一种用于激光焊接的工装及激光焊接设备的制作方法

本技术涉及激光焊接，具体涉及一种用于激光焊接的工装及激光焊接设备。

背景技术：

1、激光焊接是一种利用高能量密度的激光束轰击工件，使材料迅速熔化和连接的焊接技术。在使用激光焊接工件时，一般需要使用激光焊接工装，使激光通过激光焊接工装内的焊接通道并轰击在工件上，通过激光焊接工装遮挡激光焊接时所产生的焊渣。此时，焊渣会附着在激光焊接工装的内表面上，但在焊渣附着较多后会影响焊接通道的激光通过性能。因此，需要对激光焊接工装的内表面的焊渣进行清理。

2、现有技术中，对激光焊接工装的内表面进行清理通常是将激光焊接工装拆卸下来，然后对其内表面进行打磨处理。采用这种方式清理激光焊接工装的内表面的焊渣极不方便，影响工作效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的之一在于提供一种用于激光焊接的工装，以解决如何提升激光焊接工装的清理效率的问题；目的之二在于提供一种激光焊接设备。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、根据本技术涉及的第一方面，提供一种用于激光焊接的工装，工装包括主体结构和衬套。所述主体结构设有焊接通道，所述焊接通道包括激光进口和激光出口。所述主体结构设有卡接凹槽和安装槽，所述卡接凹槽由所述主体结构的内周面沿所述焊接通道的径向凹陷，所述安装槽由所述激光进口所处端面凹陷至所述卡接凹槽，且沿所述焊接通道的径向延伸至所述焊接通道的内周面。所述衬套设于所述焊接通道内，所述衬套沿所述焊接通道的周向延伸。其中，所述衬套包括本体和设于所述本体上的卡接凸起。所述卡接凹槽包括沿所述焊接通道的周向排布的第一槽部和第二槽部，所述第一槽部位于所述安装槽靠近所述激光出口的一侧，所述卡接凸起卡接于所述第二槽部。

4、根据上述技术手段，通过在主体结构的焊接通道内设置衬套，且衬套沿焊接通道的周向延伸，在激光由焊接通道的激光进口进入焊接通道，并从激光出口射出时，激光位于衬套围成的空间内。如此，激光在对工件焊接时产生的焊渣溅射至焊接通道内后会附着在衬套上，而不会附着在主体结构的内表面上。在此基础上，通过在主体结构上设置安装槽和卡接凹槽，以及在衬套的本体上设置卡接凸起，可以在衬套上的焊渣附着较多、影响激光的通过性时，旋转衬套，使卡接凸起从第二槽部移动至第一槽部；然后沿焊接通道的轴向朝向安装槽移动衬套，将衬套从主体结构上取下，再更换上新的衬套；从而快速的更换衬套，以通过快速更换衬套来实现对焊渣的清除，提高焊渣清除的效率，保证工装快速的投入工作。

5、在一种可能的实施方式中，所述主体结构还设有第一定位孔，所述衬套还设有第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔均沿所述焊接通道的径向延伸，且所述第一定位孔和所述第二定位孔对齐。

6、根据上述技术手段，通过在主体结构上设置第一定位孔、在衬套上设置第二定位孔，便于在安装时确定衬套是否在主体结构内处于正确的安装位置。当向主体结构的焊接通道内安装衬套、本体上的卡接凸起处于卡接凹槽的第一槽部时，从第一定位孔不能观察到第二定位孔，表明此时衬套没有安装到位；当本体上的卡接凸起处于卡接凹槽的第二槽部时，从第一定位孔可以观察到第二定位孔且第一定位孔和第二定位孔对齐，表明衬套已在主体结构内正确安装。

