激光加工頭是激光焊接設備的關鍵組成部分，利用它來實現(xiàn)調整焦距、工作距離，從而可獲得合適的光斑尺寸在激光焊接機頭中，集成了不同功能的組成單元，它們包括激光聚焦和導入單元、保護氣導入和分配單元、冷卻系統(tǒng)、透鏡防護系統(tǒng)等，在具有反饋控制的激光焊接過程中，還具有監(jiān)測和反饋控制單元。
激光焊接噴嘴示意圖與實物圖
激光焊接噴嘴的結構比較復雜，對保證焊接質量有重要作用，國內外已經(jīng)開發(fā)了不少各其特色的激光噴嘴。從氣體保護的角度來說，應保證氣體平穩(wěn)導入和均勻分布與流動，保證均勻覆蓋激光焊接區(qū)域，形成良好的保護效果。一般來說，保護區(qū)噴嘴與激光束同軸布置的一體化設計是主流，雖然結構復雜，成本高，但是保護效果好，穩(wěn)定可靠。前后側向導入保護氣的方式比較簡單，但是保護效果較差，已較少采用。通常噴嘴到工件的距離在3mm-10mm.噴嘴孔徑在4mm-8mm，氣體流速在8L/min-30L/min。
CO2激光焊接采用氧氣保護時，對噴嘴設計要求較高，以保證良好的氣流幾何形狀。設計的基本原則是保證氬氣獲得較高的流速以提高液態(tài)金屬抑制等離子體的產生。采用的激光能量密度越大，要求氬氣的流速越大。但是過大的氬氣流速會吹動熔池使焊縫發(fā)生偏離。氮氣對噴嘴結構設計和氣流幾何形狀要求不高，但是如果采用的激光功率密度較大，應適當采取措施抑制等離子體的產生。
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