[實用新型]激光密封焊接裝置

有效

• 申請號: 201520288599.3
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN204975704U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 張彪;易飛躍;李俊
• 申請（專利權）人: 北京萬恒鐳特機電設備有限公司
• 主分類號: B23K26/26
• 分類號: B23K26/26;B23K26/064;B23K26/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于激光密封焊接技術領域，涉及一種激光密封焊接裝置，尤其適用于密封性能要求高的腔體結構的焊接中。

背景技術

在各行各業都有各種密封腔體結構，比如醫療器械，傳感器，航空航天，微波器件等都需要用到精密的密封腔體結構。由于材料越來越特殊，厚度越來越薄，質量越來越輕，對外觀的要求和對氣密性指標要求越來越高，傳統的密封焊接方法越來越不能滿足其要求。因此激光密封焊接得到大力發展。

由于激光的光斑直徑小，高斯分布特性等，常規的激光密封焊接要求殼體和蓋板之間的裝配誤差小于100um，以達到較好的焊接質量。這對于殼體和蓋板的加工精度要求較高，提高了產品的成本。而且有的材料在焊接過程中容易產生裂紋。以微波器件為例，常用的腔體的殼體和蓋板的材料為硅鋁。硅鋁材料的裂紋敏感性非常高，非常容易產生裂紋。一般為了避免產生裂紋，加入共晶金屬作為填充焊料，可以減少裂紋。但是加入填充焊料焊接后，焊縫外觀不可控、焊接不一致、穿透性和熔池特性都不夠穩定；而且有可能會降低拉伸強度。

發明內容

為了解決常規激光密封焊接中蓋板和殼體加工比較粗糙，蓋板和殼體之間的裝配誤差較大時，容易產生裂紋，難以焊接；以及一些裂紋敏感材料焊接過程中易產生裂紋，本實用新型提出一種對稱多焦點激光光束密封焊接裝置。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

一種激光密封焊接裝置，其包括激光器，激光凹透鏡，激光凸透鏡，平面反射鏡，衍射光學元件，激光聚焦鏡及其保護鏡片，吸氣除塵裝置及吸氣管，需要焊接的蓋板和管殼，其特征在于：所述的激光器用于發射具有高能量的脈沖激光；所述的激光凹透鏡和所述的激光凸透鏡組合在一起對所述激光光束進行擴束準直；所述的平面反射鏡用于是水平傳播的激光光束豎直向下傳播；所述的衍射光學元件將入射的一束所述激光光束出射為4束激光光束，通過所述激光聚焦鏡及其保護鏡片后，在焦平面上呈現4個聚焦點。

本實用新型的激光凹透鏡和激光凸透鏡對所述激光光束進行擴束準直，改善激光光束的發散特性。

本實用新型的衍射光學元件改變激光光束的波前狀態，將激光光束由一束分為四束，四束光呈現為兩列分布，每列有兩束光，每列的兩束光的夾角與兩列光束之間的夾角相等，需要改變聚焦點點數和排列分布時，則需要重新設計更換所述的衍射光學元件。

本實用新型的激光聚焦鏡將所述的衍射光學元件所分出的4束光聚焦在焦平面上，最終焦平面上的焦點也呈現為兩列分布，每列為兩個焦點，每列的兩個焦點之間的距離與兩列焦點之間的距離相等，當需要調整激光光斑的大小或者工作距離時，則需要更換所述的激光聚焦鏡。

本實用新型的激光密封焊接裝置中，根據焊縫的寬度來選擇衍射光學元件和激光聚焦鏡，使得焦平面上的四個聚焦點成兩列分布，每列兩個焦點，需要焊接的蓋板和管殼之間的焊縫處于所述的兩個焦點的中間，4個焦點相對于X方向和Y方向焊縫都對稱，因此在改變激光焊接方向時，焊縫區域的激光能量密度保持不變，不影響焊接質量。

本實用新型的激光密封焊接裝置中，有輔助吸氣除塵裝置，吸氣除塵裝置將焊接過程中由于高能量的激光對焊接材料的作用而產生的火花飛濺吸走，以避免飛濺附著在激光保護鏡片上，破壞保護鏡片，影響激光光束的輸出，同時也避免了飛濺附著在焊接工件的表面影響焊接的質量及外觀。

附圖說明

圖1為本實用新型的激光密封焊接裝置的示意圖；

圖2為焊接焦點在焊接工件焊縫處的分布俯視示意圖；

圖3為焊接焦點在焊接工件焊縫處的剖視圖；

圖中各標記的含義如下：

1：激光器

2：激光凹透鏡；

3：激光凸透鏡；

4：平面反射鏡；

5：衍射光學元件；

6：激光聚焦鏡及其保護鏡片；

7：焦平面；

8：X方向焊縫；

9：Y方向焊縫；

10：4個焦點；

11：吸氣除塵裝置；

12：吸氣管

13：焊接蓋板；

14：焊接管殼；

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做詳細描述：