[发明专利]一种光束旋转焊接工作头

权利要求书

1.一种光束旋转焊接工作头，包括光偏转镜组(6，7)、聚焦透镜(9)和电机；

所述光偏转镜组(6，7)能够将所述入射准平行光束(1)可调节地偏折；

所示聚焦透镜(9)能够将偏折后的所述入射平行光束聚焦于距离光轴设定的旋转半径处的激光焦点；

所述电机包括电机主体(3)、定子(4)和中空轴(2)；所述定子(4)与所述电机主体(3)连接；所述中空轴(2)包括转子部(5)和驱动部；所述转子部与所述驱动部一体地形成，并且能够相对于所述定子(4)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述光偏转镜组(6，7)安装在所述中空轴(2)的驱动部并与入射准平行光激光束(1)、所述中空轴(2)及聚焦透镜(9)同轴地设置；所述中空轴(2)能够带动所述光偏转镜组(6，7)旋转，从而使得所述激光焦点以所述偏移半径绕所述光轴旋转；

所述中空轴(2)内径尺寸D≥1.2ω₀，ω₀为入射准平行光束(1)束腰直径。

3.根据权利要求1所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述电机主体的上部具有电机上法兰(18)和激光连接座(15)，所述电机主体的下部具有电机下法兰(22)；

所述激光连接座(15)与所述电机上法兰(18)刚性连接；所述激光连接座(15)上设置有与所述中空轴(2)同轴的通光孔(15-3)，以及围绕所述通光孔(15-3)的水冷管路(15-1)，从而实现输入激光导光装置的连接，同时消除平行光衍射效应对中空轴的加热效应。

4.根据权利要求3所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述激光连接座(15)上还设置有进气槽(15-2)；所述电机下法兰(22)设置有气体溢出孔(21)，从而消除入射准平行光束(1)在中空轴(2)内部传输时会产生激光热透镜效应。

5.根据权利要求3所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述聚焦透镜(9)由聚焦镜压环(9-1)固定于聚焦镜座(23)内，所述聚焦镜座(23)同所述电机下法兰(22)刚性连接，位于所述光偏转镜组(6、7)下方，并与所述中空轴(2)同心。

6.根据权利要求5所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述聚焦镜座(23)的下端安装有焊接喷嘴(11)，所述焊接喷嘴(11)上集成设置有crossjet横向气帘(14)；所述crossjet横向气帘(14)与所述焊接喷嘴(11)在中空轴(2)高速旋转时保持固定。

7.根据权利要求1所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述光偏转镜组(6，7)包括上楔形镜(6)和下楔形镜(7)；所述上楔形镜(6)安装在所述中空轴(2)内的端面，通过上楔形镜压环(6-1)固定；所述下楔形镜(7)固定在下楔形镜安装座(24)内，通过下楔形镜压环(7-1)固定；所述下楔形镜安装座(24)通过下楔形镜安装座调节螺纹(16-1)同所述中空轴(2)连接；

所述上楔形镜(6)与下楔形镜(7)之间具有可调节的相对转动角度，通过调节所述相对转动角度能够调节所述入射准平行光束(1)的偏折角度，从而调节所述旋转半径。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述激光的传输功率为500W～8000W。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于，所述激光为CO₂激光、半导体激光及光纤激光中的一种。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的一种光束旋转焊接工作头，其特征在于：所述激光焦点的旋转频率为25Hz～500Hz。