部时从该底部上被移除的焊接残渣。8. 根据权利要求1所述的能够手持操作的激光焊接枪，还包括支撑板，该支撑板以能 够移动的方式安装至垂直于所述纵向轴线的平面并且在垂直于所述纵向轴线的平面中延 伸，所述光学头和第一臂被安装至支撑板上并且从支撑板上在相反的轴向方向上延伸。9. 根据权利要求1所述的能够手持操作的激光焊接枪，其中，所述第一臂构造有： 壳体，该壳体设置有外周表面并且具有朝向下游端成锥形的截头圆锥形形状； 凹陷法兰，该凹陷法兰构造有外周壁，该外周壁朝向下游端变窄并且与壳体的上游区 域轴向地重叠；以及 T形管，该T形管容纳在法兰的凹陷中，并且轴向地延伸入壳体中，以与壳体的上游端 重叠，以便与法兰限定大的环形空间并且与壳体限定较窄的轴向通道，环形空间和通道流 体连通以使得第一气体介质流进入该空间中并且进一步地通过该通道朝向壳体的下游端 沿轴向流入隧道中。10. 根据权利要求8所述的能够手持操作的激光焊接枪，还包括： 第一致动器，该第一致动器能够被操作以使支撑板沿所述柱移动； 第二致动器，该第二致动器能够被操作以提供具有期望长度的焊缝；以及 第三致动器，该第三致动器能够被操作以提供具有正弦曲线形状的焊缝，所述致动器 以能够移动的方式连接至支撑板。11. 根据权利要求10所述的能够手持操作的激光焊接枪，其中，第一致动器能够被操 作以使支撑板在多个间隔的连续位置之间直线地移动，该多个间隔的连续位置包括： 原位置，在该原位置中，可移动臂与所述焊接区域间隔开第一距离， 打开位置，在该打开位置中，可移动臂与所述焊接区域间隔开小于第一距离的第二距 离； 闭合位置，其中，可移动臂位于打开位置与所述焊接区域之间，以及 抓取位置，在该抓取位置中，可移动臂使用期望的力压靠工件。12. 根据权利要求11所述的能够手持操作的激光焊接枪，其中，第一致动器能够被操 作，以使支撑板以比支撑板在打开位置与闭合位置之间移动的直线速度大的直线速度在原 位置与打开位置之间移动。13. 根据权利要求1所述的能够手持操作的激光焊接枪，还包括用于发射激光束的光 纤激光器，该激光束具有高达kW级的功率。14. 根据权利要求1所述的能够手持操作的激光焊接枪，还包括悬置系统，该悬置系统 将所述枪的壳体连接至外部导轨，并且被构造为使得所述枪能够被操作以： 围绕所述纵向轴线旋转， 围绕横向于所述纵向轴线延伸的竖直轴线旋转， 围绕横向于所述纵向轴线和竖直轴线延伸的枢转轴线倾斜，并且 朝向和远离待焊接工件直线地运动。15. -种通过具有可移动臂的能够手持操作的激光枪焊接两个或更多个金属部件的方 法，该方法包括如下步骤： 引导激光辐射通过由臂的内表面限定的隧道； 引导第一加压气体介质流通过所述隧道，第一臂以能够移动的方式安装至枪的支撑 柱； 在所述隧道的上游端与下游端之间产生压力梯度； 与产生压力梯度同时，在比第一流的压力低并且不足以在所述隧道内产生涡流的压力 下将第二气体介质流引入所述隧道中，并且平行于第一流引导第二流，其中，第一流和第二 流通过下游端离开；并且 通过光学头将激光束引导至焊接区域，该光学头在臂的上游安装并且能够与臂一起运 动， 其中，第一流和第二流带出至少部分焊接残渣，朝向光学头流过所述隧道，通过所述隧 道的下游端，以基本上最小化焊接残渣与光学头的保护窗之间的碰撞。16. 根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：在将光束引导至焊接区域之前，使 第一臂沿所述柱朝向待焊接工件前进。17. 根据权利要求16所述的方法，其中，使第一臂前进的步骤包括如下步骤： 以第一速度使第一臂朝向焊接区域从原位置引导至闭合位置； 以低于第一速度的第二速度使第一臂从打开位置移动至闭合位置；并且 使臂从闭合位置前进至抓取位置，在该抓取位置中，端压力部件压靠工件。18. 根据权利要求17所述的方法，还包括如下步骤：控制臂作用在前方工件上的压力， 并且控制压力端部件与处于臂的抓取位置中的前方工件之间的接触。19. 根据权利要求18所述的方法，还包括如下步骤：当接触不存在时，阻止激发激光 器。20. 根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：将L形静止臂以可拆卸的方式安 装至支撑柱，以使得随着第一臂沿所述柱运动，相应臂的压力端部件被对齐。21. 根据权利要求20所述的方法，还包括如下步骤：排空通过所述静止臂的压力端部 件落入所述静止臂的中空内部中的焊接残渣。22. 根据权利要求21所述的方法，其中，排空焊接残渣的步骤包括如下步骤：在中空内 部中产生压力差，以使得残渣从该中空内部中被引导通过L形静止臂的自由端。23. 根据权利要求21所述的方法，其中，排空焊接残渣的步骤包括如下步骤：移除所述 静止臂的底部，以便接近堆积在该底部上的焊接残渣。24. 