一種焊接保護氣導氣管調節裝置及其應用制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種焊接保護氣導氣管調節裝置，包括底座機構；由多個桿體依次連接組成的連桿機構，其首端與底座機構固定連接；第一方向距離調節機構，其與連桿機構的末端固定連接，其可相對連桿機構在第一方向上移動；第二方向距離調節機構，其設置在第一方向距離調節機構上并可相對其在第二方向移動；以及導氣管角度調節機構，其設置在第二方向距離調節機構上，導氣管端部安裝在該導氣管角度調節機構上并可相對第二方向距離調節機構移動,以調節其與第一方向或第二方向的角度。本發明專利技術還公開了該裝置在激光焊接中的應用。本發明專利技術的裝置通過優化的結構設計，可以使保護氣嘴的空間位置及導氣管角度可精確調節，且具有機構緊湊，調節快速簡便等特點。

Welding protective gas pipe regulating device and application thereof

The invention discloses a welding protective gas guide pipe adjusting device, which comprises a base body; rod are connected by a plurality of connecting rod mechanism, the head end is fixedly connected with the base body; a first direction distance adjusting mechanism, and the connecting rod end is fixedly connected with the movable relative linkage in the first direction. Second direction; distance adjusting mechanism, which is arranged in the first direction and distance adjusting mechanism which can relatively move in second directions; and the guide tube angle adjusting mechanism, which is arranged in the second direction distance adjusting mechanism, guide tube end mounted on the guide tube angle adjusting mechanism and relative distance adjustment mechanism moves the second direction, to adjust with the first or second direction angle. The invention also discloses the application of the device in laser welding. By optimizing the structure design, the device of the invention can adjust the space position of the air protection nozzle and the angle of the air guide pipe accurately, and has the characteristics of compact mechanism, fast and simple regulation, etc..

【技術實現步驟摘要】
一種焊接保護氣導氣管調節裝置及其應用
本專利技術涉及一種激光焊接
，尤其涉及一種應用于激光焊接過程中的焊接保護氣嘴精確定位機構。技術背景在激光焊接過程中，尤其是在對焊接接頭質量有較高要求的關鍵重大裝備的激光焊接過程中，對于焊接質量的穩定性和可靠性要求極高。但在激光焊接過程中，容易產生飛濺、表面塌陷、釘字頭焊縫、表面駝峰等焊接缺陷。這些缺陷的存在對焊接質量產生了嚴重影響，大大降低了產品的穩定性及可靠性。由于保護氣對焊縫的成形質量有著重要的影響，在激光焊接過程中配合使用結構簡單、易操作、調節精確的焊接保護氣裝置十分重要。保護氣噴嘴位置及導氣管角度的改變，會明顯改變保護氣對等離子體的抑制效果，影響激光的吸收率，進而影響焊接熔池小孔的穩定性。例如，當保護氣嘴高度過高時，焊接區域不能得到有效保護，導致焊縫表面氧化發黑，同時使得等離子體抑制效果不佳，不易獲得較大深寬比；當保護氣嘴高度過低時，保護氣氣流會對熔池小孔造成劇烈擾動，導致焊縫成形缺陷的產生。