专利名称：一种连续激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管材成型机床，具体涉及一种用于单层管或复合管外管成型 加工的激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床。
背景技术：
在日常生活中，常常用到有缝金属管，比如不锈钢管。即使在工业应用中，也有很 多应用场合采用有缝金属管。有缝金属管有单层管和复合管。复合管通常有两层。比如说 内层是碳钢管，外层是不锈钢管。本实用新型作出以前，单层管或复合管的焊接采用传统的 焊接方式如氩弧焊。但是这些方式不及激光焊接的优势，甚至在有的场合不能使用。比如， 壁厚小于0. 15mm的不锈钢管采用氩弧焊就焊接困难。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，应用范围宽、 使用方便、焊接速度快、焊缝强度高、热影响区小、无辅料、成形与焊接一体化，对更薄的薄 壁管件和小直径管件进行加工，有很好的加工效果。为了达到上述目的，本实用新型有如下技术方案本实用新型的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，包括连续激光器、激光头、 观察与检测装置、制管机、开卷机构、落料机构，其中，激光头通过光传输系统与激光器连 接，该激光头位于不锈钢管材纵缝间隙最小处的上方，所述开卷机构位于制管机的一侧，落 料机构位于制管机的另一侧，观察与检测装置位于激光头附近。其中，所述制管机包括制管机机座、滚压模具，其中，滚压模具固定在机座上。其中，所述光传输系统由反射镜、扩束镜、整形光学元件组成或由光纤传输系统组 成。其中，所述激光器包括灯泵连续固体激光器、半导体激光器、半导体泵浦激光器、 光纤激光器或二氧化碳激光器。其中，所述激光头由聚焦镜或准直镜与聚焦镜、吹气装置、照明系统、气帘装置组 成。其中，所述观察与检测装置包括CXD同轴监视系统、C⑶旁轴监视系统。由于采取了以上技术方案，本实用新型的优点在于1、提供由连续固体激光器和制管机等构成的制管机床，纵缝焊接热影响区小、焊 接强度高、焊接质量好、焊接速度快、易于实现流水化生产，特别适合传统焊接方式焊不好、 焊接困难的壁薄、直径小的管件。2、无需焊接辅料，无污染；焊接熔深能较精确地控制，不会伤及管内器件。3、本实用新型采用气帘装置冷却，冷却面积大，冷却效果好，对镜片的保护效果 好，同时为制管机的模具提供了冷却。4、本实用新型的观察与检测装置能清楚地观察到焊接过程中的焊接过程，检测焊接效果，方便焊接对准定位。
图1为本实用新型总体结构的主视图；图2为图1的A-A向的右视图；图3为本实用新型激光头的放大示意图；图4为本实用新型尾光监测装置结构示意图；图5是图4的俯视图。图中1.开卷机构；2.制管机机座；3.激光器；4、CCD同轴监视系统；5.激光头； 6. CCD旁轴监视系统；7.落料机构；8.滚压模具；9.单层管；10.光传输系统；14、功率探 头；16.全反射镜；17.采样反射镜；19.气管接头；20.气帘装置；21.狭缝；22.吹气装置。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。参见图1，本实用新型的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，由激光器3、激 光头5、观察与检测装置、制管机、开卷机构1、落料机构7组成，其中激光器3采用灯泵连续固体激光器。激光头5由聚焦镜、吹气装置22、照明系统、气帘装置20组成。该激光头5位于需 要焊接的不锈钢管材纵缝间隙最小处的上方。此处不锈钢管材为图1中的单层管9。照明 系统采用照明灯。参见图3，所述气帘装置20位于激光头5下方，该装置底部薄板开有狭细的缝，当 气管中的压缩空气从缝中吹出时，就会形成带状气流，对管件及周围的制管模具进行冷却， 并保护镜片不受焊渣飞溅的影响，该气帘装置，冷却面积大，冷却效果好，性能稳定可靠。参见图3，所述吹气装置装22在激光头5下方，在焊接不锈钢单层管9时，将惰性 气体经过吹气装置装22吹在焊缝上，对焊缝进行保护。光传输系统10由反射镜、扩束镜、整形光学元件组成的导光臂或由光纤传输系统 组成的两种实施例。当采用导光臂传输激光，激光器3安置在制管机上；而采用光纤传输系 统时，激光器3则可以独立地远离制管机安放。所述制管机由制管机机座2和若干级滚压模具8组成，其中，若干级滚压模具8固 定在制管机机座2上。