一种高速激光精密加工装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种精密加工装置，更具体地说它涉及一种高速激光精密加工装置及其方法。

背景技术

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

部分激光焊接采用一束激光直接对工件进行焊接，直接焊接后的工件内部会产生热应力容易导致工件变形；为了消除热应力部分厂家会采用外加热源的消除机构，但是外加热源焊接机构难以控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明在于提供一种高速激光精密加工装置及其方法，具有便于控制、消除热应力产生的效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高速激光精密加工装置及其方法，其特征在于：包括基台；所述基台上固定设置有若干个固定台；所述固定台之间设置有螺纹杆和若干根限制杆；所述螺纹杆和限制杆上设置有焊接机构；所述焊接机构包括移动块、入射部、直射管、左斜管、右斜管；所述直射管、左斜管、右斜管上均设置有聚焦部；所述固定台两侧设置有压紧块。

本发明进一步设置为：所述固定台上开设有若干个上孔洞和若干个下孔洞；所述上孔洞内分别设置有螺纹杆和限制杆；所述移动块上开设有螺纹孔和若干个通孔；所述螺纹杆与螺纹孔配合；所述通孔与限制杆配合；所述螺纹杆和限制杆可设置于上孔洞和下孔洞内。

本发明进一步设置为：所述移动块内开设有凹槽；所述直射管与聚焦部固定连接；所述左斜管、右斜管与聚焦部固定连接；所述左斜管与右斜管内有反射膜；所述入射部位于直射管、左斜管、右斜管上方；所述直射管与左斜管、右斜管之间呈锐角设置；所述直射管上的聚焦部使得激光光束聚焦于工件焊接处形成焊接光斑；所述右斜管上的聚焦部使得激光光束聚焦于工件焊接处的前方形成预热光斑；所述左斜管上的聚焦部使得激光光束聚焦于工件焊接处的后方形成后处理光斑。

本发明进一步设置为：所述左斜管、右斜管侧壁之间互相平行；所述直射管侧壁之间互相平行。

本发明进一步设置为：所述移动块上开设有开口；所述开口使得激光发射器上的激光发射部与入射部连接。

本发明进一步设置为：所述压紧块上开设有若干个块孔；所述块孔内设置有若干个压紧螺丝；所述压紧螺丝上固定设置有若干个把手。

本发明进一步设置为：所述固定台上设置有电机；所述电机通过连接皮带与螺纹杆连接；所述焊接机构在螺纹杆和限制杆上通过电机和连接皮带带动螺纹杆转动使得焊接机构在螺纹杆和限制杆上移动。

本发明进一步设置为：所述基台底部固定设置有若干个支撑脚。

综上所述，本发明具有以下有益效果：直射管上的聚焦部使得经由入射部的激光光束聚集从而形成焊接光斑从而对工件进行焊接；右斜管上的聚焦部使得经由入射部的激光光束聚焦形成预热光斑；左斜管上的聚焦部使得经由入射部的激光光束聚焦形成后处理光斑且采用同一束光源使得焊接过程容易控制，能有效消除焊接产生的热应力，上孔洞和下孔洞使得焊接机构便于调节在固定台上的位置。

附图说明

图1是本实施例结构示意图；

图2是本实施例焊接机构示意图；

图3是本实施例焊接光斑、预热光斑、后处理光斑和移动块上凹槽示意图；

图4是本实施例螺纹孔、通孔、块孔示意图；

图5是本实施例上孔洞、下孔洞示意图。

附图标记：1、基台；2、固定台；3、螺纹杆；4、限制杆；5、移动块；6、入射部；7、直射管；8、左斜管；9、右斜管；10、聚焦部；11、压紧块；12、上孔洞；13、下孔洞；14、螺纹孔；15、通孔；16、凹槽；17、反射膜；18、焊接光斑；19、预热光斑；20、后处理光斑；21、开口；22、块孔；23、压紧螺丝；24、把手；25、电机；26、连接皮带；27、支撑脚。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例公开了一种高速激光精密加工装置及其方法，如图1至图5所示，本发明具有便于控制、消除热应力产生的效果，包括基台1；所述基台1上焊接设置有两个固定台2；所述基台1和固定台2采用铁为材料制作；所述固定台2之间设置有螺纹杆3和两根限制杆4；所述螺纹杆3和限制杆4上设置有焊接机构；所述焊接机构包括移动块5、入射部6、直射管7、左斜管8、右斜管9；所述直射管7、左斜管8、右斜管9上均设置有聚焦部10；所述固定台2上设置有两个压紧块11。

通过采用上述技术方案：焊接机构通过螺纹杆3和限制杆4在固定台2之间移动从而对基台1上的工件进行焊接；直射管7上的聚焦部10将激光光束聚焦在焊接处从而对工件进行焊接；右斜管9上的聚焦部10将激光光束聚焦在焊接处一侧从而对工件进行预热处理；左斜管8上的聚焦部10将激光光束聚焦在焊接处另一侧从而对工件进行后处理使得焊接部位的热应力及时释放，通过上述设置可使得焊接过程便于控制且能够消除热应力；压紧块11能够对工件进行压紧操作防止工件在焊接时位移。

