[发明专利]一种大功率真空激光焊接装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光焊接装置，具体涉及一种大功率真空激光焊接装置，属于焊接领域。

背景技术

激光焊接和电子束焊接是工业生产中两种最普遍的高能束焊接技术。激光焊接和电子束焊接因其不同加工特点在工业生产中具有各自的优势。一般情况下，电子束焊接因其极强的穿透能力在厚板焊接具有较大的优势；而激光焊接因其快速高效的特点被广泛应用在薄板焊接。但是近些年工业激光器得到了飞速发展，功率大、光束质量高的光纤激光器和碟片激光器不断涌现。激光焊接在厚板深熔焊方面的应用备受关注，激光焊接在厚板焊接的应用越来越多。研究发现，激光焊接的熔深并不是随着激光功率的增加而线性增加。当激光功率增加到一定程度，由于等离子体的屏蔽效应激光深熔焊的熔深不再增加，甚至焊接过程可能终止。真空激光焊接的提出为激光焊接在深熔焊方面的应用提供了新的途径。研究表明：真空激光焊接可以显著增加熔深，具有和电子束焊接相近的穿透能力。并且真空激光焊接不需要射线保护，对材料的适用性相对于电子束焊接更广。

现有的真空激光焊接装置一般通过一块激光透射镜片使激光入射到真空室内实施激光焊接过程。在实际生产中，大功率激光焊接产生的等离子体羽烟会沉积在激光透射镜片上，一方面严重影响激光的传输，降低焊接质量；另一方面激光透射镜片造价高，不易频繁更换。这严重影响真空激光焊接的实际应用。

发明内容

本发明为解决现有真空激光焊接装置激光透射窗口保护不足，激光焊接喷射的等离子体蒸汽影响激光传输的问题，进而提出一种大功率真空激光焊接装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括激光头、激光透射组件、真空室组件和工作台组件，工作台组件设置在真空室组件内，激光透射组件安装在真空室组件上，激光头发出的激光束通过激光透射组件透射到工作台组件上的工件上。

进一步的，所述真空室组件包括一级真空室、二级真空室和套筒，二级真空室通过套筒安装在一级真空室顶壁的内侧，一级真空室顶壁的中部开有第一透射孔，二级真空室底面的中部开有第二透射通孔，第一透射通孔、第二透射通孔组成激光束通道。

进一步的，所述真空室组件还包括抽气阀、气体收集器、送气阀、送气喷嘴、抽气泵和气瓶，气体收集器和送气喷嘴设置在二级真空室内，气体收集器通过抽气阀与抽气泵连接，气体收集器通过送气阀与气瓶连接。

进一步的，所述激光透射组件包括激光透射镜片、压紧盖板、多个螺栓和密封橡胶圈，透射镜片通过压紧盖板安装在第一透射通孔的外侧，压紧盖板通过多个螺栓与一级真空室顶壁的外侧连接，激光透射镜片与压紧盖板之间设有密封橡胶圈。

进一步的，所述激光透射组件还包括防飞溅镜片、多个吊杆和托盘，托盘设置在二级真空室内，托盘通过多个吊杆与二级真空室顶壁的内侧连接，防飞溅镜片安装在托盘上。

进一步的，所述激光透射组件还包括水冷循环机构，激光透射镜片的四周设有水冷通道，水冷循环机构与水冷通道连接。

进一步的，所述真空室组件还包括旁抽阀、放气阀和真空泵，旁抽阀和放气阀并排安装在一级真空室的侧壁上，旁抽阀与真空泵连接。

进一步的，所述工作台组件包括移动平台、工作台底座、多个支撑杆、变速电机和连杆，工作台底座通过多个支撑杆安装在一级真空室的内底面上，移动平台安装在工作台底座上，移动平台的一端通过连杆与设置在一级真空室外的变速电机连接。

本发明的有益效果是：1、本发明激光头置于真空室外部，激光通过激光透射镜片进入真空室进行激光焊接，真空空间利用率高；2、采用两级真空室结构设计，有效避免了常规真空激光焊接装置对激光透射窗口保护不足的难题；3、有效消除等离子对激光焊接的干扰，避免了频繁更换激光透射镜片和反射镜片，并配水冷循环装置可长时间稳定工作；4、由于本装置良好的保护效果，可进行超大功率的真空激光焊接，获得极大熔深的真空激光焊接焊缝。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，图2是真空室组件的主剖视图，图3是图2的左剖视图，图4是图2的俯视剖视图。

具体实施方式