[发明专利]一种激光焊接局部真空密封工装及激光焊接装置

说明书

本发明公开了一种激光焊接局部真空密封工装，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、激光焊接系统和上述的局部真空密封工装；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。本发明装拆灵活、真空室体积小、抽真空时间短、效率高，突破了现有真空激光焊接设备对大尺寸、大厚度结构材料焊接的限制。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种激光焊接局部真空密封工装及激光焊接装置。

背景技术

激光焊接技术具有焊接速度快，焊接变形小，自动化程度高等优点广泛应用于航空航天、汽车、轮船、轨道交通等行业，但由于常规激光焊接过程产生的等离子体和金属蒸气对激光产生反射、折射和吸收等现象，对激光传输具有一定“屏蔽效应”，严重降低到达工件表面的激光功率密度，改变激光传输路径，使接缝处熔深大大降低，接缝处成形不良，并且随着激光功率的增大，这种“屏蔽效应”也逐渐增强。

近年来，随着大功率光纤激光器和碟片激光器的出现，真空激光焊接技术也得到了飞速发展，真空环境对抑制等离子体具有很好的效果，相同功率下，可以获得大气环境下激光焊接2～3倍的接缝处熔深，或者获得相同的熔深，只需更小的激光功率便可实现，而且接缝处均匀美观。

但现有真空激光焊接装备主要针对小型零件的激光加工，对于核电、船舶等领域的大尺寸大厚板则没有合适的真空激光焊接装备，限制了真空激光焊接技术的广泛应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：真空激光焊接设备受工件尺寸限制大、需要进行多层多道焊接，焊接效率低的问题，本发明提供了解决上述问题的一种激光焊接局部真空密封工装及激光焊接装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种激光焊接局部真空密封工装，包括密封罩Ⅰ和密封罩Ⅱ，所述密封罩Ⅰ包括本体Ⅰ，所述本体Ⅰ的一侧板面上设有真空槽Ⅰ；所述密封罩Ⅱ包括本体Ⅱ，所述本体Ⅱ的一侧板面上设有真空槽Ⅱ，本体Ⅱ的另一侧板面上设有安装槽，所述安装槽的延伸方向与真空槽Ⅱ的延伸方向同向，且在延伸方向上安装槽与真空槽Ⅱ连通，安装槽内用于密封固定激光保护镜片；所述本体Ⅰ和本体Ⅱ上分别对应设有气孔Ⅰ和气孔Ⅱ，气孔Ⅰ与真空槽Ⅰ连通，气孔Ⅱ与真空槽Ⅱ连通；

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，且真空槽Ⅰ和真空槽Ⅱ均与待焊接平板上的接缝处相对，且真空槽Ⅰ的延伸长度等于或大于接缝处的长度，在真空槽Ⅰ、接缝处和真空槽Ⅱ三者连通的空腔内形成密封腔室。

但现有真空激光焊接装备主要针对小型零件的激光加工，对于核电、船舶等领域的大尺寸大厚板则没有合适的真空激光焊接装备，限制了真空激光焊接技术的广泛应用，主要是由于需要构建大型真空室用于容纳大尺寸工件，本发明提供的激光焊接用局部真空密封工装主体结构主要由密封罩Ⅰ和密封罩Ⅱ两个部件构成，且这两个部件只需沿两个待焊接平板的接缝处沿线分布设置即可。使用时，只需将密封罩Ⅰ和密封罩Ⅱ分别安装在待焊接平板上下两侧，使真空槽Ⅰ与接缝处的待焊接平板下板面处形成下部局部密封腔室，真空槽Ⅱ与接缝处的待焊接平板上板面处形成上部局部密封腔室，下部局部密封腔室和上部局部密封腔室通过接缝处联通；然后通过气孔Ⅰ和气孔Ⅱ对下部局部密封腔室和上部局部密封腔室进行抽真空处理，在接缝处获得局部真空，同时密封罩Ⅰ和密封罩Ⅱ通过真空吸附在待焊接平板上，一方面对密封罩Ⅰ和密封罩Ⅱ起到定位固定作用，无须设置复杂的固定机构与待焊接平板固定连接，另一方面对两个待焊接平板起到固定定位作用，在焊接过程中保障两个待焊接平板接缝处缝隙宽度始终保持不便；最后，使激光透过激光保护镜片射向接缝处进行焊接成焊缝。