本發(fā)明屬于激光焊接相關領域，更具體地，涉及一種熔池等離子體輻射光譜采集機構及具有所述熔池等離子體輻射光譜采集機構的激光焊接裝置。

背景技術：

在機械設備制造行業(yè)中，激光焊接憑借著其可以精確地對焊接能量進行控制、熱影響區(qū)域和熱變形較小、較高的焊接速度以及焊縫熔池深度較大等技術優(yōu)勢，在自動化裝備、航空航天、能源、電子和醫(yī)療設備領域得到廣泛的應用。

激光焊接過程中，熔池上方將會形成明亮炙熱的等離子體，現(xiàn)在的研究認為等離子體將通過吸收、折射和散射屏蔽入射激光，以及等離子體的周期性震蕩，嚴重影響到焊接過程的穩(wěn)定性。對激光焊接等離子體特性的清楚認識是激光焊接技術研究的關鍵之一，同時也為激光焊接應用提供可靠的理論依據(jù)。只有在對激光焊接等離子體進行可靠的觀測和光譜采集情況下，才能對光譜進行進一步的診斷分析與計算，從而可以得到激光焊接熔池等離子體的可靠研究結果。目前，還沒有專門的裝置用于激光焊接等離子體輻射光譜的采集，且激光焊接過程中激光的功率過大，通用型的采集裝置不能對激光熔池等離子體輻射光譜進行既準確又方便的采集，同時，由于激光的功率過大，焊接過程容易破壞采集設備。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種熔池等離子體輻射光譜采集機構及激光焊接裝置，其基于激光焊接的特點，在激光焊接結構中設置了熔池等離子體輻射光譜采集機構。所述熔池等離子體輻射光譜采集機構包括設置在工件裝夾工作臺上的光纖探頭夾持調整組件及激光輔助對中組件，所述激光輔助對中組件設置有激光發(fā)射器，所述激光輔助對中組件通過滑動使所述激光發(fā)射器的中心與設置在所述工件裝夾工作臺上的工件的焊縫表面共面；所述光纖探頭夾持調整組件包括有轉向塊、固定在所述轉向塊上的定位尺、與所述定位尺垂直設置的滑尺及設置在所述滑尺上的光纖探頭，所述滑尺設置在所述轉向塊上且其可以沿所述轉向塊的中心軸滑動，所述轉向塊通過轉動使所述光纖探頭夾持調整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)，定位時，所述定位尺處于豎直位置，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在所述定位尺上形成激光紅色斑點，記錄下所述激光紅色斑點對應的所述定位尺的刻度；采集時，所述滑尺處于豎直位置，所述滑尺通過滑動調整自身位置以使自身至與所述刻度相對應的位置，進而使所述光纖探頭的中心、所述工件的焊縫表面及所述激光發(fā)射器的中心位于同一平面，所述光纖探頭采集激光焊接過程中熔池產(chǎn)生的等離子體輻射光譜，實現(xiàn)了對了熔池等離子體光譜的準確采集，為激光焊接技術的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，且結構簡單，操作方便。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種熔池等離子體輻射光譜采集機構，其包括設置在工件裝夾工作臺上的激光輔助對中組件及與所述激光輔助對中組件間隔設置的光纖探頭夾持調整組件，所述工件裝夾工作臺用于承載工件，其特征在于：

所述激光輔助對中組件包括連接于所述工件裝夾工作臺上的方形滑套、滑動的連接于所述方形滑套的水平滑桿、與所述水平滑桿垂直連接的豎直滑桿、滑動的連接于所述豎直滑桿的滑軌、設置在所述滑軌上的搭載平臺及設置在所述搭載平臺上的激光發(fā)射器，所述水平滑桿與所述滑軌通過滑動調整所述激光發(fā)射器的位置，使所述激光發(fā)射器的中心位于所述工件的焊縫的中心線的延長線上；所述激光發(fā)射器用于向所述光纖探頭夾持調整組件發(fā)射激光；

所述光纖探頭夾持調整組件與所述激光輔助對中組件分別位于所述工件裝夾工作臺相背的兩端，所述光纖探頭夾持調整組件包括連接于所述工件裝夾工作臺的方形套筒、滑動的連接于所述方形套筒的滑板、連接于所述滑板的轉向塊、固定在所述轉向塊上的定位尺、滑動的連接于所述定位尺的滑尺及設置在所述滑尺一端的光纖探頭，所述轉向塊通過帶動所述定位尺及所述滑尺相對于所述滑板轉動，以使所述光纖探頭夾持調整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)；所述光纖夾持調整組件處于定位狀態(tài)時，所述定位尺沿豎直方向設置，所述激光在所述定位尺上反射形成激光紅色斑點，記錄下所述激光紅色斑點位于所述定位尺上的刻度；所述轉向塊轉動直至所述滑尺位于豎直位置，所述光纖探頭夾持調整組件由定位狀態(tài)轉變?yōu)椴杉癄顟B(tài)；所述滑尺依據(jù)所述激光紅色斑點位于所述定位尺上的刻度進行滑動相應距離，使所述光纖探頭的中心、所述焊縫的表面及所述激光發(fā)射器的中心共面，實現(xiàn)所述光纖探頭的對中定位。

