[发明专利]一种激光填丝焊送丝及全方位气体保护复合机构

说明书

本发明提供了一种激光填丝焊送丝及全方位气体保护复合机构，涉及激光焊接技术领域，包括外罩体、内壳体、送丝机构、支撑横梁和连接法兰；其中，所述外罩体包括拱形外罩和外腔透光窗口；所述内壳体包括球形内壳和内腔透光窗口；所述外罩体通过所述支撑横梁与所述内壳体装配连接，形成双腔体结构；所述送丝机构和所述连接法兰安装在所述外罩体上面；所述外罩体通过所述连接法兰与激光工作头相连接。该发明可将不同的保护气体输入内腔与外腔中，对焊接部位进行气体保护，同时抑制激光焊接等离子体，提高焊接能量利用率；采用氩气填充外腔，对焊接高温位置进行气体保护，提高焊接质量。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光填丝焊的送丝及全方位气体保护复合机构。

背景技术

焊接是一种重要的材料加工方法，也是金属材料连接的主要方式。在石油化工、车辆船舶、航天航空等各领域装备的生产制造过程中，都需要通过焊接进行构件连接。传统电弧焊是目前工程上应用广泛的焊接方法，其具有热输入量大、变形大、热影响区宽等缺点。在中厚板焊接时，传统电弧焊常需要开坡口，通过多层多道的工艺方式实现板材的焊接，效率较低。激光焊接是在传统熔焊工艺基础上发展起来的一种高能束焊接方法，它通过引入高能量密度的激光热源开展焊接。激光焊接具有热输入量小、变形小、热影响区窄等优点，是一种先进的高效焊接方法。因此，激光焊接有利于克服传统电弧焊热输入量大、应力大等缺点，提高焊接质量与效率。但是，在实际激光焊接工艺中，也存在一些问题，如激光焊接是在开放式的操作空间进行的，高温阶段的金属液及焊后金属容易氧化，不利于焊接接头质量。而当采用封闭空间进行惰性气体保护的激光焊接方法克服上述问题时，焊丝材料的送入及随热源同步移动将是一个难点，尤其是在窄小局部封闭空间内。此外，激光束能量密度高、加热效率高，激光焊接过程中易产生焊接等离子体，影响焊接效果及焊接稳定性，需要进行合理的控制。

目前，针对激光焊接的气体保护装置多采用随动托罩或托管的方式，其保护范围有限，且空间开放，无法完全隔绝空气中的氧，混入的氧气导致保护效果不佳，影响激光焊接头质量。而少数局部惰性气体或真空保护腔，不具备送丝功能，以上所述问题限制了激光焊接在工程上的应用。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种可实现激光填丝焊封闭空间的准确送丝功能及全方位气体保护功能的焊接装置。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是：①实现对激光焊接过程的全方位气体保护；②在激光焊接过程中，实现封闭空间内焊丝的准确送入与随热源同步移动；③对激光焊接等离子体进行合理的抑制与控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种激光填丝焊送丝及全方位气体保护复合机构，包括外罩体、内壳体、送丝机构、支撑横梁和连接法兰；其中，所述外罩体包括拱形外罩和外腔透光窗口；所述内壳体包括球形内壳和内腔透光窗口；所述外罩体通过所述支撑横梁与所述内壳体装配连接，形成双腔体结构；所述送丝机构和所述连接法兰安装在所述外罩体上面；所述外罩体通过所述连接法兰与激光工作头相连接。

进一步地，所述外腔透光窗口设置在拱形外罩顶中心位置；所述内腔透光窗口设置在所述球形内壳顶上中心位置；所述外腔透光窗口和所述内腔透光窗口位于同一中心线上。

进一步地，所述支撑横梁内开设有冷却液通道，冷却液进口和冷却液出口分别在所述支撑横梁的两头。

进一步地，所述球形内壳的内侧上均匀分布有数个内腔气孔。

进一步地，所述支撑横梁上还有内腔进气口。

进一步地，所述外罩体右侧底部开设有外罩过焊口；所述内壳体的右侧底部开设有内壳过焊口；所述外罩过焊口与所述内壳过焊口对齐，在同一中心线上。

进一步地，在所述过焊口上面所述拱形外罩内开设有气帘气道，气帘气道入口开在所述拱形外罩的右侧，气帘气道出口朝下在所述外罩过焊口顶部。