本发明公开了一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，它涉及激光?TIG复合焊枪领域。为解决传统的单焊丝、单热源焊接中焊缝宽、焊接变形大、焊接速度低、熔深小等问题，提出了该发明。电弧通过激光直接诱导产生，钨极分为若干部分制造，光纤置于其中，激光由光纤引入，通过聚光镜聚焦，钨极和光纤的长度通过钨极长度调节器和光纤调节器进行调节，光纤外有二氧化硅绝热涂层，复合焊枪内套上车有螺旋形的冷却水道。它利用低能激光辅助电弧焊接理论，采用激光?TIG同轴复合设计，结构简单实用，不仅能够满足普通焊枪的基本要求，而且极易得到一个易引燃、高精度的焊接电弧，焊接生产效率，生产和维修成本较低。
1.一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，包括：枪体；所述的枪体由喷嘴(1)、铜筛网(2)、复合焊枪外套(3)、保护气套(4)、进水管(5)、帽盖(6)、复合焊枪内套(7)、电极夹(8)、钨电极(9)、钨极长度调节器(10)、聚光镜(11)、光纤长度调节器(12)、光纤(13)、出水管(14)、进气管(15)、导电铜片(16)、水塞(17)和密封圈(18)组成；所述的钨电极(9)通过电极夹(8)夹紧固定，内通光纤，激光由光纤(13)引入，通过聚光镜(11)进行聚焦，聚光镜(11)与光纤长度调节器(12)螺纹相连，钨电极(9)和光纤(13)的长度分别通过钨极长度调节器(10)和光纤长度调节器(12)进行调节，光纤长度调节器(12)与钨极长度调节器(10)螺纹连接，电极夹(8)嵌入钨极长度调节器(10)中并且深入到复合焊枪内套(7)中；所述的喷嘴(1)采用陶瓷材料制造，外部车有M60的螺纹，与复合焊枪外套(3)相连；所述的保护气套(4)采用铸铝材料制作，嵌在复合焊枪外套(3)中；所述的复合焊枪内套(7)采用铜合金制造，与复合焊枪外套(3)之间过盈配合连接，且所述的复合焊枪内套(7)上面车有螺旋形的冷却水道，冷却水从进水管(5)进入到螺旋形的冷却水道，从出水管(14)流出，进水管(5)的管口小于螺旋形的冷却水道的管口。
2.根据权利要求1所述的一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，其特征在于：所述的钨电极(9)采用纯钨材料制造，所述的钨电极(9)直径可以在一定范围内调节，上部靠近聚光镜的一端是平整的，制造时沿轴线剖分成若干部分，分别在各部分中开槽，光纤(13)置于各槽所组成的通孔中，通过电极夹(8)进行夹持固定，所述的钨电极(9)和光纤(13)均可更换。
3.根据权利要求1所述的一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，其特征在于所述的聚光镜(11)外缘黏有一层橡胶，通过螺纹连接于光纤长度调节器(12)上。
4.根据权利要求1所述的一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，其特征在于所述的光纤(13)为石英光纤，通过冷却水进行冷却，外部涂有一层二氧化硅绝热涂层。
5.根据权利要求1所述的一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，其特征在于：所述的导电铜片(16)材料为铜合金，厚度为2mm左右，包裹在复合焊枪外套(3)的外面，外沿用一个螺栓紧固住。
6.根据权利要求1所述的一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，其特征在于所述的密封圈(18)为矩形橡胶垫圈，位于冷却水回路的上下两端，为了使其压紧，在复合焊枪内套(7)上伸出一个圆形的翅膀，翅膀和复合焊枪内套(7)之间用一个螺钉连接。
一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪
技术领域