進一步的，所述定位尺上形成有刻度，所述滑尺上也形成有刻度；所述定位尺的長度方向與所述滑尺的長度方向相互垂直。

進一步的，所述光纖探頭夾持調整組件還包括調節(jié)螺釘及支架，所述調節(jié)螺釘?shù)囊欢嗽O置在所述方形套筒內，以用于調節(jié)所述滑板的位置；所述支架的一端設置在所述方形套筒上，另一端連接于所述滑板。

按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種一種激光焊接裝置，其包括工件裝夾工作臺，其特征在于：

所述激光焊接裝置還包括如上所述的熔池等離子體輻射光譜采集機構，所述熔池等離子體輻射光譜采集機構設置在所述工件裝夾工作臺上。

進一步的，所述激光焊接裝置還包括激光焊接組件、壓板、縱向滑臺及橫向滑臺；所述激光焊接組件設置在所述工件裝夾工作臺的遠離所述橫向滑臺的一個表面上，所述工件裝夾工作臺用于承載所述工件，所述工件與所述激光焊接組件相對設置，所述壓板用于將所述工件壓緊在所述工件裝夾工作臺上；所述橫向滑臺與所述縱向滑臺滑動連接。

進一步的，所述壓板的數(shù)量為兩個，兩個所述壓板間隔設置。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明提供的熔池等離子體輻射光譜采集機構及具有所述熔池等離子體輻射光譜采集機構的激光焊接裝置，所述轉向塊通過轉動使所述光纖探頭夾持調整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)，定位時，所述定位尺處于豎直位置，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在所述定位尺上形成激光紅色斑點，記錄下所述激光紅色斑點對應的所述定位尺的刻度；采集時，所述滑尺處于豎直位置，所述滑尺通過滑動調整自身位置以使自身至與所述刻度相對應的位置，進而使所述光纖探頭的中心、所述工件的焊縫表面及所述激光發(fā)射器的中心位于同一平面，所述光纖探頭采集激光焊接過程中熔池產(chǎn)生的等離子體輻射光譜，實現(xiàn)了對了熔池等離子體光譜的準確采集，為激光焊接技術的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，且結構簡單，操作方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明較佳實施方式提供的激光焊接裝置的立體結構示意圖。

圖2是圖1中的激光焊接裝置沿一個角度的局部示意圖。

圖3是圖1中的激光焊接裝置的熔池等離子體輻射光譜采集機構的激光輔助對中組件的結構示意圖。

圖4是圖3中的熔池等離子體輻射光譜采集機構的光纖探頭夾持調整組件的結構示意圖。

圖5是圖3中的熔池等離子體輻射光譜采集機構的使用狀態(tài)示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：1-光纖探頭，2-定位尺，3-光纖探頭夾持調整組件，4-調節(jié)螺釘，5-激光焊接組件，6-工件，7-工件裝夾工作臺，8-豎直滑桿，9-激光輔助對中組件，10-激光發(fā)射器，11-縱向滑臺，12-壓板，13-橫向滑臺，14-滑軌，15-第一定位螺釘，16-搭載平臺，17-方形滑套，18-第二定位螺釘，19-水平滑桿，20-支架，21-滑板，22-轉向塊，24-滑尺，25-方形套筒，26-第二定位螺釘。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1至圖4，本發(fā)明較佳實施方式提供的激光焊接裝置，其包括激光焊接組件5、工件裝夾工作臺7、壓板12、縱向滑臺11、橫向滑臺13及熔池等離子體輻射光譜采集機構。所述激光焊接組件5設置在所述工件裝夾工作臺7的遠離所述橫向滑臺13的一個表面上，所述工件裝夾工作臺7用于承載工件6，所述工件6與所述激光焊接組件5相對設置，所述壓板12用于將所述工件6壓緊在所述工件裝夾工作臺7上。本實施方式中，所述壓板12的數(shù)量為兩個，兩個所述壓板12間隔設置。

所述工件裝夾工作臺7滑動的連接于所述縱向滑臺11，其能夠沿所述縱向滑臺11的長度方向滑動。所述橫向滑臺13與所述工件裝夾工作臺7分別位于所述縱向滑臺11的相背的兩側。所述縱向滑臺11與所述橫向滑臺13滑動連接，其能夠沿所述橫向滑臺13的長度方向滑動。本實施方式中，所述縱向滑臺11的長度方向與所述橫向滑臺13的長度方向相互垂直。

所述熔池等離子體輻射光譜采集機構設置在所述工件裝夾工作臺7上，其包括光纖探頭夾持調整組件3及與所述光纖探頭夾持調整組件3間隔設置的激光輔助對中組件9，所述激光輔助對中組件9與所述光纖探頭夾持調整組件3分別位于所述工件裝夾工作臺7相背的兩端。