因此，精確控制保護氣噴嘴與焊接試板之間的距離與角度，確保吹出的保護氣精確對準焊接區域，獲得最佳的保護氣覆蓋范圍，對于激光焊接過程的控形控性相當重要。但是，當前已有的常見焊接保護氣裝置，或固定連接在焊接頭之上，無法調節保護氣嘴位置及導氣管角度；或可通過松緊螺栓，轉動連桿大致確定保護氣嘴的位置及導氣管角度，但無法進行精確定位，且在調節過程需同時兼顧多個位置變量，操作極不方便，可重復性差。同時，在激光焊接中焊接頭并不垂直于焊接板材且傾斜角度并不固定，因此當前已有的導氣管角度調節機構因直接固連在焊接頭上，并不能獲得并精確控制導氣管與焊接板材之間的角度。因此，如何精確調節焊接保護氣嘴的空間位置成為了激光焊接過程中的一個難題。
技術實現思路
針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本專利技術提供了一種焊接保護氣導氣管調節裝置，其通過優化的結構設計，可以使保護氣嘴的空間位置及導氣管角度可精確調節，且具有機構緊湊，調節快速簡便等特點。本專利技術還公開了相應的在激光焊接中的應用。為實現上述目的，按照本專利技術的一個方面，提供一種焊接保護氣導氣管調節裝置，其包括：用于與激光焊接頭連接的底座機構；連桿機構，其由多個桿體依次連接組成，各桿體之間可改變相對角度從而使得首末兩端端部的空間相對位置發生改變，其中該連桿機構的首端與所述底座機構可拆卸地固定連接；第一方向距離調節機構，其與所述連桿機構的末端可拆卸地固定連接，其可相對所述連桿機構在第一方向上移動；第二方向距離調節機構，其設置在所述第一方向距離調節機構上并可相對其在第二方向移動；以及導氣管角度調節機構，其設置在所述第二方向距離調節機構上，所述導氣管端部安裝在該導氣管角度調節機構上并可相對第二方向距離調節機構移動，以在所述第一方向和第二方向所在的平面方向上調節與第一方向或第二方向的角度。本方案中，首先通過底座機構以及連桿機構，可以實現對導氣管氣嘴的初步定位，然后通過第一方向距離調節機構、第二方向距離調節機構以及導氣管角度調節機構的協調匹配調節，進而可以精確控制導氣管氣嘴的空間位置。作為本專利技術的進一步優選，所述第一方向距離調節機構包括導軌盒、滑塊盒、斜齒條、斜齒輪以及橫向距離調節手輪，其中所述導軌盒與連桿機構末端端部固定連接，其一側開有沿第一方向的滑槽，所述滑塊盒底部設置在該滑槽中可相對其在第一方向上滑動，所述斜齒條固連于滑塊盒之上，所述斜齒輪通過齒輪軸安裝在所述導軌盒上，并與所述斜齒條嚙合，所述橫向距離調節手輪的轉動可驅動斜齒輪并帶動斜齒條移動，從而驅動所述滑塊盒相對導軌盒在第一方向上運動。作為本專利技術的進一步優選，所述第二方向距離調節機構包括設置在滑塊盒上的燕尾槽導軌、設置在所述燕尾槽導軌中并可相對其在第二方向移動的長滑塊、固連在長滑塊之上的斜齒條、以及通過轉動軸支撐設置在所述滑動盒上的斜齒輪，該斜齒輪與斜齒條相互嚙合且該轉動軸端部固連有高度調節手輪，所述高度調節手輪的轉動可驅動斜齒輪并帶動斜齒條在第二方向上移動，從而帶動長滑塊豎直方向上移動。作為本專利技術的進一步優選，所述第一方向與第二方向垂直。作為本專利技術的進一步優選，所述第一方向為水平方向，第二方向為豎直方向。作為本專利技術的進一步優選，所述導氣管角度調節機構包括帶角度刻度的半圓形導軌、滑塊、導氣管夾具以及導氣管，其中，所述半圓形導軌固定安裝在所述斜齒條末端，所述滑塊設置在該半圓形導軌上并可在其上自由滑動，所述導氣管夾具固連在滑塊之上可隨其移動，所述導氣管置于導氣管夾具之上，通過調整所述滑塊在所述半圓形導軌的位置可實現導氣管相對所述第一方向或第二方向角度的調整。作為本專利技術的進一步優選，所述連桿機構包括第一桿體和第二桿體，其中第一桿體一端端部與底座機構可拆卸地緊固連接，所述第二桿體一端端部與第一方向調整機構可拆卸地緊固連接，兩桿體另一端端部可拆卸地緊固連接。作為本專利技術的進一步優選，還包括測量卡尺機構，其用于測量激光光斑與噴嘴出口的水平距離與垂直距離，以用于導氣管空間位置的精確調節。作為本專利技術的進一步優選，所述測量卡尺機構包括一底座、一高度測量卡尺、一橫向距離測量卡尺及一輔助定位環，其中，所述高度測量卡尺與底座鉸接，其上有一輔助定位環，所述橫向距離測量卡尺置于底座的導軌槽內，其可相對底座在第一方向移動，所述高度測量卡尺可相對底座轉動至第二方向，所述輔助定位環用于第二方向上精確定位。總體而言，通過本專利技術所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：1)本專利技術裝置采用固定在激光加工頭上的底座機構以及連桿機構，可以實現對導氣管角度和空間位置的初步定位，然后通過第一方向距離調節機構、第二方向距離調節機構以及導氣管角度調節機構的協調匹配調節，進而可以精確控制導氣管氣嘴的空間位置；此種結構設計使得整個調節過程兼有快速調節與精確控制的特點。