激光焊接设备
阅读：1026发布：2020-05-19
专利汇可以提供激光焊接设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 激光 焊接 设备。吹 风 机与扫描装置一起被设置于 工件 上方，并且 吹风机 朝向工件排出呈环形的空气，呈环形的空气包围从扫描装置发射的 激光束 的光轴。吹风机的壳体形成为环形，环形腔体形成于壳体，内环构件安装到壳体的下表面，外环构件安装到内环构件的外周侧，并且在内环构件和外环构件之间形成环形排出口。空气的排出方向由内环构件的外周侧端面的倾斜和外环构件的内周侧端面的倾斜限定。，下面是激光焊接设备专利的具体信息内容。
1.一种激光焊接设备，其用于通过利用激光束照射待加工物而焊接所述待加工物，所述激光焊接设备包括：
激光发射部件，其用于利用所述激光束照射所述待加工物；
支撑单元，其以所述激光发射部件被布置于所述待加工物上方的方式支撑所述激光发射部件；
排气部件，由所述支撑单元以所述排气部件被布置于所述待加工物上方的方式支撑所述排气部件，并且所述排气部件朝向所述待加工物排出呈环形的气体，所述呈环形的气体包围所述激光束的光轴；以及
供气源，其将气体供给到所述排气部件。
2.根据权利要求1所述的激光焊接设备，其特征在于，所述排气部件包括：
壳体，其形成为环形并由所述支撑单元以所述壳体包围所述激光发射部件或所述激光束的光轴的方式支撑；
腔体，其在所述壳体的内部形成为环形，并且储存从所述供气源供给的气体；
内环构件，其形成为环形并且以包围所述激光发射部件或所述激光束的光轴的方式安装到所述壳体的下表面侧；
外环构件，其形成为环形并且具有比所述内环构件的外径大的内径，并且所述外环构件以与所述内环构件同轴线并且位于所述内环构件的外周侧的方式被安装到所述壳体的下表面侧；以及
环形的排出口，其与所述腔体连通并且形成于所述内环构件的外周侧端面和所述外环构件的内周侧端面之间。
3.根据权利要求2所述的激光焊接设备，其特征在于，
所述内环构件的外周侧端面以所述外周侧端面的下边缘比所述外周侧端面的上边缘接近所述内环构件的中心的方式倾斜，
所述外环构件的内周侧端面以所述内周侧端面的下边缘比所述内周侧端面的上边缘接近所述外环构件的中心的方式倾斜，以及
通过所述内环构件的外周侧端面的倾斜和所述外环构件的
内周侧端面的倾斜限定从所述排出口排出的气体的排出方向。
4.根据权利要求2或3所述的激光焊接设备，其特征在于，
当所述排出口限定的圆的圆心被设定为排气基准点、经过所述排气基准点并且与所述圆垂直地交叉的直线被设定为排气轴线时，以下述方式限定气体的排出方向：气体聚集点被设定在位于所述排气轴线上并且向下离开所述排气基准点的距离比所述激光束的焦距的一半短的位置，并且从所述排出口排出的气体在所述气体聚集点聚集。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的激光焊接设备，其特征在于，
所述内环构件和所述外环构件能装卸地安装到所述壳体。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的激光焊接设备，其特征在于，
在所述壳体的外周侧形成多个供气口，
所述供气口与所述腔体连通，并且所述供气口允许从所述供气源供给的气体流入所述腔体，以及
所述多个供气口在所述壳体的周向上以等间隔配置。
激光焊接设备
技术领域
背景技术
[0002] 远程激光焊接已经变得常见，在远程激光焊接中，通过远程控制机器人来焊接诸如工件等待加工物，所述机器人例如安装有诸如扫描装置或激光加工头等的激光发射部件。在所述激光焊接中，利用来自于远离工件的位置的激光束照射工件而焊接工件。而且，通过远程控制移动机器人臂或转动设置于激光发射部件的反射镜等使得工件的不同部分被激光束照射而在工件的期望的部位进行焊接。
