[发明专利]一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置

权利要求书

1.一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，包括壳主体、准直模块、反射镜模块、反射聚焦模块和送丝模块，其中：

所述准直模块包括光纤接口和准直镜，所述光纤接口设置于该壳主体上，以用于连接激光光纤头并让激光光纤头发射激光到该壳主体内的准直镜上，再经该准直镜准直后形成平行光；

所述反射镜模块包括安装在该壳主体内的反射镜，以用于反射所述准直镜出来的平行光；

所述反射聚焦模块包括第一摇摆座、第一动力机构和聚焦镜，所述第一摇摆座可转动安装在所述壳主体上，所述第一动力机构安装在所述壳主体上，以用于带动所述第一摇摆座绕第一水平线摆动，所述聚焦镜安装在所述第一摇摆座内，该聚焦镜具有抛物面，以用于对所述反射镜反射的平行光进行反射和聚集后形成聚焦激光，从而使得聚焦激光可跟随第一摇摆座进行同步摆动，所述第一摇摆座上设置有作为聚焦激光出口的条形孔；

所述送丝模块包括第二摇摆座、第二动力机构和送丝管，所述第二摇摆座可转动安装在所述第一摇摆座上，所述第二动力机构安装在所述第一摇摆座上，以用于带动所述第二摇摆座绕与第一水平线平行的第二水平线摆动，所述送丝管安装在所述第二摇摆座上，以用于穿装自动送丝机送出的焊丝，从而使焊丝可跟随第一摇摆座摆动的同时也可跟随第二摇摆座摆动，焊丝以聚焦激光在工件上形成的光斑为中心，在焊缝的宽度方向上摇摆进行来回搅拌，实现较宽焊缝的一次焊接，并使焊丝快速均匀的填充在焊缝中来改善焊接质量和焊缝成形。

2.根据权利要求1所述的一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，还包括触觉跟踪模块，所述触觉跟踪模块包括第三摇摆座、复位弹簧、编码器和探针，所述第三摇摆座安装在所述壳主体上并可绕与第一水平线平行的第三水平线摆动，所述复位弹簧安装在所述壳主体与所述第三摇摆座之间，以用于让第三摇摆座绕第三水平线摆动后复位，所述探针安装在所述第三摇摆座上，以用于接触焊缝并被焊缝带动绕第三水平线摆动，所述编码器与所述第三摇摆座连接，以用于通过所述第三摇摆座摆动的位置获得探针的位置并反馈给控制模块，控制模块通过控制所述反射聚焦模块的第一动力机构带动聚焦激光转动和第二动力机构带动焊丝转动，从而带动光斑和焊丝以探针位置为中心来回搅拌。

3.根据权利要求2所述的一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，所述第一动力机构包括电机及传动机构，所述电机通过所述传动机构驱动所述第一摇摆座摆动，并且所述控制模块基于所述编码器反馈的第一摇摆座的位置信息来控制所述电机的摆动，以让送丝管内的焊丝转动到与探针相对应的位置。

4.根据权利要求2所述的一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，所述触觉跟踪模块还包括第一压缩弹簧和探针架，所述第一压缩弹簧竖直设置，该第一压缩弹簧的上端安装在所述第三摇摆座上而下端连接所述探针架，所述探针安装在所述探针架上。

5.根据权利要求1所述的一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，所述第二摇摆座在所述第一摇摆座的带动下进行摆动的同时，所述第二摇摆座通过第二动力机构的驱动实现焊丝以光斑为中心在焊缝的宽度方向上进行设定长度的摇摆，该设定距离为2mm～3mm,也即以光斑为中心的振幅为2mm～3mm。

6.根据权利要求1所述的一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，所述反射镜采用铜镜对平行光进行反射，所述聚焦镜采用铜镜对反射镜反射的平行光进行反射和聚焦，它们均可承受3万瓦以上超高功率激光。

7.根据权利要求1所述的一种超高功率激光焊丝同步搅拌激光焊接装置，其特征在于，所述聚焦激光跟随第一摇摆座摆动的角度范围为±90°，即与竖直面的夹角可为-90°～90°，从而使得光斑在焊缝中搅拌的振幅为10mm，也即在焊缝宽度方向上，光斑可在距焊缝中点±10mm的长度上进行搅拌。