所述激光輔助對中組件9包括方形滑套17、水平滑桿19、第二定位螺釘18、豎直滑桿8、滑軌14、搭載平臺16、激光發(fā)射器10及第一定位螺釘15。所述激光輔助對中組件9通過所述方形滑套17連接于所述工件裝夾工作臺7，所述方形滑套17的一側連接于所述工件裝夾工作臺7的一端。所述水平滑桿19的一端與所述豎直滑桿8垂直連接，另一端設置在所述方形滑套17內。本實施方式中，所述水平滑桿19能夠帶動連接于其上的部件相對于所述方形滑套17滑動，以調整所述激光發(fā)射器10的位置。所述第二定位螺釘18的一端設置在所述方形滑套17內以對所述水平滑桿19進行定位。

所述滑軌14的一端滑動的連接于所述豎直滑桿8，另一端連接于所述搭載平臺16。所述搭載平臺16的一端固定在所述滑軌14上，另一端連接于所述激光發(fā)射器10。所述第一定位螺釘15用于將所述激光發(fā)射器10定位在所述搭載平臺16上。所述滑軌14與所述水平滑桿19通過滑動調整所述搭載平臺16及所述激光發(fā)射器10的位置，使激光發(fā)射器10的中心位于所述焊縫的中心線的延長線上。所述激光發(fā)射器10用于向所述光纖探頭夾持調整組件3發(fā)射激光，所述激光在所述光纖探頭夾持調整組件3上反射形成紅色激光斑點，從而實現(xiàn)輔助光纖探頭的對中。

所述光纖探頭夾持調整組件3包括光纖探頭1、定位尺2、轉向塊22、滑尺24、滑板21、支架20、方形套筒25及調節(jié)螺釘4。所述滑板21的一端設置在所述方形套筒25內，另一端連接于所述轉向塊22。所述滑板21能夠相對于所述方形套筒25滑動。所述調節(jié)螺釘4的一端設置在所述方形套筒25內，其用于精確調節(jié)所述滑板21到合適位置。所述支架21的一端設置在所述方形套筒25上，另一端連接于所述滑板21。本實施方式中，所述支架21用于支撐所述滑板21，以維持所述光纖探頭夾持調整組件3的重量平衡。

請參閱圖5，所述轉向塊22能夠繞所述滑板21的中心軸轉動，其通過轉動使所述光纖探頭夾持調整組件3處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)。所述定位尺2的一端固定在所述轉向塊22上，其上設置有精確的刻度。本實施方式中，所述定位尺2能夠隨所述轉向塊22同步轉動。所述滑尺24的一端穿過所述轉向塊22后連接于所述光纖探頭1。所述滑尺24能夠沿所述轉向塊2內的滑槽滑動。所述滑尺24移動到與所述定位尺2上的紅色激光斑點對應的刻度位置，以使所述光纖探頭1的中心與所述工件6的焊縫表面處于同一平面內。本實施方式中，所述滑尺24上也形成有與所述定位尺2的刻度相對應的刻度；所述滑尺24的長度方向與所述定位尺2的長度方向相互垂直。

所述光纖探頭夾持調整組件3處于定位狀態(tài)時，所述定位尺2的長度方向與豎直方向平行，即所述定位尺2位于豎直位置(90°位置)，記錄下所述激光輔助對中組件9所發(fā)射的激光在所述定位尺2上反射的激光紅色斑點的位置；所述轉向塊22帶動所述定位尺2、所述滑尺24及所述光纖探頭1轉動，使所述滑尺24由水平位置(0°)轉向豎直位置(90°)，此時所述定位尺2由豎直位置(90°)轉向水平位置(180°)，直至所述滑尺24位于豎直位置，即所述滑尺24的長度方向與豎直方向平行，所述光纖探頭夾持調整組件3由定位狀態(tài)轉換為采集狀態(tài)。所述滑尺24相對于所述轉向塊22滑動，使所述光纖探頭1的中心、所述工件6的焊縫表面及所述激光發(fā)射器10的中心位于同一平面，所述光纖探頭1采集激光焊接過程中的熔池等離子體輻射光譜。

采用本發(fā)明提供的熔池等離子體輻射光譜采集機構及具有所述熔池等離子體輻射光譜采集機構的激光焊接裝置，所述轉向塊通過轉動使所述光纖探頭夾持調整組件處于定位狀態(tài)或者采集狀態(tài)，定位時，所述定位尺處于豎直位置，所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光在所述定位尺上形成激光紅色斑點，記錄下所述激光紅色斑點對應的所述定位尺的刻度；采集時，所述滑尺處于豎直位置，所述滑尺通過滑動調整自身位置以使自身到達與所述刻度相對應的位置，進而使所述光纖探頭的中心、所述工件的焊縫表面及所述激光發(fā)射器的中心位于同一平面，所述光纖探頭采集激光焊接過程中熔池產(chǎn)生的等離子體輻射光譜，實現(xiàn)了對了熔池等離子體光譜的準確采集，為激光焊接技術的研究提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，且結構簡單，操作方便。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。