[0003] 当为了焊接的目的而利用激光束照射金属制的工件时，金属蒸发以产生金属蒸汽(羽流(plume))，然后金属蒸汽阻挡了激光束。这导致对从激光束施加到工件的热量的稳定性的损害，并且导致焊接质量的劣化。为了解决该问题，迄今已经采取了下述焊接方法：在该方法中，将鼓风机安装在例如远离并且位于工件侧方的位置处，鼓风机将空气(气体)吹在工件上，从而通过空气吹走金属蒸汽(羽流)。
[0004] 此外，日本特开2007-268610号公报公开了一种激光焊接设备，该设备具有如下构造：在该构造中，通过从空气喷嘴喷射的空气吹走焊接烟尘(fume)，并且空气喷嘴被安装到激光加工头，所述激光加工头安装到机器人臂的前端。在该激光焊接设备中，空气喷嘴布置于工件的侧方或布置于激光束的侧方，并且空气以横穿激光束的方式喷射。
发明内容
[0005] 为了焊接工件，经常存在工件被载置于工作台上并且从上方由多个例如杆状或板状夹具加压的情况。在该情况下，工件的待焊接部位位于由多个夹具限定的凹进区域中。因此，以激光束从上方照射在夹具限定的凹进区域上的方式进行焊接。
[0006] 在以此方式焊接由夹具加压的工件的情况下，从布置于工件的侧方的鼓风机横向地吹在工件上的空气撞击夹具的侧面并且被夹具的侧面阻挡，因此，不能流入夹具限定的凹进区域中。结果，金属蒸汽(羽流)残留在夹具限定的凹进区域中并且阻挡激光束。这可能损害焊接质量。
[0007] 在从安装于工件侧方的鼓风机将空气横向地吹在工件上的方法中，在工件的待焊接部位接近鼓风机和远离鼓风机的情况中，撞击工件的待焊接部位的空气量非常不同。因此，没有被空气吹走的剩余金属蒸汽(羽流)的量在待焊接部位接近鼓风机和远离鼓风机的情况中不同。结果可能在工件的焊接部位之间引起焊接质量的差异。此外，根据如何安装夹具，空气可能不均匀地撞击工件。该情况也可能涉及工件的焊接部位之间的焊接质量的差异。
[0008] 此外，日本特开2007-268610号公报公开的激光焊接设备具有下述构造：空气喷嘴布置于工件的侧方或激光束的侧方，并且以横穿激光束的方式喷射空气。因此，日本特开2007-268610号公报公开的激光焊接设备还可能引起与空气从安装于工件侧方的鼓风机横向地吹在工件上的情况中类似的问题。
[0009] 另一方面，还存在当利用激光束照射工件时飞溅物可能飞溅的问题，飞溅物冲击扫描装置的防护玻璃罩并且损坏防护玻璃罩。
[0010] 鉴于例如上述问题而提出本发明，并且本发明的第一目的是提供一种通过可靠地移除由于利用激光束照射诸如工件等待加工物而产生的金属蒸汽(羽流)而能实现高质量焊接的激光焊接设备。
[0011] 本发明的第二目的是提供一种甚至当待焊接部位位于不同位置时也能使待加工物的所有多个焊接部位的焊接质量均匀的激光焊接设备。
[0012] 本发明的第三目的是提供一种防止利用激光束照射待加工物而产生的飞溅物飞溅的激光焊接设备。
[0013] 为了解决这些问题，本发明的第一激光焊接设备包括：激光发射部件，其用于利用所述激光束照射所述待加工物；支撑单元，其以所述激光发射部件被布置于所述待加工物上方的方式支撑所述激光发射部件；排气部件，由所述支撑单元以所述排气部件被布置于所述待加工物上方的方式支撑所述排气部件，并且所述排气部件朝向所述待加工物排出呈环形的气体，所述呈环形的气体包围所述激光束的光轴；以及供气源，其将气体供给到所述排气部件。
[0014] 本发明的第一激光焊接设备能够从待加工物上方将环形气体吹在待加工物上。因此，甚至在待加工物在由夹具加压的状态下被焊接的情况下，第一激光焊接设备也能够将气体吹到待加工物上的夹具限定的凹进区域中，由此，能够吹走该区域中的金属蒸汽(羽流)。因此，第一激光焊接设备能够可靠地移除阻挡激光束的金属蒸汽(羽流)，并且能够提高焊接质量。