7、在一种可能的实施方式中，沿所述焊接通道的周向，所述安装槽的尺寸大于所述卡接凸起的尺寸。

8、根据上述技术手段，通过设置安装槽的尺寸大于卡接凸起的尺寸，可以提升在主体结构中安装衬套的便捷性。

9、在一种可能的实施方式中，沿所述焊接通道的周向，所述安装槽远离所述第二槽部的内壁面与所述第一槽部远离所述第二槽部的内壁面共面。

10、根据上述技术手段，通过设置安装槽远离第二槽部的内壁面与第一槽部远离第二槽部的内壁面共面，在卡接凸起与卡接凹槽卡接的过程中，可以使卡接凸起贴着安装槽远离第二槽部的内壁面和第一槽部远离第二槽部的内壁面移动，以使安装槽远离第二槽部的内壁面和第一槽部远离第二槽部的内壁面对卡接凸起起到引导作用，并且在卡接凸起入到第一槽部内后，由于第一槽部远离第二槽部的内壁面对卡接凸起的阻挡限位，可以快速确定衬套的旋转方向，以使卡接凸起快速的进入第二槽部。如此可以便于将衬套上的卡接凸起通过安装槽装置至主体结构的卡接凹槽的第二槽部，可以使衬套与主体结构的安装过程更加简便、快捷。

11、在一种可能的实施方式中，所述卡接凸起和所述卡接凹槽的数量均为多个，多个所述卡接凸起和多个所述卡接凹槽均沿所述焊接通道的周向间隔排布，一个所述卡接凸起卡接于一个所述卡接凹槽内。

12、根据上述技术手段，通过设置卡接凸起和卡接凹槽的数量均为多个，即通过多处连接实现衬套与主体结构的连接，可以使衬套与主体结构之间的连接更加稳固。

13、在一种可能的实施方式中，所述主体结构还包括第一排渣通道和保护气进气通道。所述衬套包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分沿所述焊接通道的周向排布，且围成第一通道。所述第一部分与所述主体结构之间限定出通气间隙，所述保护气进气通道与所述通气间隙连通。所述第二部分与所述主体结构接触，且所述第二部分设有第二排渣通道，所述第二排渣通道的一端与所述第一通道连通，所述第二排渣通道的另一端与所述第一排渣通道连通。

14、根据上述技术手段，通过设置第一排渣通道与第二排渣通道，并将两者连通，可以便于通过排渣组件与第一排渣通道连接，及时从第一排渣通道内向外排出激光焊接时所产生的废气与焊渣，能够避免废气与飞溅的焊渣对激光束的遮挡、影响焊接质量，也能够避免焊渣在衬套上的累积遮挡激光的光路。通过衬套的第一部分与主体结构之间限定出通气间隙，并设置保护气进气通道与通气间隙连通，可以便于输气组件与保护气进气通道连接，通过输气组件将保护气由保护气进气通道通入通气间隙，再顺着通气间隙通向待焊接的表面。激光焊接工件时，被焊接部位的温度达到工件材料的熔点之上，通常在焊接过程中会在工件待焊接的表面的上方通入保护气即惰性气体隔离空气，避免被焊接部位的材料发生氧化由此降低焊接的强度。通过设置第二部分与主体结构接触，能够将上述保护气进气通道至通气间隙所构成的保护气气路与第一排渣通道与第二排渣通道所构成的排渣通路隔离开来，避免通入保护气与排出废气、焊渣两过程相互干扰，可以保障保护气防止焊缝氧化的效果。

15、在一种可能的实施方式中，沿所述焊接通道的径向，所述通气间隙的宽度可以大于或等于0.5mm且小于或等于1.0mm。

16、根据上述技术手段，通过设置通气间隙的宽度可以大于或等于0.5mm且小于或等于1.0mm，可以使较多的保护气同时进入通气间隙内，进一步可以更快地在待焊接的表面形成隔离层。

17、在一种可能的实施方式中，沿所述焊接通道的轴向，所述第一排渣通道的中心与所述主体结构的靠进所述激光出口的一端的距离可以大于或等于25mm且小于或等于35mm。

18、根据上述技术手段，通过设置第一排渣通道的中心与主体结构的靠进激光出口的一端的距离可以大于或等于25mm且小于或等于35mm，可以在从第一排渣通道抽气、排出废气与焊渣时，降低对保护气隔离层的影响，避免扰动保护气隔离层，使其与空气发生混合。

