[发明专利]一种小管原位激光打孔取样与焊封的装置及方法

说明书

本发明公开了一种小管原位激光打孔取样与焊封的装置及方法，属于超快激光打孔与准连续激光焊接方法的技术领域，首先将激光加工部件安装到专用工作台上，把需要激光打孔的部位放置于取样容器内，并实现界面密封；之后对取样容器抽真空，待真空达到10^‑3Pa后关闭取样阀门，通过皮秒激光器在指定部位加工贯穿取样管壁厚的微孔；之后通过微孔通道，将产品内部的气氛缓慢释放于取样容器内；待产品内部气压与取样容器的气压平衡后，将焊封激光头移动到微孔处，通过长脉冲激光焊接方式对微孔进行焊封，以满足狭小空间内取样管的激光原位近无损打孔以及焊封，对密封容器内部气氛进行近无损取样且不影响密封容器产品的使用性能。

技术领域

本发明属于超快激光打孔与准连续激光焊接方法的技术领域，具体而言，涉及一种小管原位激光打孔取样与焊封的装置及方法。

背景技术

近几年来，激光技术获得了飞速发展，在工业部门获得越来越广泛的应用，并发展出超快、准连续及连续激光等输出模式。超快激光主要用于微纳加工及精密钻孔等，由于超快激光具有短脉冲、高峰值功率及高重复频率等特点，具有加工精度高、热影响区极小以及适用于多种材料加工的特点，是激光加工研究的热点之一。其中，准连续及连续激光具有输出时间长、平均功率高等特点，在焊接领域应用较为广泛，所获得焊缝具有深宽比大、焊接变形小及焊缝综合性能优良等优势，上述激光打孔及焊封技术已在电子、汽车、航空航天领域获得应用。

在一些特定的工程领域，出现了采用超快激光进行近无损微纳打孔取样分析，然后对微孔进行原位激光封孔焊接的应用需求，上述超快激光打孔及准连续激光焊接单项技术均不足以解决微孔加工-取样-焊封这一复杂需求，因此，缺少一种既能实现精密微孔加工，又能实现焊封要求的一体化技术，尤其是在狭小真空环境空间内实现小管径部件的加工，还面临视觉系统照明光源难以进入狭小空间以及小直径管径(较大曲率)对照明光源的散射导致观察效果不佳等一系列技术问题。因此，建立一套满足狭小空间内小管激光原位近无损打孔、焊封技术，以满足这一工程需求就显得尤为重要。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种小管原位激光打孔取样与焊封的装置及方法以达到满足狭小空间内小管激光原位近无损打孔以及焊封，对密封容器内部气氛进行近无损取样且不影响密封容器产品使用性能的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种小管原位激光打孔取样与焊封的装置，该装置包括：

内部中空且密封设置的取样容器，所述取样容器设有至少一透光件，取样容器的一侧设有插入其内部的取样管，且取样管的插入部分与透光件正对对应。

与取样容器内部连通的取样分析系统和真空系统；

打孔激光器和焊封激光器，所述打孔激光器和焊封激光器通过透光件分别对取样管进行打孔和焊封。

进一步地，所述取样容器包括：

容器筒体，所述容器筒体的侧壁设有与取样管密封配合的插入孔；

与容器筒体相适配的容器盖体，所述容器筒体与容器盖体之间密封装配有所述透光件，且透光件设为光学玻璃。

进一步地，所述装置还包括：

主控平台，所述主控平台分别与打孔激光器、焊封激光器和真空系统通信连接，以便用户操控激光进行微孔加工、内部气氛取样以及焊封整个流程。

进一步地，所述取样分析系统包括：与取样容器内部连通的取样管路，所述取样管路上设有取样阀门，以实现对取样容器的内部气氛取样；

所述真空系统包括：与取样容器内部连通的真空管路，所述真空管路上设有真空阀门，以实现对取样容器的内部抽为低真空状态。