一种局部真空激光焊接装置及焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种局部真空激光焊接装置及焊接方法，包括：基座

【技术实现步骤摘要】
一种局部真空激光焊接装置及焊接方法


[0001]本专利技术涉及有色金属焊接
，具体而言，涉及一种局部真空激光焊接装置及焊接方法
。

技术介绍

[0002]大厚度钛合金材料的应用越来越广泛，例如载人舱球壳是载人潜水器
、
深海潜航器等
。
针对钛合金厚板焊接，激光焊接能够实现良好的接头质量，但是激光焊接需要在真空室内进行，大型钛合金结构件由于受尺寸限制无法进行激光焊接
。
窄间隙焊接方法在钛合金厚板窄间隙焊接广泛应用，但由于厚度较大，窄间隙焊需进行多层多道焊接，焊接效率低，同时厚板焊接的变形控制难度大，不能满足大型结构的高效焊接
。
[0003]二十世纪
80
年代，研究人员提出在真空条件下进行激光焊接，能够提高激光能量利用率，提高入射激光的穿透能力大幅增加焊缝熔深
。
近年来，随着大功率高品质激光器的出现，研究人员发现大功率激光在真空下也能获得类似激光焊接的大深宽比焊缝，并且真空激光焊接不需要达到激光焊接所需的极高的真空度，同时激光焊接也不存在大气分子对电子的散射的问题，还不需要射线保护
。
[0004]但是，在真空激光焊接过程中，其焊接区域的真空度严重影响激光焊接的熔深，但是在现有的技术中，在大型结构上难以制造出具有足够真空度的真空空间
。
[0005]中国专利
CN201921232451.2
公开了一种激光焊接用局部真空密封件，密封罩Ⅰ包括本体Ⅰ，本体Ⅰ上设真空槽Ⅰ；密封罩Ⅱ包括本体Ⅱ，本体Ⅱ上设真空槽Ⅱ和安装槽，安装槽和真空槽Ⅱ两者延伸方向同向
、
且相互连通，安装槽内用于安装激光保护镜片；本体Ⅰ和本体Ⅱ上分别对应设有气孔Ⅰ和气孔Ⅱ、
分别与真空槽Ⅰ和真空槽Ⅱ连通；一种激光焊接装置，包括抽真空系统
、
激光焊接装置和上述的局部真空密封件；使用时，密封罩Ⅰ和密封罩Ⅱ用于分别安装在待焊接平板的两侧板面上，真空槽Ⅰ和真空槽Ⅱ均与接缝处相对，然后进行抽真空和激光焊接操作
。
该专利虽然可以提供具有较佳真空度的真空空间，但是，该专利沿着焊缝装配一个与焊缝等长的激光透射镜片，对焊缝的长度具有相应的局限，无法在大型结构上使用，而且在焊接过程中产生大量的烟尘，容易导致焊接过程不稳定
。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的问题是，现有技术中，在大型结构上难以制造出具有足够真空度的真空空间，现有的真空激光焊接装置无法用于大型结构，而且焊接时产生的烟尘容易导致焊接过程不稳定
。
[0007]本专利技术公开了一种局部真空激光焊接装置，包括：基座，在所述基座上方形成激光焊接工件的加工区域；焊接台，所述焊接台设置在基座上，所述焊接台至少包括第一承载板，所述第一承载板用于固定待焊工件；激光焊枪，所述激光焊枪设置在焊接台的上侧，用于焊接待焊工件；局部密封结构，所述局部密封结构用于与待焊工件和
/
或焊接台形成局部密封焊接区，所述局部密封结构，包括密封板，在所述密封板的中心处设置第一通孔，所述
激光焊枪的激光能够穿过所述第一通孔对待焊工件进行焊接，所述密封板相对所述激光焊枪固定设置，所述局部密封结构能够相对焊接台滑动；压力组件，所述压力组件相对所述激光焊枪和密封板固定设置，用于改变所述局部密封结构与所述第一承载板和
/
或待焊工件连接处的压力；烟尘防护组件，所述烟尘防护组件设置在所述激光焊枪与局部密封结构之间，在所述烟尘防护组件上侧设置有镜片，所述激光焊枪产生的激光透过镜片对待焊工件进行焊接；抽气管路，所述抽气管路与密封板内侧腔室连通，所述抽气管路用于抽吸局部密封结构内部空气，以形成真空焊接环境
。
[0008]进一步的，所述烟尘防护组件包括镜片
、
压盖
、
烟尘防护腔和气阻，所述压盖用于将所述镜片密封设置在所述烟尘防护腔的顶端，所述气阻设置在烟尘防护腔与密封板内部腔室之间，所述气阻用于阻挡局部密封结构内部在激光焊接时产生的烟气进入烟尘防护腔内
。
[0009]进一步的，所述气阻包括支座和挡片，在所述支座的上侧周向上设置有第一折边，在所述第一通孔上设置有沉台，所述第一折边与沉台配合装配，所述支座的下侧穿过所述第一通孔进入所述密封板内部腔室中，在所述支座的底部周向上设置有向内翻折的第二折边，所述挡片与所述第二折边配合装配，在所述挡片上设置有透光孔，所述激光焊枪产生的激光依次穿过镜片
、
透光孔后对待焊工件进行焊接
。
[0010]进一步的，在所述烟尘防护腔底部设置有凸台，所述凸台与所述沉台配合装配，在所述凸台上设置有环形槽，所述环形槽用于设置气密件
。
[0011]进一步的，在所述烟尘防护腔的侧壁上设置有进气结构和抽气结构，所述进气结构用于向烟尘防护腔中充入惰性气体，所述抽气结构用于将烟尘防护腔中的惰性气体抽出
。
[0012]进一步的，所述压力组件包括第一滑移板，所述第一滑移板压接在所述局部密封结构的上方，在所述第一滑移板的相对两端设置导向柱，在所述导向柱上套接连接套，所述连接套固定在所述基座上，在所述导向柱的下端设置第二滑移板，所述第二滑移板与所述导向柱连为一体，所述第二滑移板在第二驱动组件的作用下能够上下移动，所述第二驱动组件固定在所述基座上
。
