【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光焊接，更具体地说，涉及一种激光焊接装置及焊接方法。
技术介绍
1、激光焊接是利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池以达到焊接的目的。在焊接中需要进行吹保护气，现有技术中吹保护气的装置均采用侧吹装置，即进气管朝向激光焊接头的一侧，保护气朝侧向吹出。现有的激光焊接保护气的侧吹装置跟着焊接头一起运动，保护气的吹气方向相对焊接头始终保持不变，在焊接轨迹为直线时，保护气的吹气方向相对焊接轨迹是不变的，而实际生产中常常存在较复杂非规则曲线轨迹的激光焊接，用现有的激光焊接保护气的侧吹装置，常出现吹保护气方向相对焊接轨迹是改变的，焊缝容易被氧化，并且对孔外等离子体的抑制吹散控制作用改变，造成焊接过程不稳定，影响焊缝的熔深、气孔的形成等，不利于焊接的需要，导致焊缝性能降低；以及造成焊接表面气流紊流，形成飞溅，污染镜片等，且现有的激光焊接保护气的侧吹装置，从侧面单一方向进气，容易造成保护气的浪费，增加保护气的使用量。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是现有的保护气吹起装置设置不合理，影响焊接接头的焊接质量以及会增加保护气的使用量。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
5、第一方面，本专利技术提供一种激光焊接装置，包括机架、激光器、聚焦透镜、升降导气管以及驱动组件；激光器连接于所述机架，
6、优选地，所述激光焊接装置还包括螺纹套管，所述螺纹套管螺纹连接于所述机架，所述升降导气管滑动连接于所述螺纹套管。
7、优选地，所述螺纹套管与所述升降导气管同轴设置。
8、优选地，所述驱动组件包括伺服电机、导轨和滑块，所述伺服电机和所述导轨连接于所述机架，所述滑块的一端滑动连接于所述导轨，所述滑块的另一端固定连接于所述升降导气管，所述伺服电机能够驱动所述滑块沿所述导轨的长度方向滑动。
9、优选地，所述驱动组件还包括锁紧件，所述锁紧件紧固连接所述滑块与所述升降导气管。
10、优选地，所述激光焊接装置还包括保护气气源，所述保护气气源通过管道与所述进气口连接。
11、优选地，所述激光焊接装置还包括移动组件，所述移动组件连接于所述机架，所述移动组件能够驱动所述机架移动。
12、优选地，所述激光焊接装置还包括保护镜，所述保护镜连接于所述机架，且设于所述聚焦透镜与所述进气口之间。
13、第二方面，本专利技术还提供一种焊接方法，采用上述技术方案中任一种所述的激光焊接装置来实施所述焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：
14、步骤一、调节所述聚焦透镜到所述待焊工件表面的距离为第一预设距离，同时驱动组件驱动升降导气管沿所述升降导气管的轴线移动，使得出气口的端面与所述待焊工件表面之间的距离为预设值；
15、步骤二，启动激光器，激光焊接装置沿预设焊接轨迹对所述待焊工件进行激光焊接；
16、步骤三、将第一预设距离增加至第二预设距离，同时驱动组件驱动升降导气管沿所述升降导气管的轴线移动，使得出气口的端面与所述待焊工件表面之间的距离保持为预设值；
17、步骤四，激光焊接装置沿所述预设焊接轨迹对所述待焊工件进行修饰激光焊接。
18、优选地，在所述修饰激光焊接过程中，通过公式f＝μ*m*d*g来判断焊缝的焊接效果，光斑尺寸d＝f*θ，流量g＝a*l，其中：μ为常系数，m为材料系数，f为聚焦镜的焦距，θ为焊接激光束流的发散角，a为出气口的横截面积，v是保护气流体的速度。
19、(三)有益效果
20、本专利技术的上述技术方案至少具有如下优点：
21、1、保护气从进气口通入至升降导气管内，由于升降导气管具有一定的长度，保护气沿升降导气管的长度方向移动，使得侧向吹出的气流转化为朝下吹出的气流，即气流的吹出方向平行于焊接激光的射出方向。对于不同形状的焊接轨迹而言，不管焊接轨迹如何变化，气流的吹出方向始终会垂直于焊缝的上表面，吹出的气体会包裹住熔池，实现对焊缝的保护，使焊缝在焊接过程中免受氧化。
22、2、保护气还可以对驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽，提升焊接过程的稳定性，减少气孔等其他焊接缺陷的产生。
