厚钛合金板超声辅助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厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置及焊接方法，其中焊接装置包括：真空室，具有容置空间；工装夹具，用于夹持定位待焊接的钛合金板；真空激光焊接组件及超声振动组件，其中，真空激光焊接组件包括真空激光器，超声振动组件包括超声振动器，真空激光器及超声振动器皆处于容置空间内，且在焊接过程中，真空激光器与超声振动器分别处于钛合金板的相对两侧。本发明专利技术超声振动器通过焊缝金属作为传输介质作用到焊接熔池底部，以实现熔池凝固行为更加有效地主动调控，从而能够彻底消除焊缝底部的钉尖缺陷；超声振动作用在焊缝金属背面，能够应力松弛焊缝金属，促进焊缝金属产生塑性变形形成高温蠕变，降低真空激光焊接头背面的残余应力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属激光焊接，具体涉及一种厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置及焊接方法。

技术介绍

1、钛合金材料因具有高的比强度和优异的耐腐蚀性能在海洋工程领域尤其是深海装备上具有重大的战略需求和和极高应用价值，对我国的海洋工程和国防军事的探索发展提供强有力的支撑。钛合金材料化学活性大、焊接过程中易吸氧吸氢，导致焊接接头脆化性能极具降低，增加服役过程的失效风险。真空激光焊的低真空环境不仅可以有效隔离空气，还可以降低金属蒸汽和羽辉现象来增加焊缝熔深，减小气孔，提升焊接接头的质量和生产效率。随着海洋装备服役条件越来越苛刻厚板钛合金的需求更为强烈，然而，钛合金自身的流动性差，随着板厚增加导致焊接过程中熔池流动性较差、拘束加大和显微组织粗化等问题，导致焊接接头的服役性能降低，加剧海洋装备的失效风险。

2、高能量密度的激光束作用到焊接试样表面会产生大量的等离子和羽辉蒸汽，从而形成等离子体云团。等离子体云团对激光具有屏蔽作用，影响激光的有效传输，降低激光的有效利用率。同时，等离子体云团对激光的折射作用使激光束产生严重的散焦，焦点的光斑变大，大大降低了到达焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，还包括行走驱动组件(43)，所述行走驱动组件(43)包括连接支架(431)以及驱动所述连接支架(431)运动的驱动电机(432)，所述真空激光器(411)及超声振动器(421)皆组装于所述连接支架(431)上以实现两者的同步移动。

3.根据权利要求2所述的厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，还包括摄像机(44)，所述摄像机(44)组装于所述连接支架(431)上；和/或，所述真空激光焊接组件(41)包括激光控制器(412...

【技术特征摘要】

1.一种厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，还包括行走驱动组件(43)，所述行走驱动组件(43)包括连接支架(431)以及驱动所述连接支架(431)运动的驱动电机(432)，所述真空激光器(411)及超声振动器(421)皆组装于所述连接支架(431)上以实现两者的同步移动。

3.根据权利要求2所述的厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，还包括摄像机(44)，所述摄像机(44)组装于所述连接支架(431)上；和/或，所述真空激光焊接组件(41)包括激光控制器(412)，所述超声振动组件(42)包括超声控制器(422)，所述行走驱动组件(43)包括行走控制器(433)，所述激光控制器(412)、超声控制器(422)及行走控制器(433)皆处于所述容置空间(11)之外。

4.根据权利要求1所述的厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，所述超声振动器(421)的外周设有密封壳体(423)，所述密封壳体(423)具有贯通其内外的通孔，所述超声振动器(421)的超声工作头(4211)经由所述通孔伸出于所述密封壳体(423)外。

5.根据权利要求4所述的厚钛合金板超声辅助真空激光焊接装置，其特征在于，所述通孔与所述超声工作头(4211)之间设有双重动密封结构，所述双重动密封结构包括间隔设置的两个动密封环(4231)以及形成于所述通孔内壁的环腔(4232)，各所述动密封环(4231)分别处于所述环腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜云禄，吴利辉，倪丁瑞，韩旭，马宗义，肖伯律，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：