[实用新型]一种真空激光焊接装置

说明书

本实用新型公开了一种真空激光焊接装置，所述焊接装置包括激光器、干涉装置、真空焊接室及光纤，所述干涉装置安装在真空焊接室上，所述激光器的激光输出端与干涉装置的激光输入端通过光纤相连，还包括真空装置，所述真空装置用于对真空焊接室的内部空间进行抽真空处理，还包括用于对真空焊接室内工件上熔池进行熔池深度检测的检测装置，所述检测装置为激光干涉装置。所述焊接方法为所述焊接装置的使用方法，采用该焊接装置及焊接方法，不仅可获得理想的焊接质量，同时可对熔深特征进行准确的监测。

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种真空激光焊接装置。

背景技术

激光焊接作为一种高效、优质、绿色的加工工具广泛应用在船舶、轨道交通、航空航天等工业生产中的各个领域。熔深，即熔池深度，是评估其质量最主要的指标之一。

在工程上，经常遇到非穿透焊缝，对于这种焊缝，要求保证熔深的一致性和连续性，因而熔深实时监测尤为关键，目前对于激光焊接熔深实时监测方法主要分为直接法和间接法两种，直接法为X射线透射实时成像法，但该方法设备昂贵、且存在一定危险性；间接法主要为基于熔池几何特征监测法，该方法是通过建立熔池几何特征和熔深之间的关系来预测焊缝熔深，但该方法需要大量的实验数据建立数据库，并且需要实时图像处理、提取特征等操作，计算量较大，时间较长，难以满足实时监测的要求，限制了该方法的广泛应用。

实用新型内容

针对上述提出的在激光焊接中，针对熔深监测，现有熔深实时监测存在设备昂贵、具有一定的风险性；计算量大、所需时间较长，难以满足实时检测要求的技术问题，本实用新型提供了一种真空激光焊接装置。采用该焊接装置及焊接方法，不仅可获得理想的焊接质量，同时可对熔深特征进行准确的监测。

针对上述问题，本实用新型提供的一种真空激光焊接装置通过以下技术要点来解决问题：一种真空激光焊接装置，所述焊接装置包括激光器、干涉装置、真空焊接室及光纤，所述干涉装置安装在真空焊接室上，所述激光器的激光输出端与干涉装置的激光输入端通过光纤相连，还包括真空装置，所述真空装置用于对真空焊接室的内部空间进行抽真空处理，还包括用于对真空焊接室内工件上熔池进行熔池深度检测的检测装置，所述检测装置为激光干涉装置。

现有技术中，激光干涉装置，即激光干涉仪，是目前精密位移测量和长度计量的重要工具。然而，针对激光焊接，在常规激光焊接过程中，随着激光功率的增加，在熔池上方出现致密的等离子体，这些等离子气体不仅严重阻碍入射激光的传输，降低熔深，同时也对熔深的实时监测造成干扰。近年来，随着真空激光焊接技术的发展，真空激光焊接为激光焊接的应用开辟了新方向，真空环境下，由于在一定程度上解决了等离子体产生问题，使得激光穿透能力大大提高，获得类似于电子束焊接具有的极大深宽比、焊缝成形良好的焊缝，在相同激光功率下，真空环境激光焊接的焊缝熔深约为大气环境下的2～3倍。然而，根据工件的材料种类不同，即使在真空环境下，亦不能保证在稳定焊接过程中不产生等离子体，等离子体对入射激光的吸收、散射和折射作用，基于监测精度问题，使得采用激光干涉仪的熔深监测方式在激光焊接领域中是不可用的。

本方案中，所述激光器用于发出焊接用工作激光，即加工激光。干涉装置一般包括用于对激光束进行准直处理的准直镜、用于对准直后的激光反射至聚焦镜上的二向色镜、用于聚焦激光的聚焦镜。所述光纤作为激光器与干涉装置之间的光路传递路径。所述真空焊接室用于容纳被焊接工件，如干涉装置聚焦镜输出的激光通过真空焊接室上的激光投射窗口投射至真空焊接室内，在真空焊接室内设置通过支架支撑的工作台，所述工件置于工作台上，即可实现对工件进行真空焊接。所述真空装置用于对真空焊接室的内部空间进行抽真空处理。在具体运用时，优选设置为干涉装置位于工作台的上方，即焊接用激光由工作台的上方向下射向工件。