所述开卷机构1用于将待加工的钢带开卷。将钢带放入制管机的滚压模具8上。 若干级滚压模具8将钢带滚压逐渐形成管状，同时将其勻速牵引前行，并将其送出管材成 型机床。再经过落料机构7的时候，按照要求由落料机构7将成型后的管件加工成一定长 度的管件或收集成卷。参见图1、图3，所述观察与检测装置由CXD同轴监视系统4、CXD旁轴监视系统6 组成。CXD旁轴监视系统6由镜头、CXD摄像机和显示器组成；CXD同轴监视系统4由聚焦 镜、45°反射镜、转像镜、C⑶摄像机和显示器组成。CXD同轴监视系统4与激光头5连接， 与激光头的光路同轴，用来定位和显示焊接过程；或者将CCD旁轴监视系统6位于激光头5 的一侧，替代同轴监视系统4 ；在激光头5的另一侧还安装另一套CCD旁轴监视系统6，用来观察单层管9的焊缝质量。参见图4、图5，在激光器谐振腔全反射镜16后方，安装有采样反射镜17。它将激 光器从全反射镜输出的功率信号反射给功率探头14，最后显示在功率计表头上。本实用新型工作时，金属带材经开卷机构进入制管机的滚压模具8，一边前进，一 边被逐渐滚压成管。激光从激光器发射，经光传输系统到达激光头，经其聚焦在已经成形的 管件如单层管9的纵缝上。激光头的安装位置应处于单层管9纵缝缝隙最小的地方。单层 管9 一边前进，一边在此被焊接。焊接成形的单层管9经落料机构7加工成一定长度的管 件而被收集。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而 并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明 的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。 凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的 保护范围之列。
权利要求一种连续激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，其特征在于包括激光器、激光头、观察与检测装置、制管机、开卷机构、落料机构，其中，激光头通过光传输系统与激光器连接，该激光头位于不锈钢管材纵缝间隙最小处的上方，所述开卷机构位于制管机的一侧，落料机构位于制管机的另一侧，观察与检测装置位于激光头附近。
2.如权利要求1所述的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，其特征在于所述制 管机包括机座、滚压模具，其中，滚压模具固定在机座上。
3.如权利要求1所述的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，其特征在于所述光 传输系统由反射镜、扩束镜、整形光学元件组成或由光纤传输系统组成。
4.如权利要求1所述的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，其特征在于所述激 光器包括灯泵固体激光器、半导体激光器、半导体泵浦激光器、光纤激光器或二氧化碳激光ο
5.如权利要求1所述的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，其特征在于所述激 光头由聚焦镜或准直镜与聚焦镜、吹气装置、照明系统、气帘装置组成。
6.如权利要求1所述的一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，其特征在于所述观 察与检测装置包括CCD同轴监视系统、CCD旁轴监视系统。
专利摘要本实用新型涉及一种管材成型机。本实用新型公开了一种激光纵缝焊接不锈钢管材成型机床，包括激光器、激光头、观察与检测装置、制管机、开卷机构、落料机构，其中，激光头通过光传输系统与激光器连接，该激光头位于不锈钢管材纵缝间隙最小处的上方，所述开卷机构位于制管机的一侧，落料机构位于制管机的另一侧，观察与检测装置位于激光头附近。本实用新型应用范围宽、使用方便、焊接速度快、焊缝强度高、热影响区小、无辅料、成形与焊接一体化，对管壁和小直径管件进行加工，有很好的加工效果。
文档编号B23K26/24GK201618917SQ20092035189
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者周钢, 孙文, 彭琦明, 李忠浩, 邓传经 申请人:武汉楚天激光(集团)股份有限公司