[0015] 此外，第一激光焊接设备能够从待加工物上方将环形气体吹在待加工物上。因此，甚至在待加工物具有位于不同位置的多个待焊接部位的情况下，第一激光焊接设备也能够通过将空气吹在所有的部位上而吹走金属蒸汽(羽流)。因此，第一激光焊接设备能够使所有这些部位的焊接质量均匀。
[0016] 此外，排气部件由还支撑激光发射部件的支撑单元支撑。例如，在支撑单元是机器人并且激光发射部件由机器人的臂的前端部支撑的情况下，排气部件也由机器人的臂的前端部支撑。结果，当远程控制机器人以移动激光发射部件从而移动激光束照射位置时，排气部件也随着激光发射部件移动。因此，总是可以将气体充分地吹在利用激光束照射而待焊接的部位上。由此，可以使待加工物的所有焊接部位的焊接质量均匀。
[0017] 此外，从待加工物上方将环形气体吹在待加工物上能够使飞溅物被向下吹到远离待加工物的位置。
[0018] 为了解决这些问题，本发明的第二激光焊接设备具有如下特征，在本发明的第一激光焊接设备中，排气部件包括：壳体，其形成为环形并由所述支撑单元以所述壳体包围所述激光发射部件或所述激光束的光轴的方式支撑；腔体，其在所述壳体的内部形成为环形，并且储存从所述供气源供给的气体；内环构件，其形成为环形并且以包围所述激光发射部件或所述激光束的光轴的方式安装到所述壳体的下表面侧；外环构件，其形成为环形并且具有比所述内环构件的外径大的内径，并且所述外环构件以与所述内环构件同轴线并且位于所述内环构件的外周侧的方式被安装到所述壳体的下表面侧；以及环形的排出口，其与所述腔体连通并且形成于所述内环构件的外周侧端面和所述外环构件的内周侧端面之间。
[0019] 本发明的第二激光焊接设备能够以简单结构产生环形气体流。
[0020] 为了解决这些问题，本发明的第三激光焊接设备具有如下特征，在本发明的第二激光焊接设备中，所述内环构件的外周侧端面以所述外周侧端面的下边缘比所述外周侧端面的上边缘接近所述内环构件的中心的方式倾斜，所述外环构件的内周侧端面以所述内周侧端面的下边缘比所述内周侧端面的上边缘接近所述外环构件的中心的方式倾斜，以及通过所述内环构件的外周侧端面的倾斜和所述外环构件的内周侧端面的倾斜限定从所述排出口排出的气体的排出方向。
[0021] 本发明的第三激光焊接设备能够以简单结构设定气体的排出方向。第三激光焊接设备特别地通过改变外环构件的内周侧端面的倾斜和内环构件的外周侧端面的倾斜能容易地改变气体的排出方向。
[0022] 为了解决这些问题，本发明的第四激光焊接设备具有如下特征，在本发明的第二或第三激光焊接设备中，当所述排出口限定的圆的圆心被设定为排气基准点、经过所述排气基准点并且与所述圆垂直地交叉的直线被设定为排气轴线时，以下述方式限定气体的排出方向：气体聚集点被设定在位于所述排气轴线上并且向下离开所述排气基准点的距离比所述激光束的焦距的一半短的位置，并且从所述排出口排出的气体在所述气体聚集点聚集。
[0023] 根据本发明的第四激光焊接设备，从排气部件的排出口排出的气体首先聚集在气体聚集点，在逐渐发散的状态下向下流动，然后吹在待加工物上。以此方式，气体能够均匀地吹在具有待焊接部位的待加工物的表面的大范围上。
[0024] 为了解决这些问题，本发明的第五激光焊接设备具有如下特征，在本发明的第二至第四激光焊接设备的任一种中，所述内环构件和所述外环构件能装卸地安装到所述壳体。
