[发明专利]熔池等离子体辐射光谱采集机构及激光焊接装置

说明书

技术领域

本发明属于激光焊接相关领域，更具体地，涉及一种熔池等离子体辐射光谱采集机构及具有所述熔池等离子体辐射光谱采集机构的激光焊接装置。

背景技术

在机械设备制造行业中，激光焊接凭借着其可以精确地对焊接能量进行控制、热影响区域和热变形较小、较高的焊接速度以及焊缝熔池深度较大等技术优势，在自动化装备、航空航天、能源、电子和医疗设备领域得到广泛的应用。

激光焊接过程中，熔池上方将会形成明亮炙热的等离子体，现在的研究认为等离子体将通过吸收、折射和散射屏蔽入射激光，以及等离子体的周期性震荡，严重影响到焊接过程的稳定性。对激光焊接等离子体特性的清楚认识是激光焊接技术研究的关键之一，同时也为激光焊接应用提供可靠的理论依据。只有在对激光焊接等离子体进行可靠的观测和光谱采集情况下，才能对光谱进行进一步的诊断分析与计算，从而可以得到激光焊接熔池等离子体的可靠研究结果。目前，还没有专门的装置用于激光焊接等离子体辐射光谱的采集，且激光焊接过程中激光的功率过大，通用型的采集装置不能对激光熔池等离子体辐射光谱进行既准确又方便的采集，同时，由于激光的功率过大，焊接过程容易破坏采集设备。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种熔池等离子体辐射光谱采集机构及激光焊接装置，其基于激光焊接的特点，在激光焊接结构中设置了熔池等离子体辐射光谱采集机构。所述熔池等离子体辐射光谱采集机构包括设置在工件装夹工作台上的光纤探头夹持调整组件及激光辅助对中组件，所述激光辅助对中组件设置有激光发射器，所述激光辅助对中组件通过滑动使所述激光发射器的中心与设置在所述工件装夹工作台上的工件的焊缝表面共面；所述光纤探头夹持调整组件包括有转向块、固定在所述转向块上的定位尺、与所述定位尺垂直设置的滑尺及设置在所述滑尺上的光纤探头，所述滑尺设置在所述转向块上且其可以沿所述转向块的中心轴滑动，所述转向块通过转动使所述光纤探头夹持调整组件处于定位状态或者采集状态，定位时，所述定位尺处于竖直位置，所述激光发射器发射的激光在所述定位尺上形成激光红色斑点，记录下所述激光红色斑点对应的所述定位尺的刻度；采集时，所述滑尺处于竖直位置，所述滑尺通过滑动调整自身位置以使自身至与所述刻度相对应的位置，进而使所述光纤探头的中心、所述工件的焊缝表面及所述激光发射器的中心位于同一平面，所述光纤探头采集激光焊接过程中熔池产生的等离子体辐射光谱，实现了对了熔池等离子体光谱的准确采集，为激光焊接技术的研究提供了可靠的数据支持，且结构简单，操作方便。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种熔池等离子体辐射光谱采集机构，其包括设置在工件装夹工作台上的激光辅助对中组件及与所述激光辅助对中组件间隔设置的光纤探头夹持调整组件，所述工件装夹工作台用于承载工件，其特征在于：

所述激光辅助对中组件包括连接于所述工件装夹工作台上的方形滑套、滑动的连接于所述方形滑套的水平滑杆、与所述水平滑杆垂直连接的竖直滑杆、滑动的连接于所述竖直滑杆的滑轨、设置在所述滑轨上的搭载平台及设置在所述搭载平台上的激光发射器，所述水平滑杆与所述滑轨通过滑动调整所述激光发射器的位置，使所述激光发射器的中心位于所述工件的焊缝的中心线的延长线上；所述激光发射器用于向所述光纤探头夹持调整组件发射激光；

所述光纤探头夹持调整组件与所述激光辅助对中组件分别位于所述工件装夹工作台相背的两端，所述光纤探头夹持调整组件包括连接于所述工件装夹工作台的方形套筒、滑动的连接于所述方形套筒的滑板、连接于所述滑板的转向块、固定在所述转向块上的定位尺、滑动的连接于所述定位尺的滑尺及设置在所述滑尺一端的光纤探头，所述转向块通过带动所述定位尺及所述滑尺相对于所述滑板转动，以使所述光纤探头夹持调整组件处于定位状态或者采集状态；所述光纤夹持调整组件处于定位状态时，所述定位尺沿竖直方向设置，所述激光在所述定位尺上反射形成激光红色斑点，记录下所述激光红色斑点位于所述定位尺上的刻度；所述转向块转动直至所述滑尺位于竖直位置，所述光纤探头夹持调整组件由定位状态转变为采集状态；所述滑尺依据所述激光红色斑点位于所述定位尺上的刻度进行滑动相应距离，使所述光纤探头的中心、所述焊缝的表面及所述激光发射器的中心共面，实现所述光纤探头的对中定位。

进一步的，所述定位尺上形成有刻度，所述滑尺上也形成有刻度；所述定位尺的长度方向与所述滑尺的长度方向相互垂直。