[0001] 本发明涉及弱激光-TIG复合焊枪应用技术领域，具体为一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪。
背景技术
[0002] 目前，随着制造业的飞速发展，对焊接效率提出了更高的要求，这需要在保证焊接质量的前提下进一步提高焊接速度。与传统的单热源焊接不同，复合热源焊接技术越来越受重视，激光-电弧复合焊接是最常用的复合热源焊接技术之一。相对于单电弧焊接而言，激光-电弧复合焊接的热输入比较集中、焊缝窄、热影响区窄、焊接变形小、焊接速度高、熔深大；相对于单纯激光焊接而言，激光-电弧复合焊接增加了搭桥能力，减少了对中要求，并且由于电弧的作用使得激光在焊接过程中更加稳定，降低了气孔、咬边等缺陷产生。目前国内外的激光-电弧复合焊接大多以大功率激光器(1kW以上)和TIG/MIG电弧为主要热源，这种工艺所采用的激光-电弧复合方式也基本为激光和电弧作用于同一熔池的旁轴复合方式，从工艺上无法实现将激光设置于电弧中央的同轴复合。
[0003] 目前，尚未见到对低能激光辅助TIG电弧起弧/焊接技术和光纤导引弱激光-TIG同轴复合焊接工艺及设备的研究报导。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，它结构简单，设计新颖，造价低廉，实用性强，易于推广使用。
[0005] 为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪，包括：枪体和导电系统；枪体由喷嘴、铜筛网、复合焊枪外套、保护气套、进水管、帽盖、复合焊枪内套、电极夹、钨电极、钨极长度调节器、聚光镜、光纤长度调节器、光纤、出水管、进气管、水塞和密封圈组成；导电系统由导电铜片组成。
[0006] 优选地，所述喷嘴采用陶瓷材料制造，外部车有M60的螺纹，与复合焊枪外套相连。
[0007] 优选地，所述保护气套采用铸铝材料制作，嵌在复合焊枪外套中。
[0008] 优选地，所述复合焊枪内套采用铜合金制造，和复合焊枪外套之间采用N8/h7的过盈配合，上面车有螺旋形的冷却水道，冷却水从进水管进入到螺旋形的冷却水道，从出水管流出，进水管的管口略小于螺旋形的冷却水道的管口。
[0009] 优选地，所述电极夹深入到复合焊枪内套中，同时嵌入钨极长度调节器中。
[0010] 优选地，所述钨电极采用纯钨制造，直径可以在一定范围内调节，上部靠近聚光镜的一端是平整的，制造时沿轴线剖分成若干部分，分别在各部分中开槽，光纤置于各槽所组成的通孔中，通过电极夹进行夹持固定，钨电极和光纤均可更换。
[0011] 优选地，所述聚光镜外缘黏有一层橡胶，通过螺纹连接于光纤长度调节器上。
[0012] 优选地，所述光纤为石英光纤，通过冷却水进行冷却，外部涂有一层二氧化硅绝热涂层。
[0013] 优选地，所述导电铜片材料为铜合金，厚度为2mm左右，包裹在复合焊枪外套的外面，外沿用一个螺栓紧固住。
[0014] 优选地，所述密封圈为矩形橡胶垫圈，位于冷却水回路的上下两端，为了使其压紧，在复合焊枪内套上伸出一个圆形的翅膀，翅膀和复合焊枪内套之间用一个螺钉连接。
[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：该采用弱激光-TIG同轴复合设计，结构小巧实用，通过光纤导引激光，利用聚光镜进行聚焦，克服了旁轴复合式焊枪中聚光镜安装的难题，除了满足普通焊枪的基本要求之外，电弧由激光直接诱导产生，使得引弧简单方便，极易得到一个易引燃、可控制、高能量密度和高精度的焊接电弧，通过钨极长度调节器和光纤长度调节器可分别调节钨电极和光纤的长度，不仅可操作性强。整体结构简单，设计新颖，造价低廉，实用性强，易于推广使用。
附图说明
[0016] 图1为本发明的整体剖视图。
