[发明专利]激光焊接设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用激光束进行焊接的激光焊接设备。

背景技术

远程激光焊接已经变得常见，在远程激光焊接中，通过远程控制机器人来焊接诸如工件等待加工物，所述机器人例如安装有诸如扫描装置或激光加工头等的激光发射部件。在所述激光焊接中，利用来自于远离工件的位置的激光束照射工件而焊接工件。而且，通过远程控制移动机器人臂或转动设置于激光发射部件的反射镜等使得工件的不同部分被激光束照射而在工件的期望的部位进行焊接。

当为了焊接的目的而利用激光束照射金属制的工件时，金属蒸发以产生金属蒸汽(羽流(plume))，然后金属蒸汽阻挡了激光束。这导致对从激光束施加到工件的热量的稳定性的损害，并且导致焊接质量的劣化。为了解决该问题，迄今已经采取了下述焊接方法：在该方法中，将鼓风机安装在例如远离并且位于工件侧方的位置处，鼓风机将空气(气体)吹在工件上，从而通过空气吹走金属蒸汽(羽流)。

此外，日本特开2007-268610号公报公开了一种激光焊接设备，该设备具有如下构造：在该构造中，通过从空气喷嘴喷射的空气吹走焊接烟尘(fume)，并且空气喷嘴被安装到激光加工头，所述激光加工头安装到机器人臂的前端。在该激光焊接设备中，空气喷嘴布置于工件的侧方或布置于激光束的侧方，并且空气以横穿激光束的方式喷射。

发明内容

为了焊接工件，经常存在工件被载置于工作台上并且从上方由多个例如杆状或板状夹具加压的情况。在该情况下，工件的待焊接部位位于由多个夹具限定的凹进区域中。因此，以激光束从上方照射在夹具限定的凹进区域上的方式进行焊接。

在以此方式焊接由夹具加压的工件的情况下，从布置于工件的侧方的鼓风机横向地吹在工件上的空气撞击夹具的侧面并且被夹具的侧面阻挡，因此，不能流入夹具限定的凹进区域中。结果，金属蒸汽(羽流)残留在夹具限定的凹进区域中并且阻挡激光束。这可能损害焊接质量。

在从安装于工件侧方的鼓风机将空气横向地吹在工件上的方法中，在工件的待焊接部位接近鼓风机和远离鼓风机的情况中，撞击工件的待焊接部位的空气量非常不同。因此，没有被空气吹走的剩余金属蒸汽(羽流)的量在待焊接部位接近鼓风机和远离鼓风机的情况中不同。结果可能在工件的焊接部位之间引起焊接质量的差异。此外，根据如何安装夹具，空气可能不均匀地撞击工件。该情况也可能涉及工件的焊接部位之间的焊接质量的差异。

此外，日本特开2007-268610号公报公开的激光焊接设备具有下述构造：空气喷嘴布置于工件的侧方或激光束的侧方，并且以横穿激光束的方式喷射空气。因此，日本特开2007-268610号公报公开的激光焊接设备还可能引起与空气从安装于工件侧方的鼓风机横向地吹在工件上的情况中类似的问题。

另一方面，还存在当利用激光束照射工件时飞溅物可能飞溅的问题，飞溅物冲击扫描装置的防护玻璃罩并且损坏防护玻璃罩。

鉴于例如上述问题而提出本发明，并且本发明的第一目的是提供一种通过可靠地移除由于利用激光束照射诸如工件等待加工物而产生的金属蒸汽(羽流)而能实现高质量焊接的激光焊接设备。

本发明的第二目的是提供一种甚至当待焊接部位位于不同位置时也能使待加工物的所有多个焊接部位的焊接质量均匀的激光焊接设备。

本发明的第三目的是提供一种防止利用激光束照射待加工物而产生的飞溅物飞溅的激光焊接设备。

为了解决这些问题，本发明的第一激光焊接设备包括：激光发射部件，其用于利用所述激光束照射所述待加工物；支撑单元，其以所述激光发射部件被布置于所述待加工物上方的方式支撑所述激光发射部件；排气部件，由所述支撑单元以所述排气部件被布置于所述待加工物上方的方式支撑所述排气部件，并且所述排气部件朝向所述待加工物排出呈环形的气体，所述呈环形的气体包围所述激光束的光轴；以及供气源，其将气体供给到所述排气部件。

本发明的第一激光焊接设备能够从待加工物上方将环形气体吹在待加工物上。因此，甚至在待加工物在由夹具加压的状态下被焊接的情况下，第一激光焊接设备也能够将气体吹到待加工物上的夹具限定的凹进区域中，由此，能够吹走该区域中的金属蒸汽(羽流)。因此，第一激光焊接设备能够可靠地移除阻挡激光束的金属蒸汽(羽流)，并且能够提高焊接质量。

此外，第一激光焊接设备能够从待加工物上方将环形气体吹在待加工物上。因此，甚至在待加工物具有位于不同位置的多个待焊接部位的情况下，第一激光焊接设备也能够通过将空气吹在所有的部位上而吹走金属蒸汽(羽流)。因此，第一激光焊接设备能够使所有这些部位的焊接质量均匀。