[发明专利]一种弱气氛环境激光焊接装置及方法

说明书

本发明一种弱气氛环境激光焊接装置及方法，包括以下步骤：S1、将待焊工件放入工作舱室内，通过保护气体储存装置和排气装置，使工作舱室内的气氛环境形成低真空下的保护气体氛围；S2、打开气体循环装置，焊接头发出激光穿过设于工作舱室表面的透光镜片，对待焊工件进行焊接，完成焊接后将工件取出。短时间内实现适用于激光焊接的弱气氛环境，改变了传统通过抽真空达到激光焊接环境的方式，缩短了抽真空时间，提高了焊接效率；通过弱气氛环境下的气体循环净化，及时对工作舱室内烟尘进行除尘净化，保证激光焊接过程的长时间运行和高质量的焊接。

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，特别涉及一种弱气氛环境激光焊接装置及方法。

背景技术

激光焊接相比于传统焊接方法，具有自动化程度高、焊缝均匀美观、焊后工件变形量小等优点。在金属材料激光焊接的过程中，往往需要采用通入保护气体以避免材料在高温下的氧化(如使用惰性气体保护等)，但对于形状复杂的零件难以全方位保护，而真空激光焊接技术可以避免金属材料高温氧化，而且有效抑制焊接过程的等离子体羽辉，使焊接熔深显著提高、焊缝成形及气孔等缺陷得到改善。但要达到真空激光焊接的环境，先要对工作舱室进行抽真空，目前的真空焊接技术普遍真空度要求高，使得真空装置成本高、抽气时间长、综合焊接效率低，而且焊接过程中产生的飞溅、烟尘由于缺少载体无法有效的抽排，影响了焊接效果的进一步提高。

申请号为201920016636.3的中国实用新型专利，虽通过吸尘装置可将焊接过程中产生的少量的粉尘和小颗粒焊渣，从密闭型腔体中清除，但该装置与传统的抽真空焊接装置均存在抽气时间长，焊接效率低的问题，此外该装置是通过抽真空进行焊接后，再通入空气进行循环排渣，焊接过程中产生的粉尘和焊渣无法及时排除，不能应用于高质量、长时间焊接的环境。

基于此，需发明一种新的激光焊接方法，可以在短时间内实现适用于激光焊接的气氛环境，并及时对工作舱室内烟尘进行除尘净化，以保证激光焊接过程的长时间运行。

发明内容

本发明提出一种弱气氛环境激光焊接装置及方法，通过低真空加少量惰性气体保护的形式，达到弱气氛环境激光焊接，极大地降低了现有真空激光焊接成本高、效率低的问题，同时惰性气体作为载体，更有效地去除了焊接过程中产生的烟尘及飞溅物，实现更大的焊接深度、更好的焊接质量和表面质量。

一种弱气氛环境激光焊接方法，包括以下步骤：

S1、将待焊工件放入工作舱室内，通过保护气体储存装置和排气装置，使工作舱室内的气氛环境形成低真空下的保护气体氛围；

S2、打开气体循环装置，焊接头发出激光穿过设于工作舱室表面的透光镜片，对待焊工件进行焊接，完成焊接后将工件取出。

进一步地，步骤S1中，所述低真空下的保护气体氛围通过工作舱室内的压力传感器和氧含量传感器获得，所述压力传感器的低真空度为10-1000Pa，所述氧含量传感器的氧含量为1000ppm以下。

进一步地，步骤S1中，所述低真空下的保护气体氛围通过步骤S11或S12得到；

S11、开启保护气体储存装置和排气装置，使保护气体快速充入工作舱室内，观察氧传感器数值降为预定值后，关闭保护气体储存装置，观察压力传感器数值至低真空状态后，关闭排气装置；

S12、开启排气装置，观察氧传感器数值降为预定值后，关闭排气装置，开启保护气体储存装置，观察压力传感器数值至低真空状态后，关闭保护气体储存装置。

更进一步地，步骤S2中，所述打开气体循环装置使工作舱室内循环的气体流量在10-100M³/h。

进一步具体地，所述保护气体储存装置中的气体为氦气、氩气、氮气中的任一种。