2)本專利技術裝置中的第一方向距離調節機構與第二方向距離調節機構匹配設置，其中的齒輪齒條結構的協調控制以及結合手輪的操作，可以在兩個自由度上高精度實現對導氣管的定位；3)本專利技術裝置中的角度調節機構中，通過設置半圓形的帶有刻度的導軌，以及可在其上相對滑動的導氣管夾具可實現在第一方向和第二方向所組成的平面上轉動，從而可以在第三自由度上精確調節導氣管的角度，實現導氣管精確定位；4)本專利技術裝置中通過連桿機構的調節并輔以平行于焊接板材的輔助定位環的找正，使得焊接頭無論偏轉多少，半圓形導軌上表面都可平行于焊接板材，此時調節導氣管的角度才是其與焊接板材之間的夾角。這樣的結構設計很好的解決了當前已有的導氣管角度調節機構因直接固連在焊接頭上，而激光焊接中焊接頭并不垂直于焊接板材且傾斜角度并不固定，因此并不能獲得并精確控制導氣管與焊接板材之間角度的問題。5)本專利技術所述裝置通過轉動連桿機構使保護氣嘴到達合適位置附近之后，再通過兩方向調節機構以及角度調節機構實現保護氣嘴的精確定位，具有結構緊湊、使用方便、操作靈敏度高等特點，可實現在激光焊接過程中采用合適位置側吹或頂吹焊接保護氣的目的，對等離子體有顯著的抑制效果，能增加焊接熔深，獲得較大的深寬比，同時能使熔池小孔處于穩定狀態，焊縫成形好，焊接質量高，對焊接接頭的控形控性有著重要意義，在航空航天、核設施、海洋裝備及汽車高鐵等關鍵重大裝備的生產中能夠得到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種焊接保護氣導氣管調節裝置，其包括：用于與激光焊接頭連接的底座機構(1)；連桿機構(2)，其由多個桿體依次連接組成，各桿體之間可改變相對角度從而使得首末兩端端部的空間相對位置發生改變，其中該連桿機構(2)的首端與所述底座機構(1)可拆卸地固定連接；第一方向距離調節機構(3)，其與所述連桿機構(2)的末端可拆卸地固定連接，其可相對所述連桿機構(2)在第一方向上移動；第二方向距離調節機構(4)，其設置在所述第一方向距離調節機構(3)上并可相對其在第二方向移動；以及導氣管角度調節機構(5)，其設置在所述第二方向距離調節機構(4)上，所述導氣管端部安裝在該導氣管角度調節機構(5)上并可相對所述第二方向距離調節機構(4)移動，以在所述第一方向和第二方向所在的平面方向上調節其與第一方向或第二方向的角度。

【技術特征摘要】
1.一種焊接保護氣導氣管調節裝置，其包括：用于與激光焊接頭連接的底座機構(1)；連桿機構(2)，其由多個桿體依次連接組成，各桿體之間可改變相對角度從而使得首末兩端端部的空間相對位置發生改變，其中該連桿機構(2)的首端與所述底座機構(1)可拆卸地固定連接；第一方向距離調節機構(3)，其與所述連桿機構(2)的末端可拆卸地固定連接，其可相對所述連桿機構(2)在第一方向上移動；第二方向距離調節機構(4)，其設置在所述第一方向距離調節機構(3)上并可相對其在第二方向移動；以及導氣管角度調節機構(5)，其設置在所述第二方向距離調節機構(4)上，所述導氣管端部安裝在該導氣管角度調節機構(5)上并可相對所述第二方向距離調節機構(4)移動，以在所述第一方向和第二方向所在的平面方向上調節其與第一方向或第二方向的角度。2.根據權利要求1所述的一種焊接保護氣導氣管調節裝置，其中，所述第一方向距離調節機構(3)包括導軌盒(31)、滑塊盒(32)、斜齒條(33)、斜齒輪(34)以及橫向距離調節手輪(35)，其中所述導軌盒(31)與連桿機構(2)末端端部固定連接，其底部開有沿第一方向的滑槽，所述滑塊盒(32)底部設置在該滑槽中可相對其在第一方向上滑動，所述斜齒條(33)固連于滑塊盒(32)之上，所述斜齒輪(34)通過齒輪軸安裝在所述導軌盒(31)上，并與所述斜齒條(33)嚙合，所述橫向距離調節手輪(35)的轉動可驅動斜齒輪(34)并帶動斜齒條(33)移動，從而驅動所述滑塊盒(32)相對導軌盒(31)在第一方向上運動。3.根據權利要求2所述的一種焊接保護氣導氣管調節裝置，其中，所述第二方向距離調節機構(4)包括設置在滑塊盒(32)上的燕尾槽導軌(41)、設置在所述燕尾槽導軌(41)中并可相對其在第二方向移動的長滑塊(42)、固連在長滑塊(42)之上的斜齒條(43)、以及通過轉動軸支撐設置在所述滑動盒(32)上的斜齒輪(44)，該斜齒輪(44)與斜齒條(43)相互嚙合且該轉動軸端部固連有高度調節手輪(45)，所述高度調節手輪(45)的轉動可驅動斜齒輪(44)并帶動斜齒條(43)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣平，劉衛，邵新宇，艾岳巍，耿韶寧，劉洋，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42