19、在一种可能的实施方式中，所述保护气进气通道与所述通气间隙靠近所述激光进口的一端连通。

20、根据上述技术手段，通过设置保护气进气通道与通气间隙靠近激光进口的一端连通，可以便于从保护气进气通道通入的保护气气流在通气间隙内减速、弥散，可以使保护气在待焊接的表面形成完整的隔离层，以隔离空气，防止焊缝氧化。

21、在一种可能的实施方式中，所述第一排渣通道的周围可以设置多个螺纹孔。

22、根据上述技术手段，通过在第一排渣通道的周围设置多个螺纹孔，可以便于实现排渣组件与工装的连接。

23、在一种可能的实施方式中，所述主体结构上还可以设置多个连接通孔，多个所述连接通孔的轴向与所述焊接通道的轴向相一致。

24、根据上述技术手段，通过在主体结构上设置多个连接通孔，可以便于将工装与其他组件、例如驱动组件连接。

25、在一种可能的实施方式中，所述第一部分包括第一子部分和第二子部分，沿所述焊接通道的轴向，所述第一子部分连接于所述第二子部分靠近所述激光进口的一侧，所述第一子部分与所述主体结构接触，所述第二子部分与所述主体结构限定出所述通气间隙。

26、根据上述技术手段，通过设置第一子部分与主体结构接触，可以防止从保护气进气通道通入的保护气在激光进口的一端产生泄露。进一步设置第二子部分与主体结构限定出通气间隙，可以使从保护气进气通道通入的保护气流向工件的待焊接的表面、实现避免焊缝氧化的功能。

27、在一种可能的实施方式中，沿所述焊接通道的周向，所述通气间隙的尺寸大于所述第二部分的尺寸。

28、根据上述技术手段，通过设置通气间隙的尺寸大于第二部分的尺寸，可以提升向第一通道所围成的空间内输入保护气的流量，即可以便于提供充足的保护气保护焊缝免于氧化。

29、在一种可能的实施方式中，所述衬套还包括第三部分，所述第三部分沿所述焊接通道的周向延伸一周，且沿所述焊接通道的轴向，所述第一部分和所述第二部分均连接于所述第三部分靠近激光进口的一侧。所述第三部分与所述主体结构之间限定出于扩散间隙，所述扩散间隙与所述通气间隙连通。

30、根据上述技术手段，通过在衬套上设置第三部分，并在第三部分与主体结构之间限定出于扩散间隙、使扩散间隙与通气间隙连通，可以便于从保护气进气通道通入的保护气气流，从待焊接的表面的周围均匀流向待焊接的表面，有助于保护气快速占据待焊接的表面、隔离空气。

31、在一种可能的实施方式中，所述第三部分为锥筒结构。所述主体结构的内周面包括锥筒面，所述锥筒面与所述锥筒结构之间限定出所述扩散间隙。

32、根据上述技术手段，通过设置主体结构的内周面包括锥筒面、第三部分为锥筒结构，可以使由扩散间隙扩散出的保护气气流沿斜向流向待焊接的表面，便于保护气在第一通道所围成的空间内快速扩散、隔离空气，且不直吹焊缝、影响焊接效果。通过设置主体结构的内周面包括锥筒面，也便于主体结构靠近激光出口的一端和工件待焊接的表面的尺寸相匹配，有助于压紧待焊接的表面、提升焊接质量。

33、在一种可能的实施方式中，所述主体结构的所述锥筒面的靠近所述激光出口的一端与所述第三部分靠近所述激光出口的一端之间的距离可以大于或等于4mm且小于或等于8mm。

34、根据上述技术手段，通过在上述两端之间设置一定的距离，可以便于保护气气流从通气间隙进入第一通道所围成的空间，以隔离空气，保护焊缝。

35、在一种可能的实施方式中，所述主体结构的所述锥筒面的靠近所述激光出口的一端，其壁厚可以大于或等于2.5mm且小于或等于3.5mm。

36、根据上述技术手段，通过设置此处壁厚可以大于或等于2.5mm且小于或等于3.5mm，可以保证工装在一定压力下与待焊接的表面抵接时，工装不会出现损坏，也可以避免工装在工件的待焊接的表面上形成压痕。

