[发明专利]用于激光材料加工的气体保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于激光材料加工用高效气体保护装置，特别适用于极易氧化的金属粉料(如Mg基、Ag基、Cu基等合金粉料)的激光熔覆、激光烧结成形及激光钎焊等加工领域。

背景技术

自二十世纪六十年代中期高功率CO₂激光器和YAG激光器问世之后，人们就开始探索研究激光在材料加工中的应用，激光加工技术具有效率高、质量优、易于实现自动化控制、能实现柔性加工和智能加工等特点，特别是金属材料的激光熔覆、激光烧结成形和激光钎焊技术在航空航天、汽车、船舶工业、兵器工业和核工业等高精密技术领域的广泛应用，成为21世纪激光加工的重要方向。

目前，在激光熔覆、激光烧结成形和激光钎焊加工中，为保护工件不受大气影响或在加工中对工件加工区域施加特种保护气氛，大多采用激光器同轴吹气的方法将惰性气体(或所需的特种气体)吹到加工表面，但是该方法在实际应用中效果很差，往往会将粉末或者成形的元器件吹离加工位，并且难以保证加工中保护气氛的纯度，特别是易氧化的金属粉末在激光加工过程中，采用同轴吹气的方法基本上无法实现有效的加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特别是用于易氧化金属粉末激光熔覆、激光烧结成形和激光钎焊的装置。

一种用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于，包括保护腔、真空压力表、真空泵、动力装置，所述保护腔包括下底板、右侧板、左侧板、上顶板、前挡板、后侧板、工作台、丝杠、导轨，其中由下底板、上顶板、右侧板、左侧板、前挡板、后侧板相互连接成方形保护腔体并固定在支撑肋上，工作台置于方形保护腔体内腔中，放置在两块平行的导轨上，两块平行的导轨安装在底板内侧，用于带动工作台移动的丝杠与工作台相连；所述动力装置包括步进电机及减速器，步进电机及减速器通过联轴器与丝杠相连；真空压力表与上顶板上的真空压力表连接口相连，真空泵与后侧板上的抽气口相连。

所述的右侧板开有进气口和放、取工件的窗口。

所述的左侧板开有进气口。

所述的上顶板开有激光入射窗口。

所述的后侧板开有与真空泵相连的抽气口。

在加工前，首先利用真空泵经后侧板上的抽真空气孔将保护腔内抽成一定的真空度，然后将惰性气体从送气孔输入到保护腔内工件周围，从而形成环绕式保护气氛而实现加工的特殊需要。依据本发明的气体保护装置可以不受大气干扰，可靠和低成本的实现一种与不断提高的要求相对应的金属粉末的激光熔覆、烧结和钎焊，特别是易氧化的金属粉末(如Mg基、Ag基、Cu基等合金粉料)的加工。

附图说明

图1、用于激光材料加工的气体保护装置结构示意图，

图2为图1的A-A截面示意图。

图1、图2的标号名称：1、支撑肋，2、下底板，3、右侧板，4、丝杠，5、放、取工件窗口，6、右进气口，7、上顶板，8、工作台，9、激光入射窗口，10、抽气口11、真空压力表连接口，12、左进气口，13、左侧板，14、联轴器，15、动力装置(步进电机及减速器)16、工作台与丝杠连接螺母，17、前档板(观察窗)，18、后侧板，19、导轨

具体实施方式

下面结合附图，详细介绍本发明的内容。

图1和2是本发明的气体保护装置结构示意图，保护腔由下底板2、右侧板3、后侧板18、左侧板13、前挡板17、上顶板7、工作台8、导轨19及丝杠4组成，丝杠与保护腔外的动力装置相连，动力装置由步进电机、减速器组成。工作台8放置在导轨19上，并由螺母16与丝杠4相连，导轨19与下底板2由螺钉连接，丝杠4经联轴器14与动力装置15相连，保护腔的各个侧板由螺钉及密封胶与上顶板和下底板紧密连接，在保护腔后侧板开有抽气口10与真空泵相连，用于抽取保护腔内的空气，保护腔的上顶板开有激光入射窗口9和真空压力表连接孔11(用于观察保护腔内的气体压力)，在右侧板上开有放、取工件窗口5，用于加工过程中放置工件，左右侧板各开有进气孔6、12，用于将保护气体引入保护腔内，以一定的流量持续输入到保护腔内，这样在加工过程中整个装置内部将保持保护气体的环境。