[实用新型]一种外挂式水冷透射聚焦的激光焊接工作头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种外挂式水冷透射聚焦的激光焊接工作头，属于大功率固体激光焊接加工领域。

背景技术

目前，随着工业激光器发展，激光焊接技术得到了越来越广泛得应用，激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能力通过热传导向材料内部扩散，将材料融化后形成特定熔池以达到焊接的目的。激光焊接过程中，由于激光束通过聚焦透镜聚焦会有一定的能量损耗，而这些能量损耗会转化成热量，由于长时间的焊接加工热量会越积越多，使得透镜过热产生热透镜效应，从而导致了焦点位置的偏移，这在激光焊接工艺中是要避免的。现有的激光焊接工作头，大多都是在模块内部通水冷却，一方面加工过程中很难加工，另一方面模块冷却不均匀，冷的冷，热的地方还是热，很容易在透镜上产生水蒸气，从而使得激光功率损耗加大。

发明内容

为了克服现有激光焊接工作头模块水冷部分加工难度大和散热不均匀，本实用新型提供一种外挂式水冷透射聚焦的激光焊接工作头，该外挂式水冷激光焊接工作头，不仅能够保证在焊接过程中焦点位置的稳定，而且能方便的变换水冷块的位置，实现重点降温均匀散热。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种外挂式水冷透射聚焦的激光焊接工作头，由光纤接口、法兰模块、外挂水冷块、保护镜模块、定位指示光、保护气嘴、气帘模块、保护镜窗口、聚焦模块和准直器组成，准直器的上部设有光纤接口，下部通过法兰模块与聚焦模块连接，聚焦模块的下部连接有保护镜模块和气帘模块，保护气嘴设在气帘模块上，其特征在于：所述的聚焦模块和保护镜模块连接有外挂水冷块。

所述的外挂水冷块设为三组，均由不锈钢材料制成，其内部为空心的水冷腔，盖板与水冷腔的结合面是激光焊接区域，采用激光焊接焊接，安装孔内用4颗内六角螺钉固定在聚焦模块和保护镜模块的外表面，外挂水冷块的顶部还设有进水口和出水口。

本实用新型的有益效果是：可在激光焊接工艺过程中，方便的变换外挂水冷块的位置，按需增减外挂水冷块的数量，从而实现激光焊接工作头透镜的散热，稳定了焦点位置，有效的保证了激光焊接加工的精度。

附图说明

图1是本实用新型的的装配图。

图2是外挂水冷的主视图。

图3是外挂水冷的侧视图。

图4是外挂水冷的俯视图。

图中：1.光纤接口，2.法兰模块，3.外挂水冷，4.保护镜模块，5.定位指示光，6.保护气嘴，7.气帘模块，8.保护镜窗口，9.聚焦模块，10.准直器。

具体实施方式

在图1中，一种外挂式水冷透射聚焦的激光焊接工作头，由光纤接口1、法兰模块2、外挂水冷块3、保护镜模块4、定位指示光5、保护气嘴6、气帘模块7、保护镜窗口8、聚焦模块9和准直器10组成，准直器10的上部设有光纤接口1，下部通过法兰模块2与聚焦模块9连接，聚焦模块9的下部连接有保护镜模块和气帘模块7，保护气嘴6设在气帘模块7上。所述的聚焦模块和保护镜模块连接有外挂水冷块3，聚焦模块9上开设有保护镜窗口8，定位指示光5设在保护镜模块4的下方。所述的外挂水冷块3与保护镜模块4表面紧密贴合，来实现热传导散热。

由图2、图3、图4知，是外挂水冷的结构示意图。所述的外挂水冷块3设为三组，均由不锈钢材料制成，其内部为空心的水冷腔3-4，盖板3-5与水冷腔3-4的结合面是激光焊接区域3-2，采用激光焊接3-3焊接，安装孔3-1内用4颗内六角螺钉固定在聚焦模块9和保护镜模块4的外表面，外挂水冷块3的顶部还设有进水口3-6和出水口3-7。

本实用新型结构，是在现有激光焊接头的外壁悬挂了三组通水循环的不锈钢外挂水冷块3，外挂水冷块3与一进一出的两路水路连接，再将外挂水冷块3与激光焊接工作头的聚焦模块9和保护镜模块4连接，保证外挂水冷块3与激光焊接头模块表面紧密贴合，来实现热传导散热。本实用新型可应用于各种固体激光器焊接上，包括碟片激光器、光纤激光器、半导体泵浦全固态激光器DPSSL，半导体激光器。