[0025] 在本发明的第五激光焊接设备中，能够容易地将内环构件和外环构件替换为另一内环构件和另一外环构件。例如，通过准备具有彼此不同的倾角的外周侧端面的多个内环构件、准备具有彼此不同的倾角的内周侧端面的多个外环构件，从多个内环构件中选择适当的一个并且从多个外环构件中选择适当的一个，并且将选出的内环构件和选出的外环构件安装到壳体，可以适当地设定或改变气体的排出方向。
[0026] 为了解决这些问题，本发明的第六激光焊接设备具有如下特征，在本发明的第二至第五激光焊接设备的任一种中，在所述壳体的外周侧形成多个供气口，所述供气口与所述腔体连通，并且所述供气口允许从所述供气源供给的气体流入所述腔体，以及所述多个供气口在所述壳体的周向上以等间隔配置。
[0027] 本发明的第六焊接设备通过从等间隔地布置的多个气体供给口将气体供入腔体能使从腔体经由排出口排出的气体的流速均匀。特别地，甚至当腔体的容量小时，也能使气体的流速均匀。因此，可以将气体均匀地吹在待加工物的所有待焊接部位上，从而可以吹走金属蒸汽(羽流)。由此，在所有的部位都能实现均匀的焊接质量。
[0028] 根据本发明，可以可靠地移除由于利用激光束照射待加工物而产生的金属蒸汽(羽流)，从而可以提高焊接质量。此外，甚至在待加工物具有位于不同位置的多个待焊接部位的情况下，本发明也能使所有部位的焊接质量均匀。此外，本发明能抑制由于利用激光束照射待加工物而产生的飞溅物的飞溅。附图说明
[0029] 图1是示出根据本发明的实施方式的整个激光焊接设备的图。
[0030] 图2是示出根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的立体图。
[0031] 图3是示出根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的仰视图。
[0032] 图4是示出当从图3中的箭头表示的IV-IV方向看时吹风机的剖视图。
[0033] 图5是示出根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的壳体的仰视图。
[0034] 图6是示出根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的内环构件的仰视图。
[0035] 图7是示出根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的外环构件的仰视图。
[0036] 图8是示出吹风机的另一内环构件的一部分和吹风机的另一外环构件的一部分的剖视图。
[0037] 图9是示出在根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机中设定排气方向的方法的说明图。
[0038] 图10是示出来自根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的空气吹在工件表面上的分布的说明图。
[0039] 图11是示出来自根据本发明的实施方式的激光焊接设备的吹风机的空气吹在工件上的状态的说明图。
[0040] 图12是示出在根据比较例的激光焊接设备中空气吹在工件上的状态的说明图。
[0041] 图13是示出根据本发明的实施方式的能代替内环构件和外环构件的环形构件的仰视图。
具体实施方式
[0042] 在下文中，将根据附图说明本发明的实施方式。图1示出根据本发明的实施方式的激光焊接设备。在图1中，根据本发明的实施方式的激光焊接设备1是用于通过利用激光束照射待加工物而焊接待加工物的设备。作为待加工物的工件5被载置于工作台6上。通过多个夹具7将工件5压靠在工作台6上。
[0043] 激光焊接设备1包括作为激光发射部件的扫描装置11、机器人12、激光振荡器14、作为排气部件的吹风机16以及作为气体供给源的空气源17。扫描装置11安装到机器人12的臂12A的前端部。激光振荡器14经由光纤15连接到扫描装置11。