37、根据本技术涉及的第二方面，提供了一种激光焊接设备，激光焊接设备包括上述的工装。

38、由此，本技术的上述技术特征具有以下有益效果：

39、（1）本技术通过在主体结构的焊接通道内设置衬套。如此，激光在对工件焊接时产生的焊渣溅射至焊接通道内后会附着在衬套上，而不会附着在主体结构的内表面上。通过在主体结构上设置安装槽和卡接凹槽，以及在衬套的本体上设置卡接凸起，可以在衬套上的焊渣附着较多、影响激光的通过性时，旋转衬套，使卡接凸起从第二槽部移动至第一槽部；然后沿焊接通道的轴向朝向安装槽移动衬套，将衬套从主体结构上取下，再更换上新的衬套；从而快速的更换衬套，以通过快速更换衬套来实现对焊渣的清除，提高焊渣清除的效率，保证工装快速的投入工作。

40、（2）本技术通过在主体结构上设置第一定位孔、在衬套上设置第二定位孔，便于在安装时确定衬套是否在主体结构内处于正确的安装位置。

41、（3）本技术通过设置安装槽远离第二槽部的内壁面与第一槽部远离第二槽部的内壁面共面，可以便于将衬套上的卡接凸起通过安装槽装置至主体结构的卡接凹槽的第二槽部，可以使衬套与主体结构的安装过程更加简便、快捷。

42、（4）本技术通过设置卡接凸起和卡接凹槽的数量均为多个，即通过多处连接实现衬套与主体结构的连接，可以使衬套与主体结构之间的连接更加稳固。

43、（5）本技术通过设置第一排渣通道与第二排渣通道，可以便于从第一排渣通道内向外排出激光焊接时所产生的废气与焊渣，能够避免废气与飞溅的焊渣对激光束的遮挡、影响焊接质量，也能够避免焊渣在衬套上的累积遮挡激光的光路。通过衬套的第一部分与主体结构之间限定出通气间隙，并设置保护气进气通道与通气间隙连通，可以便于输气组件与保护气进气通道连接，通过输气组件将保护气由保护气进气通道通入通气间隙，再顺着通气间隙通向待焊接的表面。通过设置第二部分与主体结构接触，能够将上述保护气进气通道至通气间隙所构成的保护气气路与第一排渣通道与第二排渣通道所构成的排渣通路隔离开来，避免通入保护气与排出废气、焊渣两过程相互干扰，可以保障保护气防止焊缝氧化的效果。

44、（6）本技术通过设置第一子部分与主体结构接触，可以防止从保护气进气通道通入的保护气在激光进口的一端产生泄露。进一步设置第二子部分与主体结构限定出通气间隙，可以使从保护气进气通道通入的保护气流向工件的待焊接的表面、实现避免焊缝氧化的功能。

45、（7）本技术通过设置通气间隙的尺寸大于第二部分的尺寸，可以提升向第一通道所围成的空间内输入保护气的流量，即可以便于提供充足的保护气保护焊缝免于氧化。

46、（8）本技术通过在衬套上设置第三部分，并在第三部分与主体结构之间限定出于扩散间隙、使扩散间隙与通气间隙连通，可以便于从保护气进气通道通入的保护气气流，从待焊接的表面的周围均匀流向待焊接的表面，有助于保护气快速占据待焊接的表面、隔离空气。

47、（9）本技术通过设置主体结构的内周面包括锥筒面、第三部分为锥筒结构，可以使由扩散间隙扩散出的保护气气流沿斜向流向待焊接的表面，便于保护气在第一通道所围成的空间内快速扩散、隔离空气，且不直吹焊缝、影响焊接效果。通过设置主体结构的内周面包括锥筒面，也便于主体结构靠近激光出口的一端和工件待焊接的表面的尺寸相匹配，有助于压紧待焊接的表面、提升焊接质量。

48、需要说明的是，第二方面的实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中对应实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

49、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。