[发明专利]一种温热状态下激光冲击焊接的装置及其方法

权利要求书

1.一种温热状态下激光冲击焊接的装置，其特征在于，该装置包括激光发射系统、控制系统和工件温热焊接操作系统，所述激光发射系统包括计算机(1)、激光控制器(2)、纳秒激光器(4)和激光束(5)；所述计算机(1)、激光控制器(2)、纳秒激光器(4)依序连接形成激光光路，所述纳秒激光器(4)通过螺纹连接在倒L形支架(19)上，倒L形支架(19)安装在底座(10)上；所述控制系统包括三维移动平台控制器(7)、液压控制器(8)、滑动导轨控制器(6)、温热装置控制器(9)和液压小顶针控制器(3)，三维移动平台控制器(7)实现三维位移移动平台(12)三维方向上的移动，液压控制器(8)控制液压缸(25)的伸缩，液压缸(25)安装在滑动平台(13)上，滑动导轨控制器(6)通过控制滑动导轨(11)实现滑动平台(13)在水平方向上的滑动，滑动平台(13)安装在三维位移移动平台(12)上，三维位移移动平台(12)安装到底座(10)上；液压小顶针控制器(3)控制液压小顶针(24)的伸缩，所述控制系统与计算机(1)连接实现装置自动化操作；所述工件温热焊接操作系统包括工件温热装置、垫板压紧装置和工件压紧装置，其中，工件温热装置安装在三维位移移动平台(12)上；所述工件温热装置包括隔热保护底座(14)、热电阻保护底座(15)、热电阻(16)、传热层(17)、凸模(18)和温度传感器(26)；所述隔热保护底座(14)为凹槽型，隔热保护底座(14)凹槽内放置有热电阻保护底座(15)，热电阻保护底座(15)上表面开设有数个半圆形的凹槽(29)，半圆形凹槽(29)内放置有热电阻(16)，热电阻(16)上放置有传热层(17)，传热层(17)上表面放置有凸模(18)，所述凸模(18)上端为长方体，下端为圆柱；所述凸模(18)的下端圆柱置于热保护底座(14)凹槽内；所述垫板压紧装置包括液压缸(25)、推杆(27)和盖板(20)；所述液压缸(25)安装在滑动平台(13)上，滑动平台(13)安装在三维位移移动平台(12)上，三维位移移动平台(12)安装到底座(10)上；推杆(27)与盖板(20)通过螺纹连接，盖板(20)由四个相同的推杆(27)支撑，所述盖板(20)开有凸字形槽，凸字形槽下端长宽尺寸与凸模(18)上端长方体长宽尺寸相同；所述工件压紧装置包括压板(22)、液压小顶针(24)和支撑杆(23)；支撑杆(23)通过螺纹与压板(22)连接，液压小顶针(24)通过螺纹连接到倒L形支架(19)上。

2.根据权利要求1所述的一种温热状态下激光冲击焊接的装置，其特征在于，所述隔热保护底座(14)的侧面开有一圆孔(28)；圆孔(28)用来方便连通电路与热电阻(16)。

3.根据权利要求1所述的一种温热状态下激光冲击焊接的装置，其特征在于，所述凸模(18)上端长方体的高L为1-2mm。

4.根据权利要求1所述的一种温热状态下激光冲击焊接的装置，其特征在于，所述盖板(20)开有凸字形槽，凸字形槽下端高H为0.5-0.8mm；凸字形槽上端长宽尺寸小于下端长宽尺寸，其高K为0.2-0.3mm。

5.根据权利要求1所述的一种温热状态下激光冲击焊接的装置，其特征在于，所述压板(22)为中间开有圆孔的长方形板。

6.根据权利要求1所述的一种温热状态下激光冲击焊接的装置，其特征在于，所述隔热保护底座(14)为凹槽型，凹槽型结构为上端开孔的圆柱。

7.一种基于权利要求1至6任一项所述的温热状态下激光冲击焊接的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一)打开温热装置控制器(9)，通过计算机(1)控制温热装置控制器(9)来实现工件温热装置的加热，通过安装在凸模(18)上的温度传感器(26)将温度信号传递给热装置控制器(9)，进而传递给计算机(1)，通过计算机程序来控制温热装置的温度；

步骤二)，安装基板(32)，在步骤一)的基础上，通过计算机(1)控制滑动导轨控制器(6)实现滑动平台(13)移动在工件温热装置的一侧，然后，将基板(32)放置在工件温热装置的凸模(18)上，然后，将开孔的垫板(31)放置在基板(32)上，该开孔的垫板(31)用来保证一定的飞行距离；最后，通过计算机(1)控制滑动导轨控制器(6)实现滑动平台(13)的移动，直到将盖板压紧装置移动到工件温热装置的正上方；

步骤三)，压紧基板(32)，在步骤二)的基础上，通过计算机(1)控制液压控制器(8)来控制液压缸(25)的伸缩，从而实现推杆(27)的伸缩以及盖板(20)的上下运动，使得盖板(20)将开孔的垫板(31)压紧；

步骤四)，压紧飞板(30)，将飞板(30)粘贴K9玻璃(21)下端上，将K9玻璃(21)放置在盖板(20)的凸字形槽的上端内；通过计算机(1)控制液压小顶针控制器(3)实现液压小顶针(24)伸缩，进而通过支撑杆(23)实现压板(22)对K9玻璃(21)的压紧；

步骤五)，激光冲击，得到工件，通过计算机(1)调节激光参数，对纳秒脉冲激光器(4)进行单次发射操作，使得激光光束(5)穿过压板(22)中心孔，进而透过K9玻璃(21)来实现飞板与基板在温热状态下的激光冲击焊接；焊接完成后，将焊好的飞板(30)与基板(32)从开孔的垫板(31)中间取出，得到焊后的基板(32)与飞板(30)，从而得到工件。