[0044] 此外，通过机器人12将扫描装置11布置于由夹具7压靠在工作台6上的工件5的上方。由激光振荡器14振荡的激光束经由光纤15被供给到扫描装置11，激光束由设置于扫描装置11的光学仪器(未示出)聚集，并且激光束从扫描装置11入射在工件5上。防护玻璃罩11A被安装到扫描装置11的下表面，使得防护玻璃罩11A保护设置于扫描装置11的光学仪器免受飞溅物的撞击。
[0045] 焊接操作员通过远程控制移动机器人12的臂12A从而移动扫描装置11，或者通过远程控制移动设置于扫描装置11的光学仪器。这能够改变利用扫描装置11发出的激光束要照射的位置。例如，通过远程控制移动设置于扫描装置11的光学仪器能够改变激光束的光轴L的方向。通过以此方式移动利用激光束要照射的位置，即使当工件5被固定到工作台6时，也可以焊接工件5的多个部位。
[0046] 此外，吹风机16是在工件5的待焊接的部分或该部分周围吹空气A的装置，由此吹走由于激光束照射在工件5上而发生的金属蒸汽(羽流)和飞溅物。吹风机16由扫描装置11的下部支撑，并且布置于载置在工作台6上的工件5的上方。此外，如后所述，吹风机16具有环形外廓，并且以包围从扫描装置11发出的激光束的光轴L的方式布置。
[0047] 此外，空气源17经由供气管18连接到吹风机16，并且对吹风机16供气。吹风机16接收来自空气源17的空气供给，并且朝向工件5排放环形空气A，环形空气A包围激光束的光轴L。
[0048] 图2、图3和图4均示出吹风机16。图5、图6和图7分别示出吹风机16的壳体、内环构件和外环构件。如图2所示，吹风机16主要包括壳体21、内环构件25和外环构件27。
[0049] 壳体21例如由诸如金属或耐热树脂等材料制成，并且形成为环形。多个安装构件22安装到壳体21的外周侧面，由此，壳体21经由安装构件22以包围激光束的光轴L的方式安装到扫描装置11的下部。
[0050] 另一方面，如图5所示，环形腔体23以遵循壳体21的环形外廓的形状形成于壳体21的内部。腔体23在壳体21的下表面开口，并且腔体23的开口部分沿着腔体23的形状形成为环形。
[0051] 在壳体21的外周侧面，形成四对供气口24，并且各供气口24均与腔体23连通。另一方面，如图2所示，供气管18连接到供气口24。因此，供自空气源17的空气经过供气管18经由供气口24流入腔体23，并且被临时储存在腔体23中。注意，虽然未详细地示出，但是供气管18的一端侧连接到空气源17，并且另一端侧被分成分别连接到供气口24的多个管。
[0052] 此外，沿壳体21的周向以等间隔(例如，90度间隔)地彼此离开的方式配置四对供气口24。该配置允许空气从彼此不同的多个方向(例如，四个方向)同时流入腔体23。这使得从腔体23经由排出口29排出的空气A能以匀速流动。特别地，即使在腔体23的容量小的实施方式中，也允许从排出口29排出的空气A匀速流动。因此，可以将空气A均匀地吹过工件5的所有多个待焊接部位并且由此吹走金属蒸汽(羽流)。因此，可以使所有这些部位的焊接质量均匀。
[0053] 如图6所示，内环构件25例如由诸如金属或耐热树脂等材料制成，并且形成为环形板。如图3所示，通过使用螺钉26将内环构件25可拆卸地安装到壳体21的下表面21A的内周部分。特别地，如图6所示，以预定的间隔在内环构件25的全周形成多个小孔25B。另一方面，如图5所示，以与形成于内环构件25的小孔25B对应的方式在壳体21的下表面
