[发明专利]气流压合线形轨迹透射加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用透射技术将工件连接起来的加工装置。这种装置具有筒形加工头，所述筒形加工头能够提供投向上层被加工材料表面的气流和射线束。因此，在气流产生的压力作用处，上层被加工材料与下层被加工材料被紧密压合在一起。此时，携带足够能量的射线束透过上层被加工材料，投射到上层被加工材料与下层被加工材料的紧密压合处，并在这一紧密压合处被高效吸收，转变为热能，这种热能把上层被加工材料与下层被加工材料熔接在一起。冷却后，上层被加工材料与下层被加工材料被连接起来。

技术背景

在透射技术中，有待连接的工件彼此邻接的接触面，在激光束的作用下熔化，随后的冷却中在压力的作用下彼此实现连接，这种使用激光束的塑料焊接方法得到普遍公开。这类方法中重要的是：焊接过程中需要把上下两层工件紧密地压合在一起。

专利文件EP1405713B1公开了一种激光装置。在该激光装置中，要么逐点地精确地在激光束入射处的位置上对工件进行挤压，要么面状地在围绕着激光束的入射处的区域中进行挤压，或者横向于激光束的相对运动的线条对工件进行挤压。这样，上下两层工件紧密地压合在一起并有效焊接。

专利文件200910139101.6公开了一种具有摆动的压紧辊的激光装置。在该激光装置中，能够旋转的透明辊子同时具有聚焦激光束和压紧被加工件的作用。

已经公开的类似专利技术的一个共同特点，是必须要通过直接接触的方式施力，以使待连接的上下两层材料紧密压合在一起，从而保证上下两层材料有效熔接。这将带来以下问题：首先，压紧力必须通过刚性直接接触由起到压紧作用的零件传递给上层材料，然后上层材料与下层材料紧密压合。由于两次接触(尤其是起压紧作用的零件把压紧力传递给上层材料的接触)都是刚性接触，难以实现面接触，从而难以保证上下两层材料有效熔接。200910139101.6公开的带压紧辊的激光装置，由于压紧辊有一个半径尺寸，当加工进行到具有小于压紧辊半径的阴角处时，将不能实现有效压紧，可能导致熔接断点。其次，起到压紧作用的零件在把压紧力传递给上层材料的过程中，可能出现两个问题：一是长期运行导致灰尘、油污等粘附于起到压紧作用的零件上，影响到运行的平稳和压紧力的均匀分布。对于200910139101.6公开的压紧辊来说，这些粘附物还可能影响到压紧辊的聚光效果，使激光束的部分能量被散射到其它方向，无法保证熔接点处获得足够的激光能量，从而影响熔接的效果。二是长期运行可能带来磨损，导致起到压紧作用的零件和上层材料表面留下划痕。对于200910139101.6公开的压紧辊来说，这些划痕将可能影响到压紧辊的聚光效果。

发明内容

为了克服现有此类技术必须采用刚性压紧带来的问题，本发明的任务是提出一种方案，利用该方案能够保证使上下两层材料间获得均匀的压紧力。

按本发明，该任务通过一种具有权利要求1所述特征的气流压合线形轨迹透射加工装置得到解决。其它有利的设计方案可以从从属权利要求中得到解决。

按照本发明所提供的解决方案是：气流压合线形轨迹透射加工装置由进气管、筒形加工头等部分组成，进气管与筒形加工头连通，筒形加工头下端开设出气口，出气口的形状可以做成圆孔、方孔或其他形状的孔口。气流压合线形轨迹透射加工装置工作时，出气口从正上方对准上层被加工材料的待加工区域表面，从出气口流出的气流垂直或接近垂直作用于上层被加工材料的待加工区域上表面，从而对上层被加工材料的待加工区域上表面产生一个压力，这一压力使上层被加工材料与下层被加工材料之间的待加工区域紧密压合在一起。此时，筒形加工头内投射下来的携带足够能量的射线透过上层被加工材料，投射到上层被加工材料与下层被加工材料之间的待加工区域，并在这一区域被吸收转化成热能，迅速将上层被加工材料与下层被加工材料熔接起来。这时，筒形加工头在驱动系统的驱动下，逐渐沿预先设计的轨迹移动离开，上下层被加工材料熔接处得到冷却而凝固，上层被加工材料与下层被加工材料被牢固连接起来。

由于本发明上层被加工材料与下层被加工材料之间的压合力是由气流传递实现的，筒形加工头的出气口与上层被加工材料的待加工区域上表面并不须要直接刚性接触，实际上是一种柔性施压，因而能够从根本上解决刚性接触施压所带来的多种弊端。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例对本发明进行详细解释。本发明的其他特征可以从以下对本发明的实施例所做的说明中结合权利要求和附图来获得。本发明的单个特征在此可以仅仅自身或者多个一起在本发明的不同实施方式中得到实现。其中：