[實用新型]一種用于激光加工的真空箱裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920013746.0
• 申請日: 2009-05-15
• 公開（公告）號: CN201394699Y
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 王維;楊光;欽蘭云;尚曉峰;佟明;王興良
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽航空工業(yè)學院
• 主分類號: B23K26/42
• 分類號: B23K26/42
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所
• 代理人: 甄玉荃

技術(shù)領(lǐng)域：

本實用新型涉及一種在激光加工設備中用于隔離空氣、創(chuàng)造真空環(huán)境或者保護氣環(huán)境、保證被加工零件加工質(zhì)量的真空箱裝置，特別是涉及一種用于激光加工的真空箱裝置。

背景技術(shù)：

激光是二十世紀自然科學的重大發(fā)明之一。自從1960年世界上第一臺激光器誕生以來，在近五十年里，激光科學技術(shù)以其獨有的特性和強大的生命力在國防、科技、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、日常生活等幾乎所有領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展和廣泛應用。

激光的優(yōu)異特性使激光加工具備了其他加工方法不具備的優(yōu)異特點：

1)無接觸加工，而且高能激光束的能量和移動速度均可調(diào)，可以實現(xiàn)多種加工目的；

2)可以加工高硬度、高脆性及高熔點的多種金屬、非金屬材料；

3)無“切削力”作用在工件上，“刀具”無磨損；

4)局部加工。由于激光束能量密度較高、加工速度快、對非激光照射部分沒有影響或影響極小，其熱影響區(qū)小、工件熱變形小、后續(xù)加工量??；

5)可以通過透明介質(zhì)對密封容器內(nèi)的工件進行各種加工；

6)加工方法極為靈活，與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合后可對復雜工件進行加工；

7)生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量可靠，經(jīng)濟效益好。

目前，激光加工的類型與應用主要包括：激光表面工程、激光材料去除、激光材料連接、激光原型制造等等。然而，有很多金屬材料都無法在無保護狀態(tài)下進行激光加工。例如，用激光焊接鈦合金，鈦合金是一種非常活潑的金屬材料，由于表面形成致密的氧化膜，使其在常溫下非常穩(wěn)定。但是在高溫下，鈦合金則有強烈的吸氫、氧、氮的能力：空氣中鈦合金在250℃開始吸氫，500℃開始吸氧，600℃開始吸氮。隨著溫度提高，鈦合金吸收氣體的能力更強，最終致使鈦合金焊縫質(zhì)量下降以至無法應用。因此要求鈦合金的激光焊接必須在充分保護氣狀態(tài)或者真空狀態(tài)下進行。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決上述眾多金屬材料無法在無保護狀態(tài)下進行激光加工的問題，本實用新型提供一種用于激光加工的真空箱裝置，可以實現(xiàn)在真空環(huán)境下或者保護氣環(huán)境下進行三維空間內(nèi)的激光加工操作。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種用于激光加工的真空箱裝置，主要包括保護氣組件、真空室、真空獲得組件、冷卻組件、三維工作臺、送粉組件、計算機控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。三維工作臺固定于真空室內(nèi)，保護氣組件、送粉組件和真空獲得組件通過軟管與真空室連接。冷卻組件通過軟管與真空室和真空獲得組件連接。計算機控制系統(tǒng)和電控系統(tǒng)通過電線與真空室、三維工作臺、送粉組件、真空獲得組件連接。

本實用新型的優(yōu)點及有益效果為：

1.本實用新型不僅可以實現(xiàn)在小于2X10^-2Pa的真空環(huán)境下進行三維空間內(nèi)的激光加工操作，而且可以實現(xiàn)在1個大氣壓保護氣環(huán)境下進行三維空間內(nèi)的激光加工操作。

2.本實用新型采用硒化鋅透鏡作為激光窗口及聚焦透鏡，激光吸收率低、可透過可見光、使用壽命較長。

3.本實用新型采用旋片式機械真空泵與高真空油擴散泵組合方式建立起真空獲得組件進行抽真空操作，工作真空度提高、抽真空效率提高，有利于提高激光加工效率和質(zhì)量。

4.本實用新型采用真空傳感器和電觸點壓力表兩種方式讀取真空箱內(nèi)的真空度，既方便了操作者在不同角度的觀察，又使真空度讀數(shù)的可靠性進一步提高，有利于保證激光加工質(zhì)量。

5.本實用新型采用PCI-1240運動控制卡對三維工作臺進行運動控制和I/O操作，軟件開發(fā)簡單、數(shù)據(jù)傳輸距離遠、抗干擾能力強、可靠性高、運行穩(wěn)定。

本實用新型采用手動控制抽真空和充保護氣過程，操作簡單，安全可靠。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為真空室的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為真空室中充氣口和抽氣口的位置示意圖。

圖4為透鏡窗口組件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為同軸送粉嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為真空室內(nèi)三維工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：