21A的内周部分形成多个螺钉孔21B。通过将螺钉26经由内环构件25的小孔25B分别拧入壳体21的螺钉孔21B而将内环构件25安装到壳体21的下表面21A的内周部分。通过将内环构件25安装到壳体21的下表面21A的内周部分，以包围激光束的光轴L的方式配置内环构件25。此外，如图3所示，内环构件25的外周部分覆盖在壳体21的下表面21A开口的腔体23的开口部分的内周部分。
21A的内周部分形成多个螺钉孔21B。通过将螺钉26经由内环构件25的小孔25B分别拧入壳体21的螺钉孔21B而将内环构件25安装到壳体21的下表面21A的内周部分。通过将内环构件25安装到壳体21的下表面21A的内周部分，以包围激光束的光轴L的方式配置内环构件25。此外，如图3所示，内环构件25的外周部分覆盖在壳体21的下表面21A开口的腔体23的开口部分的内周部分。
[0054] 如图7所示，外环构件27例如由诸如金属或耐热树脂等材料制成，并且形成为环形板。如图3所示，通过使用螺钉28将外环构件27可拆卸地安装到壳体21的下表面21A的外周部分。特别地，如图7所示，以预定的间隔在外环构件27的全周形成多个小孔27B。另一方面，如图5所示，以与形成于外环构件27的小孔27B对应的方式在壳体21的下表面
21A的外周部分形成多个螺钉孔21C。通过将螺钉28经由外环构件27的小孔27B分别拧入壳体21的螺钉孔21C而将外环构件27安装到壳体21的下表面21A的外周部分。通过将外环构件27安装到壳体21的下表面21A的外周部分，以包围激光束的光轴L并且与内环构件25同轴线的方式将外环构件27配置在内环构件25的外周侧。此外，如图3所示，外环构件27的内周部分覆盖在壳体21的下表面21A开口的腔体23的开口部分的外周部分。
21A的外周部分形成多个螺钉孔21C。通过将螺钉28经由外环构件27的小孔27B分别拧入壳体21的螺钉孔21C而将外环构件27安装到壳体21的下表面21A的外周部分。通过将外环构件27安装到壳体21的下表面21A的外周部分，以包围激光束的光轴L并且与内环构件25同轴线的方式将外环构件27配置在内环构件25的外周侧。此外，如图3所示，外环构件27的内周部分覆盖在壳体21的下表面21A开口的腔体23的开口部分的外周部分。
[0055] 在内环构件25和外环构件27安装到壳体21的下表面21A的状态下，与腔体23连通的环形排出口29形成于内环构件25的外周侧端面25A和外环构件27的内周侧端面27A之间。换个方式说，外环构件27的内径D2(参见图7)大于内环构件25的外径D1(参见图6)，因此，内环构件25的外周侧端面25A和外环构件27的内周侧端面27A之间形成环形间隙。该环形间隙布置于与环形腔体23的开口部分对应的位置处，并与腔体23连通。
因此，环形间隙用作供给到腔体23的空气被排出所经过的排出口29。
因此，环形间隙用作供给到腔体23的空气被排出所经过的排出口29。
[0056] 如图4所示，内环构件25的限定排出口29的外周侧端面25A以下述方式倾斜：外周侧端面25A的下边缘位于比上边缘接近内环构件25的中心的位置。此外，外环构件27的限定排出口29的内周侧端面27A以下述方式倾斜：内周侧端面27A的下边缘位于比上边缘接近外环构件27的中心的位置。利用内环构件25的外周侧端面25A的倾斜以及外环构件27的内周侧端面27A的倾斜，限定从排出口29排出的空气A的排出方向。后面将说明如何设定空气A的排出方向。
[0057] 在这方面，吹风机16通过将内环构件25和外环构件27调换成另一内环构件和另一外环构件能改变从排出口29排出的空气A的排出方向。
