[發明專利]一種真空激光透射鏡片保護系統及方法

在審

• 申請號: 202210186986.0
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114473261A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳彥賓;林泳;李縱躍;李方志;王慧洋;何崇文;萬楚豪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工大焊接科技有限公司
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K26/142;B23K26/146
• 代理公司: 武漢知伯樂知識產權代理有限公司 42282
• 代理人: 賀金

本發明公開了一種真空激光透射鏡片保護系統及方法，本系統包括激光透射模塊、滑動密封模塊和防飛濺模塊，激光透射模塊作為激光從系統外部射入通道固定于滑動密封模塊上，滑動密封模塊驅動激光透射模塊在垂直激光入射方向的平面內滑動，防飛濺模塊固定于滑動密封模塊底部，用于引導氣流，避免焊接飛濺及煙塵污染透射單元模塊，激光透射模塊包括密封鏡筒、保護鏡筒和可替換鏡筒，可替換鏡筒豎直固定于滑動密封模塊上，可替換鏡筒包括進氣口，通過外接氣源通入氣體在可替換鏡筒內形成正壓，保護鏡筒固定安裝于可替換鏡筒頂部，密封鏡筒固定安裝于保護鏡筒的頂部，其內設有冷卻水道，解決了光學鏡片容易受熱變形、鍍膜損傷和維護不便的問題。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，更具體地，涉及一種真空激光透射鏡片保護系統及方法。

背景技術

針對易氧化、易開裂的特定材料，有特定的焊接要求，如焊接深度、焊縫光潔度、抑制焊縫氣孔、低壓/高壓密封焊接等，因此對激光焊接環境也有要求，常見的有手套箱Ar焊接環境、真空激光焊接、高壓激光焊接等，然后將待焊接零件放置于密閉環境的焊接艙體進行焊接，艙體內進行Ar填充、抽真空或者充氣加壓處理。由于焊接過程中的發生飛濺及煙塵在密閉艙體內聚集，會阻礙激光的穿透，導致焊接能力下降和焊接過程不穩定，進而導致光學鏡片污染甚至損毀，嚴重影響焊接過程和質量。

現有技術存在如下幾個缺點：(1)在真空箱的內側壁上設置真空激光焊接保護鏡片，提高真空激光焊接質量的一致性和可靠性，但是飛濺物仍會穿過中心孔落入鏡片上，導致鏡片污染、損毀，還無法凈化艙內彌散的煙塵；(2)采用加吹氣嘴、抽氣分子泵的方法將真空環境焊接過程中的煙塵帶走，但是分子泵僅使用于較高真空度環境，當艙內存在較大的進氣時的連續使用會導致分子泵過熱保護甚至損壞，而當進氣量較小時并不足以將焊接過程中的煙塵和飛濺全部抽走；(3)在透射通孔的兩側分別設置進氣通孔和抽氣通孔，但在真空環境中，由于沒有氣體阻力，污染物的飛濺速度遠高于大氣環境，無法完全消除金屬蒸汽和焊接煙塵對鏡片的影響。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種真空激光透射鏡片保護系統及方法，本系統包括激光透射模塊、滑動密封模塊和防飛濺模塊，激光透射模塊固定安裝于滑動密封模塊上，滑動密封模塊用于驅動激光透射模塊在垂直激光入射方向的平面內滑動，防飛濺模塊固定于滑動密封模塊底部，用于引導氣流，避免焊接飛濺及煙塵污染透射單元模塊，激光透射模塊包括從上至下依次連接的密封鏡筒、保護鏡筒和可替換鏡筒，可替換鏡筒垂直固定于滑動密封模塊，密封鏡筒上設置有冷卻水道，用于對其內鏡片進行降溫，保護鏡筒內設有保護鏡片和過濾棉，避免焊接煙塵和金屬蒸汽上浮，而可替換鏡筒連通設有進氣口，通過通入氣體形成正壓抑制金屬蒸汽及焊接煙塵，本激光透射系統解決了光學鏡片容易損傷和維護不便的問題。

為了實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供一種真空激光透射鏡片保護系統，包括：

激光透射模塊、滑動密封模塊和防飛濺模塊，所述激光透射模塊固定于所述滑動密封模塊上作為激光從系統外部射入真空艙的通道，所述滑動密封模塊用于驅動所述激光透射模塊在垂直激光入射方向的平面內滑動，所述防飛濺模塊固定于所述滑動密封模塊底部，用于引導氣流，抑制焊接飛濺和煙塵污染；

所述激光透射模塊包括沿光路設置的密封鏡筒、保護鏡筒和可替換鏡筒，三者中心都設有供激光通過的通孔，所述可替換鏡筒豎直固定于所述滑動密封模塊上，所述可替換鏡筒包括進氣口，通過外接氣源通入氣體，在所述可替換鏡筒內形成正壓抑制金屬蒸汽及焊接煙塵，所述密封鏡筒內設有冷卻水道，用于通入循環冷卻水對其內鏡片進行降溫。

進一步地，所述保護鏡筒包括過濾棉、保護鏡片和鏡片抽屜，所述保護鏡片和所述過濾棉設于保護鏡片抽屜內，該抽屜與所述保護鏡筒滑動連接，抽出所述保護鏡片抽屜能更換所述保護鏡片和所述過濾棉，所述過濾棉設于所述保護鏡片周側，所述保護鏡片和所述過濾棉用于防止煙塵上升。