[发明专利]一种焦点旋转和垂直振动的激光焊接装置

摘要

本发明涉及一种焦点旋转和垂直振动的激光焊接装置，属于激光焊接技术领域。本发明包括焊接工作头和焦点运动控制系统，焊接工作头通过楔形镜的旋转实现激光焦点的水平旋转(平行工件平面)，通过聚焦透镜的振动实现激光焦点的垂直振动(垂直工件平面)，激光焦点运动路径为焦点水平旋转和垂直振动的合运动路径，焦点运动控制系统用于水平旋转和垂直振动参数的设定和控制。本发明的有益效果是，使用本装置在优化的工艺参数下焊接时，焦点的旋转和垂直振动可有效稳定激光焊接过程，改善焊缝表面成形，减少激光焊接时的飞溅和气孔。同激光旋转或摆动焊接方法相比，本发明对熔深的不利影响较小。

主权项

一种焦点旋转和垂直振动的激光焊接装置，其特征在于，包括焊接工作头和焦点运动控制系统，焊接工作头通过楔形镜(25)的旋转实现激光焦点的水平旋转，通过聚焦透镜(39)的振动实现激光焦点的垂直振动，激光焦点运动路径为激光先通过楔形镜(25)水平旋转然后再通过聚焦透镜(39)的焦点垂直振动的合运动路径；焦点运动控制系统用于水平旋转和垂直振动参数的设定和控制；焦点水平旋转运动由楔形镜(25)的旋转运动产生，楔形镜安装在与楔形镜同心的从带轮(34)内，从带轮(34)的运动由主带轮(26)及齿形带(28)传输；焦点水平旋转电机(30)驱动主带轮(26)，带动从带轮(34)和楔形镜(25)的匀速运动，实现了激光束(2)的匀速旋转；主带轮(26)的直径为从带轮(34)直径的1.5～3倍，实现转速的提升；聚焦透镜(39)同楔形镜(25)同心安装，聚焦透镜(39)通过导轨(20)和滑块(19)保证聚焦透镜(39)振动过程中聚焦透镜(39)的中轴线始终同楔形镜(25)同心；偏心轮(36)与焦点垂直振动电机(18)连接，连杆(35)的一端与偏心轮(36)连接，连杆(35)的另一端通过弹性销钉(10)固定在聚焦镜连接块(9)上，滑块(19)固定在聚焦镜连接块(9)上，滑块(19)安装在导轨(20)上且能在导轨(20)上滑动，导轨(20)长度方向平行于聚焦透镜与楔形镜(25)的中轴线；并且聚焦透镜(39)同楔形镜(25)二者的中心垂直距离不大于40mm，以消除偏转光在聚焦透镜(39)表面的非对称分布带来的激光束聚焦能量分布不均匀，保证焊接质量。