根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤： 检测通过待焊接的工件传播的激光辐射； 确定被检测的辐射的峰值功率； 确定被检测的辐射的平均功率； 计算峰值功率与平均功率之间的比率，以便匹配该比率与参考值，并且 响应于计算出的比率改变激光器的输出功率，并且如有必要，调整激光束的功率，以提 高焊缝的质量。25. 根据权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：控制由激光束产生的摆动频率和 焊缝的长度。26. -种用于使用预定强度的焊缝将多个叠置的工件焊接在一起的方法，该方法包括 如下步骤： 输出具有足以在焊接区域内形成焊缝的功率的激光束； 感测通过焊接区域传播至焊接区域背面的光； 响应于感测的光产生信号； 比较该信号与参考值；并且 增加或减小激光源的功率，以产生预定强度的焊缝。27. -种用于使用预定强度的焊缝接合一个或多个金属部件的能够手持操作的激光焊 接枪，包括： 发射光束的激光源； 设置有形成隧道的内部的至少一个臂，该隧道构造为朝向焊接区域引导光线，以便产 生接合工件的焊缝； 位于焊接区域背面上的光阱； 光传感器，该光传感器连接至光阱并且能够被操作以检测传播通过焊接区域的光，并 且该光传感器基于检测所述光而输出信号；以及 控制器，该控制器能够被操作以： 接收检测的光并将检测的光与参考值比较，并且 输出连接入激光源的控制信号，以便调整光束的功率，以产生预定强度的焊缝。28. -种用于接合彼此间隔开预定距离的两个或更多个金属部件的焊接枪，包括： 沿纵向轴线延伸的细长的支撑柱； 光学头，该光学头能够沿支撑柱轴向地移动并且设置有光学器件，该光学器件被构造 为沿路径将激光束聚焦至焊接区域， 第一臂，该第一臂沿所述路径安装至支撑柱，并且能够与所述光学头移动至焊接位置， 在该焊接位置中，该臂使用预定的力压靠位于辐射区域前方的前部金属部件，以阻止激光 辐射在焊接期间逃逸到焊接区域之外并且在所述部件之间保持预定的距离， 位于焊接区域背面上的与后部金属部件并置的激光辐射阱，该激光辐射阱具有内部， 该内部被构造为接收传播通过焊接区域的光辐射并且阻止接收的辐射离开到所述阱之 外； 传感器，该传感器连接至所述阱并且能够被操作以检测所述内部中的辐射；以及 控制器，该控制器能够被操作以匹配来自传感器的信号与参考值，并且输出控制信号 以调整力，以便在金属部件之间维持预定距离。29. -种用于使用预定强度的焊接来接合两个或更多个金属部件的焊接枪，包括： 沿纵向轴线延伸的细长的支撑柱； 光学头，该光学头能够沿支撑柱轴向地移动并且设置有光学器件，该光学器件被构造 为沿路径将激光束聚焦至焊接区域， 第一臂，该第一臂沿所述路径安装至支撑柱，并且能够与所述光学头移动至焊接位置， 在该焊接位置中，该臂使用预定的力压靠位于辐射区域前方的前部金属部件，以阻止激光 辐射在焊接期间逃逸到焊接区域之外， 位于焊接区域背面上的与后部金属部件并置的激光辐射阱，该激光辐射阱具有内部， 该内部被构造为接收传播通过焊接区域的光辐射并且阻止接收的辐射离开到所述阱之 外； 传感器，该传感器连接至所述阱并且能够被操作以检测所述内部中的辐射；以及 控制器，该控制器能够被操作以从传感器接收信号并且匹配来自传感器的信号与参考 值，所述控制器输出控制信号以调整辐射的功率。
【专利摘要】一种可手持移动的激光焊接枪构造有沿纵向轴线延伸并且由轻质材料制成的细长的支撑柱。支撑板可移动地安装至该柱同时该支撑板上轴向地支撑设置有光束导引光学器件的光学头。该光学器件被构造为沿通过光学头的保护窗朝向焊接区域的路径引导激光束。激光焊接枪还构造有第一臂，该第一臂安装至支撑板并且与光学头直径相对地沿枪的纵向轴线延伸。可移动臂的内表面具有限定隧道的内表面，该隧道与光学头对齐并且被激光束、第一轴向流动的加压气体介质流以及第二轴向流动的气体介质流轴向地横穿。响应于柱中产生的压力梯度以比第一流中的压力低的压力进入隧道的第二流不会在柱内产生涡流。第一流和第二流通过靠近焊接区域的隧道的下游端离开。随着两个流流出，它们将在隧道中流动的焊接残渣在残渣到达光学头的保护窗之间带出。
【IPC分类】B23K26/24
【公开号】CN105102176
【申请号】CN201380067009
【发明人】瓦伦丁·弗明, 安东·斯塔洛托夫, 安德雷·阿布拉莫夫, 瓦伦丁·盖庞特瑟夫, 阿尔托姆·富克斯, 英戈·施拉姆, 尤金·谢尔巴科夫, 霍尔格·马梅罗, 安德烈亚什·米查尔泽克
【申请人】Ipg光子公司, 大众汽车股份公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2013年10月21日
【公告号】CA2888698A1, EP2908979A1, US20150266130, WO2014063151A1