[发明专利]一种带有人体防护功能的手持激光半自动焊接装置

说明书

本发明属于激光焊接领域，公开了一种带有人体防护功能的手持激光半自动焊接装置。本发明带有人员防护功能、辅助定位轨道、激光焊接头、焊接头升降机构，并提供在线监测功能，具有方法简单、提高焊接精度和焊接效率、提高焊缝质量、不受人员本身因素限制、不受场地限制、无需清场、无安全隐患等特点。

技术领域

本发明属于激光焊接领域，涉及一种保证操作人员安全防护要求的一体化手持激光半自动焊接装置。

背景技术

手持激光焊接原理是通过激光发生器，将高能激光束通过光纤、准直镜，聚焦于焊接工件上进行焊接的一种焊接设备。传统的手持激光焊接头，是将台式激光焊接头微型化，并增加手持握把，客户在操作设备时，如传统氩弧焊抢类似进行操作，实现不锈钢、钢、铜、铝等同材质或异种金属焊接。

然而，对于平板对接、搭接焊，平焊或横焊当前的手持激光焊在使用过程中存在以下不足：①手持激光焊属于四类激光产品(大于500mW)，对皮肤、眼睛有一定的伤害性，但国内不少加工厂的工人因为看不见激光存在，加工时的火花也不刺眼，因此在进行手持焊操作时往往没有任何安全防护措施，或者操作人员简单配单防护眼镜及面罩，而周围其他人员无任何防护。虽然人眼无法直接看到红外波段的激光(光纤激光器常见波长为1064nm)，但手持焊接的焊接头和工件表面有一定角度，会有一部分激光被反射出去，尤其是焊接铜、铝等高反材料时反射的激光能量更大，会对人眼造成不可逆的伤害，同时，长期近距离暴露在激光辐射范围内有诱发皮肤癌的风险。②其次，对于平板对接焊、搭接焊等无定位机构场合使用时，由于激光光斑十分细小，手持激光焊受人员操作水平限制，焊缝质量难以控制，焊接速度无法精准控制。

发明内容

针对于上述现有的技术存在的不足，本发明带有人员防护功能、辅助定位轨道、焊接头升降机构，并提供在线监测功能，具有方法简单、提高焊接精度和焊接效率、提高焊缝质量、不受人员本身因素限制、不受场地限制、无需清场、无安全隐患等特点。

本发明通过以下技术方案实现：

一种带有人体防护功能的手持激光半自动焊接装置，包括安全防护罩、激光焊接头、定位辅助轨道、在线检测摄像头、升降机构及电机控制模块；

所述安全防护罩内设有激光焊接头、定位辅助轨道、在线检测摄像头和升降机构；

所述激光焊接头通过升降机构装在定位辅助轨道上，所述定位辅助轨道包括横向导轨和平行导轨，为激光焊接头提供自动焊接移动轨道，通过电机以及电机控制模块，实现激光焊接头在上下、水平方向的移动；在线检测摄像头安装在升降机构侧面，便于观察激光焊接头与焊缝的相对位置，并通过电机控制模块实现焊接全位置调节；

其中，所述激光焊接头包括依次连接的高功率光纤激光传输的输出接口QBH，QBH连接筒，准直器镜筒，电机筒，保护镜片和聚焦镜片安装筒，气筒，锁紧圈，镜筒和保护嘴；

激光焊接头通过QBH与激光发生器进行连接；

准直器镜筒与其内部安装的准直镜片，构成准直单元，用于将通过QBH结构的点发散的激光转变成平行光束，实现高能的发散激光到激光焊接头的过度；

电机筒内安装有摆动电机和反射镜，摆动电机与反射镜构成振镜，摇摆电机驱动反射镜在一定频率和角度下摆动，实现光束轨迹按波动曲线进行焊接；

保护镜片和聚焦镜片安装筒内安装有聚焦镜片与保护镜片，聚焦镜片将平行光聚焦于待焊工件上，使焊接材料熔化并形成熔池，实现焊接；保护镜片用于防止外部飞溅污物通过镜筒进入激光焊接头，污染聚焦镜片。

所述保护镜片和聚焦镜片安装筒上还安装有保护镜片抽屉镜座，保护镜片可通过保护镜片抽屉镜座进行更换。

所述激光焊接头上还设有冷却水进、出口，构成冷却水通路，激光焊接头通过冷却水通路进行散热。

所述激光焊接头上还设有保护气接口。