[發(fā)明專利]一種激光焊接同軸保護(hù)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610280423.2
• 申請(qǐng)日: 2016-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN105728940A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶汪;鄒帥;姜夢(mèng);陳彥賓;陳奧;郝雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/14
• 分類號(hào): B23K26/14;B23K26/21
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高志光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接設(shè)備，具體涉及一種激光焊接同軸保護(hù)裝置。

背景技術(shù)

激光焊接技術(shù)與傳統(tǒng)的焊接技術(shù)相比，具有焊接速度快，焊縫深寬比大，焊接熱變形小以及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。但是在激光焊接過(guò)程中，一方面工件上方的高溫等離子體通過(guò)吸收、散射和折射作用對(duì)激光產(chǎn)生屏蔽效應(yīng)，不僅會(huì)降低激光的利用率，而且會(huì)影響焊縫成型。另一方面，激光焊接化學(xué)活性較強(qiáng)的金屬材料時(shí)，焊接熔池區(qū)和焊縫高溫區(qū)的保護(hù)非常重要。以鈦合金為例，鈦從250℃開始吸收氫，從400℃開始吸收氧，從600℃開始吸收氮，且隨著溫度的上升，鈦吸收氣體的能力進(jìn)一步增強(qiáng)。氧和氮都是α相穩(wěn)定元素，當(dāng)其含量較少時(shí)，氣體原子將以置換或間隙的形式固溶在晶格中，改變材料原始的晶格排列，使鈦的強(qiáng)度、硬度提高，但隨著氣體含量繼續(xù)增加，氣體以過(guò)飽和的形式存在，則易形成晶間化合物。對(duì)與鈦合金的激光焊接不僅要對(duì)熔池進(jìn)行惰性氣體保護(hù)，還要對(duì)熱影響區(qū)金屬冷卻段進(jìn)行保護(hù)。鈦合金激光焊接過(guò)程中氣體對(duì)焊縫高溫區(qū)的保護(hù)情況直接影響到鈦合金焊接后材料性能，成為保護(hù)效果好壞的關(guān)鍵。基于以上兩點(diǎn)，激光焊接焊接過(guò)程需要良好的保護(hù)，特別是對(duì)于化學(xué)活性較強(qiáng)的金屬。

激光焊接過(guò)程通常采用側(cè)吹輔助氣體的方法對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)。但是側(cè)吹輔助氣體的方法存在以下不足：(1)側(cè)吹噴嘴的定位精度和氣流量控制要求比較嚴(yán)格；(2)側(cè)吹噴嘴在焊接過(guò)程中對(duì)熱影響區(qū)的保護(hù)效果較差，極易引起氧化，焊縫表面質(zhì)量差，焊縫內(nèi)部產(chǎn)生氣孔；(3)側(cè)吹噴嘴只能在一個(gè)方向上起作用，在焊接復(fù)雜形狀焊縫時(shí)方便性和靈活性受到限制；激光焊接過(guò)程也有采用真空激光焊接方法提高激光焊接保護(hù)效果的，但是真空激光焊接成本較高，且對(duì)工件尺寸要求較高。綜上所述：現(xiàn)有的激光焊接的保護(hù)方法均存在一定的不足，激光焊接技術(shù)需要一種保護(hù)效果良好。使用方便靈活、成本較低的保護(hù)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有激光焊接保護(hù)技術(shù)中側(cè)吹輔助氣體裝置保護(hù)效果和靈活度差，真空激光焊接成本高的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種激光焊接同軸保護(hù)裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括激光發(fā)射器、連接組件、保護(hù)氣噴嘴組件和氣瓶，保護(hù)氣噴嘴組件設(shè)置在激光發(fā)射器的正下方，保護(hù)氣噴嘴組件通過(guò)連接組件與激光發(fā)射器連接，氣瓶與保護(hù)氣噴嘴組件連接。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的一種激光焊接同軸保護(hù)噴嘴，可以防止氣流在主軸保護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)過(guò)早發(fā)散，使主軸和旁軸噴射出的氣體層流長(zhǎng)度變長(zhǎng)；

2、旁軸噴出的保護(hù)氣垂直吹向工件表面，不影響主軸保護(hù)氣對(duì)等離子體的抑制作用；

3、旁軸入射氣流直接射向篩板，減少氣體流速和氣流量的損失；

4、本發(fā)明適合于激光焊接鈦合金，其他化學(xué)活性較強(qiáng)的金屬材料，如鋁、鋯等材料；

5、適用于激光焊接、激光熱處理、激光熔覆等激光材料加工領(lǐng)域；

6、本發(fā)明有效避免了對(duì)于二維路徑焊縫焊接在焊接過(guò)程中保護(hù)效果分段現(xiàn)象；

7、焊接過(guò)程穩(wěn)定性和一致性提高，工作效率得到提升。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中保護(hù)氣噴嘴組件3的主視圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是圖3中的A-A向剖視圖；

圖5是本發(fā)明中篩板3-2-3的主視圖；

圖6是本發(fā)明中連接組件2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1至圖6說(shuō)明，本實(shí)施方式所述一種激光焊接同軸保護(hù)裝置包括激光發(fā)射器1、連接組件2、保護(hù)氣噴嘴組件3和氣瓶4，保護(hù)氣噴嘴組件3設(shè)置在激光發(fā)射器1的正下方，保護(hù)氣噴嘴組件3通過(guò)連接組件2與激光發(fā)射器1連接，氣瓶4與保護(hù)氣噴嘴組件3連接。

如此設(shè)計(jì)保護(hù)氣噴嘴組件3用于保護(hù)激光焊接過(guò)程，氣體噴射口位置和大小利用流體力學(xué)原理設(shè)計(jì)，用于對(duì)焊接區(qū)形成良好保護(hù)，氣瓶4用于提供焊接過(guò)程中的保護(hù)氣。