[0058] 例如，图8A中的内环构件31的外周侧端面比内环构件25的外周侧端面(参见图4中由双点划线包围的部分)更陡地倾斜(相对于水平面H的倾角α大)。此外，图8A中的外环构件32的内周侧端面比外环构件27的内周侧端面(参见图4中由双点划线包围的部分)更陡地倾斜。从壳体21拆下内环构件25和外环构件27，然后将内环构件31和外环构件32替代地安装到壳体21，能够使得从排出口29排出的空气A的排出方向比从通过将内环构件25和外环构件27安装到壳体21而形成的排出口29排出的空气A的排出方向接近与水平面H垂直的方向。
[0059] 图8B中的内环构件33的外周侧端面比内环构件25的外周侧端面(参见图4)更和缓地倾斜(相对于水平面H的倾角α小)。此外，图8B中的外环构件34的内周侧端面比外环构件27的内周侧端面(参见图4)更和缓地倾斜。从壳体21拆下内环构件25和外环构件27，然后将内环构件33和外环构件34替代地安装到壳体21，能够使得从排出口29排出的空气A的排出方向比从通过将内环构件25和外环构件27安装到壳体21而形成的排出口29排出的空气A的排出方向接近水平方向。
[0060] 通过拆下螺钉26和28能够容易地从壳体21拆下内环构件25、31和33以及外环构件27、32和34。因此，容易执行内环构件25、31和33以及外环构件27、32和34的调换操作。通过在内环构件25、31和33之间以及在外环构件27、32和34之间调换能够容易地改变从排出口29排出的空气A的排出方向。
[0061] 图9示出设定吹风机16中的空气A的排出方向的方法，图10示出吹风机16吹在工件表面上的空气A的分布。期望以下述方式设定吹风机16中的空气A的排出方向。特别地，如图9所示，工件的表面W被设定为平面，从扫描装置的激光发射器13发射的激光束的焦距D 3被设定在600mm，因此将激光发射器13布置于距离工件的表面W 600mm的部位。此外，以使得排出口29距离工件的表面W 600mm的方式布置吹风机16。
[0062] 在上述理想设定状态中，假定由环形排出口29限定的圆的圆心被设定为排气基准点P1，并且经过排气基准点P1并且与该圆形垂直地交叉的直线被设定为排气轴线Q。在此情况下，优选地以下述方式设定吹风机16中的空气A的排出方向：空气聚集点P2被设定在位于排气轴线Q上并且从排气基准点P1向下离开的距离D4比激光束的焦距D3的一半短的位置，并且从排出口29排出的空气A聚集在空气聚集点P2。
[0063] 以此方式设定空气A的排出方向，使得从排出口29排出的空气A首先聚集在空气聚集点P2，在逐渐发散的状态下向下流动，然后吹在工件上。以此方式，空气A能够均匀地吹在工件的表面W的大范围上。特别地，如图10所示，吹在工件的表面W上的空气A的流速在区域R2至R9的范围变得相等，并且流速是恰当值(例如，当中央区域R1的流速是19.0m/s时，周围区域R2至R9的流速是4.5m/s至5.0m/s)，其中所述区域R2至R9均在水平方向上距离排气轴线Q与表面W彼此交叉的点P3大致100mm。
[0064] 从示出激光焊接设备的理想设定状态的图9与示出激光焊接设备1的实际设定状态的图1的比较可以理解，在实际设定状态中，吹风机16布置得比扫描装置11低并且排出口29位于比扫描装置11的激光发射器13低的位置。然而，在图1所示的实际设定状态中可以通过以下述方式设定吹风机16中的空气A的排出方向而如图10所示恰当地设定吹在工件5的表面上的空气A的分布：排气基准点和空气聚集点之间的距离比图9所示的理想设定状态下的排气基准点P1和空气聚集点P2之间的距离D4短。
[0065] 实践中，可能需要根据工件5的高度或工件5的表面的不规则形状调节吹在工件5的表面上的空气A的分布。为该调节而全部必须要做的是：如上所述，通过将内环构件25替换为另一内环构件31、33等并将外环构件27替换为另一外环构件32、34等来改变空气A的排出方向。
