

图1为本实用新型的激光焊接头示意图。

图2为光斑形状示意图。

图3为焊接过程示意图。

其中：1为光纤，2为基体，3为准直镜，4为环形聚焦反射镜，5为空心锥形反射镜，6为聚焦镜，7为除污激光束，8为焊接激光束，9为环形除污光斑，10为焊接光斑，11为母材表面污染物，12为除锈后的母材，13为焊缝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

如图1所示，本实用新型激光头，包括与通过光纤接入端与光纤连接的激光头基体2、设置在基体内激光出口的准直镜3、光路中的空心锥形反射镜5、环形聚焦反射镜4以及聚焦镜6。空心锥形反射镜5具有中心通孔和锥形反射面。

焊接时，激光从光纤1导出，经过准直镜3后到达空心锥形反射镜5，光被分为两部分，一部分从锥形反射镜中心通孔穿过，经聚焦镜6聚焦成点状光斑，用来焊接；另一部分被锥形反射面反射，经环形聚焦反射镜4聚焦反射后，再经过聚焦镜6聚焦为与焊接光斑同心的环形光斑，外围直径5mm，且焦点和焊接光斑在同一平面上，聚焦后的光斑形状如图2所示。用来清除母材上的油污、油漆等。焊接过程如图3所示。

上面所述仅是本实用新型的基本原理，并非对本实用新型作任何限制，凡是依据本 实用新型对其进行等同变化和修饰，均在本实用新型技术保护方案的范畴之内。