[發明專利]利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝及設備

有效

• 申請號: 200810225971.0
• 申請日: 2008-11-07
• 公開（公告）號: CN101412153A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 林春平;孫繼壯
• 申請（專利權）人: 北京智博高科生物技術有限公司
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K26/12;B23K26/08;B23K101/06
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐樂慧;張 瑾

1.一種利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，包括有如下步驟：

1)將欲進行焊接密封的薄壁金屬管置于由可編程控制器控制的電動工作臺的夾具上；

2)根據所述薄壁金屬管的壁厚、管徑設置保護性氣體供應裝置的流量、壓力，并輸出相應的保護性氣體；

3)根據所述薄壁金屬管的壁厚、管徑設置激光焊接機輸出激光的出光能量和出光頻率；

4)調整由可編程控制器控制的電動工作臺，使電動工作臺平移動作完成后，所述薄壁金屬管位于所述激光焊接機輸出的激光的聚焦位置處；

5)旋轉所述電動工作臺，使薄壁金屬管以步進方式旋轉，每次步進過程旋轉至一個設定角度后停止，在每次停止定位的狀態下，由所述激光焊接機輸出激光，使所述薄壁金屬管的頂端部位接受具有固定能量的激光脈沖；

6)在所述薄壁金屬管旋轉一周，且受激光脈沖射擊后，所述薄壁金屬管在高溫和保護性氣體的共同作用下，向中心熔融、凹陷、凝固，形成一個多棱的啞鈴形柱體；

7)繼續旋轉電動工作臺，使其保持恒定的旋轉速度，同時控制激光焊接機的出光頻率和能量，使激光以衡定的速率連續照射并疊加在所述薄壁金屬管頂端需焊接的部位，在保護性氣體的保護作用下，薄壁金屬管頂端迅速熔化，在熔融金屬液體表面張力的作用下，形成半球狀密封殼體，并在保護性氣體的環境下自然冷卻，同時由于保護性氣體的冷卻作用而凝結在頂端，形成密封狀態。

2.根據權利要求1所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特征在于，在第5)步驟中，所述薄壁金屬管步進旋轉的步數為n的整數，n＝1.3s/d，其中s為薄壁金屬管的周長、d為所述激光焊接機輸出激光于所述薄壁金屬管表面形成的激光光斑直徑；每一步旋轉的角度等于360/n。

3.根據權利要求1所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特?征在于，在步驟2)中，保護性氣體的流量在0.1-0.3立方米/小時之間。

4.根據權利要求1所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特征在于，在第5)步驟中，所述電動工作臺的運動方式根據步進次數以連續步進旋轉或間隔步進旋轉。

5.根據權利要求1所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特征在于，在步驟3)中，所述輸出激光的出光能量的調整方法是將所述薄壁金屬管固定，調整單個激光的出光能量，使得每次出光后，薄壁金屬管表面熔融后的凹陷不低于薄壁金屬管管徑的1/4；所述出光頻率的選擇應使每兩個激光光斑重合不少于1/4，以保證薄壁金屬管被焊接的部分均勻受熱熔融。

6.根據權利要求1所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特征在于，在步驟7)中，所述電動工作臺的旋轉速度在5-10圈/秒之間。

7.根據權利要求1所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特征在于，在步驟5)、6)、7)的同時增加有利用高倍放大攝像頭進行拍攝及通過可編程控制器控制顯示器顯示焊接情況的步驟。

8.根據權利要求1至7中任意一項所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的工藝，其特征在于，所述保護性氣體為氬氣。

9.一種利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的設備，包括有可編程控制器，電動工作臺、激光發生器、具有壓力流量控制系統的保護性氣體供應裝置，其特征在于，所述可編程控制器與電動工作臺、激光發生器、保護性氣體供應裝置電連接，所述電動工作臺上設置有用于放置薄壁金屬管的夾具，且在所述夾具的側緣上方相對所述保護性氣體供應裝置的保護性氣體噴嘴的一側設置有防護池。

10.根據權利要求9所述的利用激光技術焊接密封薄壁金屬管的設備，其特征在于，所述設備還包括有與所述可編程控制器連接的高倍放大攝像頭及顯示器。