[发明专利]一种激光加载下的水下冲击焊接金属与陶瓷的装置及方法

摘要

本发明公开了一种激光加载下的水下冲击焊接金属与陶瓷的装置及其方法，涉及激光高速冲击焊接领域，该装置包括激光加载系统、控制系统、新型焊接系统、自动夹紧系统和三维移动平台系统；激光加载系统包括聚焦透镜、透镜支架、透镜高度调节器、反射镜和强脉冲激光器；控制系统包括计算机、强脉冲激光控制器、气压控制器、和三维移动平台控制器；新型焊接系统包括约束层、吸收层、焊接加工平台和焊接加工底座；自动夹紧系统包括自动夹紧装置和气缸；本发明方法通过加载激光对金属箔板和陶瓷进行冲击焊接，由于整个焊接过程都是在水下完成的，这可以最大程度的降低冲击焊接过程中陶瓷产生的裂纹现象，因此可以得到更好的焊接质量。

主权项

1.一种激光加载下的水下冲击焊接金属与陶瓷的装置，其特征在于，包括激光加载系统、控制系统、焊接系统、自动夹紧系统和三维移动平台系统；所述三维移动平台系统包括L型底座(1)和三维移动平台(2)；所述三维移动平台(2)安装在L型底座(1)的上面；所述激光加载系统包括聚焦透镜(8)、透镜支架(7)、透镜高度调节器(6)、反射镜(9)和强脉冲激光器(10)；所述强脉冲激光器(10)发出的激光束(34)辐照到45°布置的反光镜(9)上，经反光镜(9)反射到聚焦透镜(8)上进行聚焦，聚焦后的激光束(34)照射到焊接系统中约束层(33)的正上方；所述聚焦透镜(8)安装在透镜支架(7)上，透镜支架(7)安装在透镜高度调节器(6)上，且透镜支架(7)可通过透镜高度调节器(6)进行高度调节；透镜高度调节器(6)安装在L型底座(1)的竖直侧边上；所述控制系统包括计算机(12)、强脉冲激光控制器(11)、第一气压控制器(13)、第二气压控制器(14)和三维移动平台控制器(15)；所述强脉冲激光控制器(11)、第一气压控制器(13)、第二气压控制器(14)和三维移动平台控制器(15)的一端均与计算机(12)通过电信号相连接；所述强脉冲激光控制器(11)的另一端与强脉冲激光器(10)通过电信号相连接；所述第一气压控制器(13)的另一端与第一气缸(4)通过电信号相连接；所述第二气压控制器(14)的另一端与焊接系统中第二气缸(24)通过电信号相连接；所述三维移动平台控制器(15)另一端与三维移动平台(2)通过电信号相连接；所述自动夹紧系统包括第一气缸(4)和自动夹紧装置(5)；所述第一气缸(4)与自动夹紧装置(5)均安装在焊接加工底座(3)上；所述自动夹紧装置(5)左右对称置于焊接加工底座(3)两侧；所述自动夹紧装置(5)包括推杆(17)、楔形块(18)、拉回销(19)、拉回销底座(20)、压板(21)、转动轴(22)和自动夹紧底座(23)；所述自动夹紧底座(23)下端部安装在焊接加工底座(3)上，自动夹紧底座(23)上端开设有圆孔，该圆孔内安装有转动轴(22)，且自动夹紧底座(23)、压板(21)通过转动轴(22)连接在一起；所述拉回销(19)垂直设置在拉回销底座(20)的孔中，拉回销底座(20)下端部开设有滑槽，楔形块(18)上连接有第一推杆(17)；在第一气缸(4)的带动第一推杆(17)、楔形块(18)沿滑槽左右移动的同时带动拉回销(19)上下移动，在拉回销(19)的带动下，压板(21)压紧或者松开焊接系统中的约束层(33)；所述焊接系统包括焊接加工底座(3)、第二气缸(24)、第二推杆(25)、基板推送平台(26)、基板(27)、焊接加工平台(28)、密封圈(29)、液体水(30)、复箔(31)、吸收层(32)和约束层(33)；所述焊接加工底座(3)安装在三维移动平台(2)上；所述焊接加工底座(3)上安装有第二气缸(24)和焊接加工平台(28)；所述焊接加工平台(28)为齿形结构，中心开有阶梯孔，第一气缸(24)、推杆(25)及基板推送平台(26)均置于阶梯孔内；所述推杆(25)的一端与第一气缸(24)相连，另一端与基板推送平台(26)相连；所述基板(27)放置在基板推送平台(26)上；所述吸收层(32)喷在约束层(33)上；复箔(31)粘在吸收层(32)上；所述约束层(33)放置在焊接加工平台(28)上；且吸收层(32)与复箔(31)置于焊接加工平台(28)中心开设的阶梯孔内；复箔(31)与基板(27)之间有液体水(30)。