所述固定台2上共开设有六个上孔洞12和六个下孔洞13，每个固定台2上开设有三个上孔洞12和三个下孔洞13；所述上孔洞12内分别设置有螺纹杆3和限制杆4；所述移动块5上开设有螺纹孔14和两个通孔15；所述螺纹杆3与螺纹孔14配合；所述通孔15与限制杆4配合；所述螺纹杆3和限制杆4可设置于上孔洞12和下孔洞13内。

通过采用上述技术方案：一侧固定台2上的上孔洞12和下孔洞13完全贯穿一侧固定台2使得螺纹杆3和限制杆4穿过固定台2；另一侧固定台2上的上孔洞12和下孔洞13贯穿另一侧固定台2的一侧从而能够防止螺纹杆3和限制杆4脱离固定台2；螺纹杆3与螺纹孔14配合、通孔15与限制杆4配合使得移动块5稳固设置于螺纹杆3和限制杆4上；移动块5通过螺纹杆3的转动使得移动块5在螺纹杆3和限制杆4上移动从而完成焊接作业；螺纹杆3和限制杆4可设置于不同的上孔洞12和下孔洞13内便于对不同高度位置的工件进行焊接。

所述移动块5底部开设有凹槽16；所述直射管7与聚焦部10固定连接；所述左斜管8、右斜管9分别与左斜管8、右斜管9上的聚焦部10固定连接；所述聚焦部10为聚焦透镜；所述左斜管8、右斜管9内均有反射膜17；所述入射部6位于直射管7、左斜管8、右斜管9上方；所述直射管7与左斜管8之间呈锐角设置；所述直射管7与右斜管9之间呈锐角设置；所述直射管7上的聚焦部10使得激光光束聚焦于工件焊接处形成焊接光斑18；所述右斜管9上的聚焦部10使得激光光束聚焦于工件焊接处的前方形成预热光斑19；所述左斜管8上的聚焦部10使得激光光束聚焦于工件焊接处的后方形成后处理光斑20。

通过采用上述技术方案：直射管7的进光量大于左斜管8、右斜管9的进光量，如图2所示，直射管7的进光量最大从而能够通过直射管7上的聚焦部10将激光聚焦成能量集中的焊接光斑18从而对工件进行焊接；右斜管9和左斜管8的进光量小于直射管7的进光量，在焊接前通过右斜管9上的聚焦部10将右斜管9内的激光聚焦成预热光斑19，在焊接时通过直射管7上的聚焦部10将直射管7内的激光聚焦成焊接光斑18从而对工件进行焊接；在焊接后通过左斜管8上的聚焦部10将左斜管8内的激光聚焦成后处理光斑20，后处理光斑20使得焊接部位的应力及时释放从而能够防止产生较大热应力而使得工件变形；激光经由反射膜17能够反射至左斜管8底部的聚焦部10和右斜管9底部的聚焦部10；反射膜17能够提高激光的反射率从而提高激光能量的利用率。

预热光斑19比焊接光斑18大，预热光斑19较大导致预热区域较大，其作用是减小焊接区域与预热区域的温度差从而能减小热应力的产生；后处理光斑20亦比焊接光斑18大，其作用是消除焊接后的热应力，因此后处理光斑20比焊接光斑18大。

所述左斜管8、右斜管9侧壁之间互相平行；所述直射管7侧壁之间互相平行；所述所述移动块5上开设有开口21；所述开口21使得激光发射器上的激光发射部与入射部6连接。

通过采用上述技术方案：左斜管8侧壁之间平行、右斜管9侧壁之间平行使得激光能够经由反射膜17反射至左斜管8底部的聚焦部10和右斜管9底部的聚焦部10上；开口21使得激光发射部与入射部6连接从而使得激光能发射至入射部6内。

所述压紧块11上共开设有六个块孔22；所述块孔22内设置有六个压紧螺丝23；所述压紧螺丝23上固定设置有六个把手24。

通过采用上述技术方案：块孔22内设置的压紧螺丝23便于在焊接时对工件进行压紧从而防止工件产生位移，通过把手24控制压紧螺丝23在块孔22内的深度从而使得压紧螺丝23通过把手24能够对工件进行压紧。

所述固定台2上焊接设置有电机25；所述电机25通过连接皮带26与螺纹杆3连接；所述焊接机构在螺纹杆3和限制杆4上通过电机25和连接皮带26带动螺纹杆3转动使得焊接机构在螺纹杆3和限制杆4上移动；所述基台1底部焊接设置有四个支撑脚27。

通过采用上述技术方案：电机25启动后通过连接皮带26带动螺纹杆3转动，螺纹杆3转动后带动移动部移动从而对工件进行焊接；限制杆4可限制移动块5使得移动块5在螺纹杆3和限制杆4上做前后位移运动。

综上所述，本发明具有以下有益效果：直射管7上的聚焦部10使得经由入射部6的激光光束聚集从而形成焊接光斑18从而对工件进行焊接；右斜管9上的聚焦部10使得经由入射部6的激光光束聚焦形成预热光斑19；左斜管8上的聚焦部10使得经由入射部6的激光光束聚焦形成后处理光斑20且采用同一束光源使得焊接过程容易控制，能有效消除焊接产生的热应力，上孔洞12和下孔洞13使得焊接机构便于调节在固定台2上的位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。