[发明专利]一种真空激光透射镜片保护系统及方法

说明书

本发明公开了一种真空激光透射镜片保护系统及方法，本系统包括激光透射模块、滑动密封模块和防飞溅模块，激光透射模块作为激光从系统外部射入通道固定于滑动密封模块上，滑动密封模块驱动激光透射模块在垂直激光入射方向的平面内滑动，防飞溅模块固定于滑动密封模块底部，用于引导气流，避免焊接飞溅及烟尘污染透射单元模块，激光透射模块包括密封镜筒、保护镜筒和可替换镜筒，可替换镜筒竖直固定于滑动密封模块上，可替换镜筒包括进气口，通过外接气源通入气体在可替换镜筒内形成正压，保护镜筒固定安装于可替换镜筒顶部，密封镜筒固定安装于保护镜筒的顶部，其内设有冷却水道，解决了光学镜片容易受热变形、镀膜损伤和维护不便的问题。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，更具体地，涉及一种真空激光透射镜片保护系统及方法。

背景技术

针对易氧化、易开裂的特定材料，有特定的焊接要求，如焊接深度、焊缝光洁度、抑制焊缝气孔、低压/高压密封焊接等，因此对激光焊接环境也有要求，常见的有手套箱Ar焊接环境、真空激光焊接、高压激光焊接等，然后将待焊接零件放置于密闭环境的焊接舱体进行焊接，舱体内进行Ar填充、抽真空或者充气加压处理。由于焊接过程中的发生飞溅及烟尘在密闭舱体内聚集，会阻碍激光的穿透，导致焊接能力下降和焊接过程不稳定，进而导致光学镜片污染甚至损毁，严重影响焊接过程和质量。

现有技术存在如下几个缺点：(1)在真空箱的内侧壁上设置真空激光焊接保护镜片，提高真空激光焊接质量的一致性和可靠性，但是飞溅物仍会穿过中心孔落入镜片上，导致镜片污染、损毁，还无法净化舱内弥散的烟尘；(2)采用加吹气嘴、抽气分子泵的方法将真空环境焊接过程中的烟尘带走，但是分子泵仅使用于较高真空度环境，当舱内存在较大的进气时的连续使用会导致分子泵过热保护甚至损坏，而当进气量较小时并不足以将焊接过程中的烟尘和飞溅全部抽走；(3)在透射通孔的两侧分别设置进气通孔和抽气通孔，但在真空环境中，由于没有气体阻力，污染物的飞溅速度远高于大气环境，无法完全消除金属蒸汽和焊接烟尘对镜片的影响。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种真空激光透射镜片保护系统及方法，本系统包括激光透射模块、滑动密封模块和防飞溅模块，激光透射模块固定安装于滑动密封模块上，滑动密封模块用于驱动激光透射模块在垂直激光入射方向的平面内滑动，防飞溅模块固定于滑动密封模块底部，用于引导气流，避免焊接飞溅及烟尘污染透射单元模块，激光透射模块包括从上至下依次连接的密封镜筒、保护镜筒和可替换镜筒，可替换镜筒垂直固定于滑动密封模块，密封镜筒上设置有冷却水道，用于对其内镜片进行降温，保护镜筒内设有保护镜片和过滤棉，避免焊接烟尘和金属蒸汽上浮，而可替换镜筒连通设有进气口，通过通入气体形成正压抑制金属蒸汽及焊接烟尘，本激光透射系统解决了光学镜片容易损伤和维护不便的问题。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种真空激光透射镜片保护系统，包括：

激光透射模块、滑动密封模块和防飞溅模块，所述激光透射模块固定于所述滑动密封模块上作为激光从系统外部射入真空舱的通道，所述滑动密封模块用于驱动所述激光透射模块在垂直激光入射方向的平面内滑动，所述防飞溅模块固定于所述滑动密封模块底部，用于引导气流，抑制焊接飞溅和烟尘污染；

所述激光透射模块包括沿光路设置的密封镜筒、保护镜筒和可替换镜筒，三者中心都设有供激光通过的通孔，所述可替换镜筒竖直固定于所述滑动密封模块上，所述可替换镜筒包括进气口，通过外接气源通入气体，在所述可替换镜筒内形成正压抑制金属蒸汽及焊接烟尘，所述密封镜筒内设有冷却水道，用于通入循环冷却水对其内镜片进行降温。

进一步地，所述保护镜筒包括过滤棉、保护镜片和镜片抽屉，所述保护镜片和所述过滤棉设于保护镜片抽屉内，该抽屉与所述保护镜筒滑动连接，抽出所述保护镜片抽屉能更换所述保护镜片和所述过滤棉，所述过滤棉设于所述保护镜片周侧，所述保护镜片和所述过滤棉用于防止烟尘上升。