[0013]进一步的，在所述第一承载板上设置背部密封结构，所述背部密封结构通过所述第一承载板上的第一安装槽设置在第一承载板上，在所述背部密封结构上设置有顶料结构
。
[0014]进一步的，所述局部密封结构的密封板上设置第一通孔和第二通孔，在所述密封板上远离所述激光焊枪的一端设置密封组件，所述第一通孔与烟尘防护组件密封装配，所述第二通孔与抽气管路连接，在所述密封板上远离所述激光焊枪的一侧设置连通槽，所述连通槽的两端分别连通所述第一通孔和所述第二通孔
。
[0015]进一步的，在所述密封板上远离所述激光焊枪的一侧设置第一容纳槽和第二容纳槽，所述第一容纳槽和第二容纳槽均呈封闭的环状设置，且所述第一容纳槽的中心
、
所述第二容纳槽的中心与所述密封板的中心重合，所述密封组件包括第一密封环和第二密封环，所述第二密封环设置在第一容纳槽内，所述第二密封环与所述第一容纳槽过盈配合，所述第一密封环设置在第二容纳槽内，所述第一密封环与所述第二容纳槽过盈配合
。
[0016]本专利技术还公开了一种焊接方法，采用如上所述的局部真空激光焊接装置，包括如
下步骤：
[0017]步骤
S1
：将待焊工件加工成
I
型坡口，在装配前对加工后的坡口表面及边缘
30mm
内的母材进行打磨，再清洗去除油污，并对处理后的待焊工件装配安装在焊接台；
[0018]步骤
S2
：采用压力组件将局部密封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种局部真空激光焊接装置，其特征在于，包括：基座
(6)
，在所述基座
(6)
上方形成激光焊接工件的加工区域；焊接台
(4)
，所述焊接台
(4)
设置在基座
(6)
上，所述焊接台
(4)
至少包括第一承载板
(41)
，所述第一承载板
(41)
用于固定待焊工件
(7)
；激光焊枪
(1)
，所述激光焊枪
(1)
设置在焊接台
(4)
的上侧，用于焊接待焊工件
(7)
；局部密封结构
(3)
，所述局部密封结构
(3)
用于与待焊工件
(7)
和
/
或焊接台
(4)
形成局部密封焊接区，所述局部密封结构
(3)
包括密封板
(31)
，在所述密封板
(31)
的中心处设置第一通孔
(311)
，所述激光焊枪
(1)
的激光能够穿过所述第一通孔
(311)
对待焊工件
(7)
进行焊接，所述密封板
(31)
相对所述激光焊枪
(1)
固定设置，所述局部密封结构
(3)
能够相对焊接台
(4)
滑动；压力组件
(5)
，所述压力组件
(5)
相对所述激光焊枪
(1)
和密封板
(31)
固定设置，用于改变所述局部密封结构
(3)
与所述第一承载板
(41)
和
/
或待焊工件
(7)
连接处的压力；烟尘防护组件
(2)
，所述烟尘防护组件
(2)
设置在所述激光焊枪
(1)
与局部密封结构
(3)
之间，在所述烟尘防护组件
(2)
上侧设置有镜片
(21)
，所述激光焊枪
(1)
产生的激光透过镜片
(21)
对待焊工件
(7)
进行焊接；抽气管路
(8)
，所述抽气管路
(8)
与密封板
(31)
内侧腔室连通，所述抽气管路
(8)
用于抽吸局部密封结构
(3)
内部空气，以形成真空焊接环境
。2.
如权利要求1所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述烟尘防护组件
(2)
包括镜片
(21)、
压盖
(22)、
烟尘防护腔
(23)
和气阻
(24)
，所述压盖
(22)
用于将所述镜片
(21)
密封设置在所述烟尘防护腔
(23)
的顶端，所述气阻
(24)
设置在烟尘防护腔
(23)
与密封板
(31)
内部腔室之间，所述气阻
(24)
用于阻挡局部密封结构
(3)
内部在激光焊接时产生的烟气进入烟尘防护腔
(23)
内
。3.
如权利要求2所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述气阻
(24)
包括支座
(241)
和挡片
(242)
，在所述支座
(241)
的上侧周向上设置有第一折边
(2411)
，在所述第一通孔
(311)
上设置有沉台
(3111)
，所述第一折边
(2411)
与沉台
(3111)
配合装配，所述支座
(241)
的下侧穿过所述第一通孔
(311)
进入所述密封板
(31)
内部腔室中，在所述支座
(241)
的底部周向上设置有向内翻折的第二折边
(2412)
，所述挡片
(242)
与所述第二折边
(2412)
配合装配，在所述挡片
(242)
上设置有透光孔
(2421)
，所述激光焊枪
(1)
产生的激光依次穿过镜片
(21)、
透光孔
(2421)
后对待焊工件
(7)
进行焊接
。4.
如权利要求3所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，在所述烟尘防护腔
(23)
底部设置有凸台
(233)
，所述凸台
(233)
与所述沉台
(3111)
配合装配，在所述凸台
(233)
上设置有环形槽
(234)
，所述环形槽
(234)
用于设置气密件

【专利技术属性】
技术研发人员：张帅锋，廖志谦，张建欣，吴吉祥，吕逸帆，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：