[发明专利]一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其应用

说明书

本发明公开了一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其装置。外部气体分别通过第一气路和第二气路对风冷激光加工设备中的光学组件和出射喷管进行冷却；第一气路中的气体和第二气路中的气体在出射喷管中汇聚，用于吹离在待焊接工件产生的烟尘。全风冷式设计替代了繁杂的水道设计，有利于降低风冷激光加工设备的重量，同时降低了加工烟尘的倒灌污染。

【技术领域】

本发明实施例涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种风冷激光加工设备中的气体输送方法及其应用。

【背景技术】

激光焊接是以聚焦之后的高能激光束为加热热源的一种新型焊接方式，以其热输入小、焊接形变量低、焊缝强度高、非接触式操作、焊接种类丰富、易于自动化智能化加工、焊接速度快、焊接精度高、焊接深宽比大等众多优势，已经在汽车、工程机械、飞机、家电、高铁、轮船、3C电子等制造领域获得了广泛的应用。完整的激光焊接设备或平台一般包括激光源、激光传输装置、激光焊接头、运动控制系统、焊接机床等，依靠机床固定待焊接工件运动控制系统带动激光焊接加工头完成相对运动进行加工加工，这种完整的平台式焊接设备往往体积重量大、构造复杂、成本高昂，比较合适批量加工作业的大企业使用。为了将激光加工应用向更广大的用户扩展，手持式激光焊接设备应运而生，它利用人手握持焊接加工头完成相对运动进行焊接加工，省去了复杂和庞大的运动控制系统和机床可以做成便携式的激光焊接设备。经过数年的发展，手持式激光焊接除了具备激光焊接的优势外，还具备体积小、重量轻、成本低、加工方式灵活、适应范围广等优势，已经和电弧焊、氩弧焊等传统焊接设备具有了相当的性价比优势，逐步得到了广泛的关注和应用。

不足的是，通常的一体化激光输出头与焊接头设备采用需要通入冷却水进行冷却，存在漏水的风险，还导致一体化激光输出头与焊接头设备体积重量大、成本较高，并且在待焊接工件产生的烟尘容易污染一体化激光输出头与焊接头设备内部的保护镜片，导致一体化激光输出头与焊接头设备发生损坏。

因此，设计一种激光加工风冷系统用于冷却激光焊接头的光学组件并且吹离在待焊接工件产生的烟尘是很有必要的。

【发明内容】

本发明实施例旨在提供一种激光风冷焊接设备，全风冷式设计有利于激光加工头免受加工烟尘的污染，而且对激光加工头内部的光学组件进行冷却。

本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种风冷激光加工设备中的气体输送方法，包括：

外部气体分成至少两路同时或分别导入所述风冷激光加工设备，其中，至少一路气体环绕于所述风冷激光加工设备中的光学组件，对所述光学组件进行冷却后射出，至少一路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成预设的气流形态后射出，射出所述风冷激光加工设备的气体用于吹离加工过程中产生的烟尘并防止加工材料的氧化。

在一些实施例中，所述外部气体由同一外部气源提供。

在一些实施例中，所述外部气体包括用于散热的冷却气体和用于防止加工材料氧化的惰性气体，所述冷却气体和所述惰性气体由独立的气源分别通过至少两路分气路通道导入。

在一些实施例中，所述至少一路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成螺旋环绕的均匀气流。

在一些实施例中，所述至少一路气体分解为多道细小的直流式气流束后，在所述光学组件的下游汇聚并形成阻挡风墙。

在一些实施例中，所述外部气体分成三路导入所述风冷激光加工设备，其中，第一路气体对所述光学组件进行冷却后与第二路气体汇聚在所述光学组件的下游并形成直流风墙，接着与第三路气体在所述风冷激光加工设备的出光通道内形成螺旋环绕的均匀气流后射出。

在一些实施例中，所述气体最后以直行方式射出所述风冷激光加工设备，所述气体射出所述风冷激光加工设备的流速为5-20L/min。