[0066] 如现在为止所述的，根据本发明的实施方式的激光焊接设备1能够从工件5的上方将环形空气A吹在工件5上。因此，甚至在工件5由夹具7加压的状态被焊接的情况下，仍可以将空气A吹到由工件5上的夹具7限定的凹进区域中，从而将所述区域中的金属蒸汽(羽流)吹到外部。因此，可以移除将阻挡激光束的金属蒸汽(羽流)从而提高焊接质量。
[0067] 此外，根据激光焊接设备1，从工件5的上方将环形空气A吹在工件5上使得飞溅物被向下吹到远离工件5的位置。这可以防止扫描装置11的防护玻璃罩11A由于飞溅物撞击在防护玻璃罩11A上而被损坏。
[0068] 这里，根据图11和图12，将具体地说明激光焊接设备1的操作效果。图11示出在根据本发明的实施方式的激光焊接设备1中空气吹金属蒸汽(羽流)等的状态。图12示出在根据比较例的激光焊接设备中空气吹金属蒸汽(羽流)等的状态。
[0069] 根据比较例的激光焊接设备101，如图12所示，鼓风机113布置于工件5的侧面，并且鼓风机113从工件5的侧面将空气A吹在工件5上。因此，空气A不流入由工件5上的夹具7限定的凹进区域中，结果，在该区域中剩余金属蒸汽(羽流)V。剩余的金属蒸汽(羽流)V阻挡从扫描装置11发射的激光束的照射，由此，可能损害焊接质量。此外，在激光焊接设备101中，扫描装置111的防护玻璃罩111A可能被冲击在防护玻璃罩111A上的飞溅物S损坏。
[0070] 另一方面，在根据本发明的实施方式的激光焊接设备1中，如图11所示，从工件5的上方排向工件5的空气A流入由工件5上的夹具7限定的凹进区域中，并且该区域中的金属蒸汽(羽流)V被空气A吹出该区域。结果，工件5由处于稳定状态的激光束充分地照射，由此，实现高质量的焊接。此外，在激光焊接设备1中，飞溅物S被从工件5上方由排向工件5的空气A向下吹落到远离工件5的位置。结果，显著地减少了飞溅物S对扫描装置11的防护玻璃罩11A的冲击。
[0071] 而且，根据本发明的实施方式的激光焊接设备1能够实现以下操作效果。环形空气A能够从工件5上方吹在工件5上。因此，甚至在工件5具有在彼此不同的位置处的多个焊接部位的情况下，通过将空气A吹在所有部位上能够吹走金属蒸汽(羽流)。因此，在所有的这些部位能够使焊接质量均匀。
[0072] 而且，扫描装置11和吹风机16由机器人12的臂12A的前端部分支撑。结果，当远程控制机器人12以移动扫描装置11并且移动激光束照射位置时，吹风机16也随着扫描装置11移动。因此，总是可以将空气A充分地吹在通过激光束照射焊接的部分上。由此，可以使工件5的所有焊接部位的焊接质量均匀。
[0073] 通过将如下情况作为示例说明了上文的实施方式：通过将外环构件27配置于内环构件25的外周侧，吹风机16具有形成于内环构件25和外环构件27之间的环形排出口29，但是本发明不限于该情况。例如，如图13所示，可以使用形成有弧形狭缝41A的单个环形构件41替代内环构件25和外环构件27。例如，沿周向以窄间隔形成弧形长狭缝41A能够形成总体上基本环形的狭缝，由此获得环形排出口。
[0074] 此外，通过将吹风机16由扫描装置11支撑的情况作为示例说明了上述实施方式，但是本发明不限于此。吹风机16可以由机器人12的臂12A的一部分支撑。可选地，扫描装置11和吹风机16可以不由机器人12支撑，而由支柱、基座等支撑，或者可以从高位置垂下。
[0075] 而且，通过将吹风机16朝向工件5排出空气的情况作为示例说明了上述实施方式，但是可以使用其他气体代替空气。而且，例如还可以在空气源17和吹风机16之间设置流速调节阀等以调节从空气源17供给到吹风机16的空气量，从而能够改变从排出口29排出的空气A的流速。
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