23、3、在高功率焊接过程中，由于焊接的热输入较大，激光束焊接待焊工件时会产生金属蒸汽和熔池溅射，由于保护气从聚焦透镜一侧朝下吹出，其所形成的气流能够将金属蒸汽和熔池溅射物吹离聚焦透镜区域，避免金属蒸汽和熔池溅射物损伤聚焦透镜。同时，由于升降导气管具有一定的长度，其内存留的保护气能够将聚焦透镜与焊接环境隔离开，进一步保护聚焦透镜免受伤害。
24、4、在焊接过程中，当焊接离焦量增大时，驱动组件能够驱动升降导气管往下移动，以使出气口与焊缝上表面之间的距离保持基本恒定，进而使得保护气能在整个焊接过程中到达焊缝区域，实现对焊缝的保护。
25、5、本专利技术中，由于保护气的流动方向与待焊工件所在的平面交叉，在保护气实现其对焊缝保护功能的前提下，待焊工件能够对保护气的流动提供遮挡，避免保护气很快流出焊接区域，进而可以减少保护气的使用量。
26、6、本专利技术简化了重复示教过程，极大地优化了焊接工艺，可以提高激光焊接的焊接质量，同时，显著的提高焊接效率。
27、7、本专利技术提供的焊接方法可以预测修饰焊缝的熔宽，同时，消除焊缝的咬边和凹槽等缺陷。
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1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括螺纹套管，所述螺纹套管螺纹连接于所述机架，所述升降导气管滑动连接于所述螺纹套管。
3.如权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述螺纹套管与所述升降导气管同轴设置。
4.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述驱动组件包括伺服电机、导轨和滑块，所述伺服电机和所述导轨连接于所述机架，所述滑块的一端滑动连接于所述导轨，所述滑块的另一端固定连接于所述升降导气管，所述伺服电机能够驱动所述滑块沿所述导轨的长度方向滑动。
5.如权利要求4所述的激光焊接装置，其特征在于，所述驱动组件还包括锁紧件，所述锁紧件紧固连接所述滑块与所述升降导气管。
6.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括保护气气源，所述保护气气源通过管道与所述进气口连接。
7.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括移动组件，所述移动组件连接于所述机架，所述移动组件能够驱动所述机架移动
8.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括保护镜，所述保护镜连接于所述机架，且设于所述聚焦透镜与所述进气口之间。
9.一种焊接方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的激光焊接装置来实施所述焊接方法，所述焊接方法包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，在所述修饰激光焊接过程中，通过公式F＝μ*M*D*G来判断焊缝的焊接效果，光斑尺寸D＝F*θ，流量G＝A*L，其中：μ为常系数，M为材料系数，F为聚焦镜的焦距，θ为焊接激光束流的发散角，A为出气口的横截面积，V是保护气流体的速度。
...【技术特征摘要】
1.一种激光焊接装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括螺纹套管，所述螺纹套管螺纹连接于所述机架，所述升降导气管滑动连接于所述螺纹套管。
3.如权利要求2所述的激光焊接装置，其特征在于，所述螺纹套管与所述升降导气管同轴设置。
4.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述驱动组件包括伺服电机、导轨和滑块，所述伺服电机和所述导轨连接于所述机架，所述滑块的一端滑动连接于所述导轨，所述滑块的另一端固定连接于所述升降导气管，所述伺服电机能够驱动所述滑块沿所述导轨的长度方向滑动。
5.如权利要求4所述的激光焊接装置，其特征在于，所述驱动组件还包括锁紧件，所述锁紧件紧固连接所述滑块与所述升降导气管。
6.如权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世伟，刘颖，贾婧怡，万晓慧，李光，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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