[0017] 附图标记中：1-喷嘴；2-铜筛网；3-复合焊枪外套；4-保护气套；5-进水管；6-帽盖；7-复合焊枪内套；8-电极夹；9-钨电极；10-钨极长度调节器；11-聚光镜；12-光纤长度调节器；13-光纤；14-出水管；15-进气管；16-导电铜片；17-水塞；18-密封圈。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种光纤导引弱激光同轴复合焊枪,包括：枪体和导电系统；枪体由喷嘴1、铜筛网2、复合焊枪外套3、保护气套4、进水管5、帽盖6、复合焊枪内套7、电极夹8、钨电极9、钨极长度调节器10、聚光镜11、光纤长度调节器12、光纤13、出水管14、进气管15、水塞17、密封圈18组成；导电系统由导电铜片16组成；钨电极9通过电极夹8夹紧固定，内通光纤，激光主要由光纤13引入，通过聚光镜11进行聚焦，聚光镜11通过螺纹与光纤长度调节器12相连，钨电极9和光纤的长度可分别通过钨极长度调节器10和光纤长度调节器12进行调节，光纤长度调节器12采用M10的螺纹与钨极长度调节器10相连，电极夹8嵌入钨极长度调节器10中并且深入到复合焊枪内套7中，复合焊枪内套7上面车有螺旋形的冷却水道。焊枪的电弧可通过激光直接诱导产生，它的钨电极分为若干部分制造，光纤包入其中，结构简单稳定，激光主要靠光纤引入且通过聚光镜进行聚光，钨电极的长度和光纤的长度可分别通过钨极长度调节器和光纤长度调节器进行调节，钨电极和光纤主要通过冷却水进行降温保护，光纤采用二氧化硅涂层进行绝热防护。所述的喷嘴1采用陶瓷材料制造，外部车有M60的螺纹，与复合焊枪外套3相连接。所述的铜筛网2采用铜合金制造，主要作用是使保护气从铜筛网2的孔隙中流入喷嘴1中，防止气体紊流，影响保护的效果。所述的保护气套4采用铸铝材料制作，嵌在复合焊枪外套3中。所述的帽盖6和复合焊枪外套3采用M45的螺纹连接。所述的复合焊枪内套7采用铜合金制造，和复合焊枪外套3之间采用N8/h7的过盈配合，上面车有螺旋形的冷却水道，以达到更好的冷却效果，冷却水从进水管5进入到螺旋形的冷却水道，从出水管14流出，由于不可能达到完全的对中效果，所以进水管5的管口略小于螺旋形的冷却水道的管口。所述的电极夹8嵌入钨极长度调节器10中，同时深入到复合焊枪内套7中，可以夹紧不同直径的钨电极。所述的钨电极9采用纯钨制造，直径可以在一定范围内调节，为了保证激光能够顺利聚焦到钨电极光纤中，其上部靠近聚光镜的一端必须是平整的，由于中间要通光纤，需要开一个直径1mm的小孔，为解决开孔的困难，制造时将钨电极9从中间劈开，分成若干部分制造，分别在各部分中开相应的槽，将光纤13置于各槽所组成的通孔中，然后通过电极夹8加持固定，从而钨电极9可以直接把光纤13牢牢包在其中，这样的设计方案不仅使钨电极9开孔简单，而且光纤13的放入和拆出都很方便。
[0020] 所述的钨极长度调节器10用来调节钨电极的长度，与帽盖6采用M20的螺纹连接，当钨电极9发生烧蚀后，可以将其端部打磨，再通过螺纹的上下拧动来调节其长度，然后作用于电极夹8进行夹紧。
[0021] 所述的聚光镜11用来使光纤引入的激光进行聚焦，通过螺纹连接于光纤长度调节器12上，外缘黏有一层橡胶，用来防止和钨电极9接触时磨损钨电极端部。
[0022] 所述的光纤长度调节器12用来调节光纤的长度，采用M10的螺纹与钨极长度调节器10连接。
[0023] 所述的光纤13为石英光纤，用来引入外部激光，主要通过通冷却水进行降温保护，外部还涂有一层二氧化硅涂层进行绝热防护。
[0024] 所述的导电铜片16材料为铜合金，厚度为2mm左右，包裹在复合焊枪外套3的外面，外沿用一个螺栓紧固住。
[0025] 所述的密封圈18为矩形橡胶垫圈，位于冷却水回路的上下两端，用来防止冷却水从回路里漏出，为了使其压紧，在复合焊枪内套7上伸出一个圆形的翅膀，翅膀和复合焊枪内套7之间用一个螺钉连接，这样在压紧密封圈18的同时，使整个复合焊枪内套7和外套3之间连接成了一个整体，不仅密封圈18在拆卸其他部件时不会发生松动，而且复合焊枪内套7也不会因为在调节钨电极长度时由于调节器作用于电极夹8上的力而松动。
[0026] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
