一種振鏡激光真空焊接裝置的制作方法

本申請涉及激光焊接技術領域，尤其涉及一種能夠對工件的熔池及焊縫提供良好保護的振鏡激光真空焊接裝置。

背景技術：

現有的激光焊接裝置均是在大氣環境下完成焊接過程的，但對于高功率激光焊接，在大氣條件下，其焊接過程會產生等離子體。過多的等離子體會消耗激光束，并且存在于工件表面，使得熔深變淺、焊接熔池表面變寬，進而影響焊接效果，導致良品率降低。

技術實現要素：

本申請提供了一種振鏡激光真空焊接裝置，其有效解決了現有的激光焊接裝置存在的良品率低的問題。

本申請提供了一種振鏡激光真空焊接裝置，包括真空室、激光振鏡以及透光玻璃，所述真空室用于容納待焊接的工件且其具有用于放置所述工件的放置面，對應所述放置面，圍成所述真空室的壁中至少部分為所述透光玻璃，所述激光振鏡設置在所述真空室的外部，并且所述激光振鏡產生的激光束能夠通過所述透光玻璃傳達至所述工件。

優選的，還包括不粘性涂層，所述不粘性涂層鍍設在所述透光玻璃朝向所述真空室的一側。

優選的，所述不粘性涂層鍍設在所述透光玻璃遠離所述真空室的一側。

優選的，所述不粘性涂層的透光率大于所述透光玻璃的透光率。

優選的，所述不粘性涂層的材質為氟樹脂，優選為聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物。

優選的，還包括觀察窗，所述觀察窗設置在所述真空室上，且通過所述觀察窗能夠觀察所述工件的擺放位置及焊接過程。

優選的，還包括抽氣機構和送氣機構，所述抽氣機構與所述送氣機構均與所述真空室相連通。

優選的，所述抽氣機構與所述送氣機構設置在所述真空室的同側。

優選的，還包括緩沖室，所述緩沖室與所述真空室連通，所述緩沖室與所述真空室之間連通且連通處設有艙門，所述艙門能夠開啟或密封所述真空室。

優選的，所述透光玻璃設置在所述真空室的頂部。

本申請提供的技術方案可以達到以下有益效果：

本申請所提供的振鏡激光真空焊接裝置，通過設置真空室，克服了現有的激光焊接裝置在大氣條件下進行焊接存在的熔深變淺、焊接熔池表面變寬，焊接效果不佳的問題，有效提升了良品率。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性的，并不能限制本申請。

附圖說明

圖1為本申請實施例所提供的振鏡激光真空焊接裝置的立體圖一；

圖2為本申請實施例所提供的振鏡激光真空焊接裝置的立體圖二。

1、真空室；2、激光振鏡；3、透光玻璃；4、不粘性涂層；5、觀察窗；6、抽氣機構；7、送氣機構；8、緩沖室；9、艙門；10、工件。

此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。

具體實施方式

下面通過具體的實施例并結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的振鏡激光真空焊接裝置的放置狀態為參照。

現有的激光焊接裝置均是在大氣環境下完成焊接過程的，但對于高功率激光焊接，在大氣條件下，其焊接過程會產生等離子體。過多的等離子體會消耗激光束，進而降低激光焊接效率，而且過多的等離子體還會附著在工件10表面，使得熔深變淺、焊接熔池表面變寬，進而影響焊接效果，導致良品率降低。尤其對于鋁合金等輕金屬材料，大氣環境下的激光焊接效率不高，且容易產生氣孔。

為了解決上述問題，如圖1-2所示，本申請提供了一種振鏡激光真空焊接裝置，包括真空室1、激光振鏡2以及透光玻璃3，真空室1用于容納待焊接的工件10且其具有用于放置工件10的放置面，對應放置面，圍成真空室1的壁中至少部分為透光玻璃3，優選的，透光玻璃3設置在真空室1的頂部，激光振鏡2設置在真空室1的外部，并且激光振鏡2產生的激光束能夠通過透光玻璃3傳達至工件10。通過設置真空室1，使工件10的激光焊接由大氣條件轉換至真空條件下，從而避免大氣條件下，焊接過程產生的等離子體影響焊接效果。由于現有的透光玻璃3長期處于焊接環境中，焊接過程產生的煙塵等污染物會對透光玻璃3產生污染，從而影響激光束的穿透率、且進一步的影響焊接效果，同時被污染的透光玻璃3也會因為吸收激光束的能量較多而熱變或破裂，使用壽命縮短。本申請還包括不粘性涂層4，不粘性涂層4鍍設在透光玻璃3朝向真空室1的一側。通過設置不粘性涂層4，有效的防止了焊接過程中產生的煙塵等污染物對透光玻璃3的附著，并且使透光玻璃3能夠在較長的時間內確保激光透光率，延長其使用壽命。為了防止外部灰塵影響透光玻璃3的透光效果，還可以在遠離真空室1的一側也設置不粘性涂層4，從而避免灰塵附著。

為了保證激光振鏡2產生的激光束能夠穿過不粘性涂層4順利傳達至透光玻璃3，保證激光透過率，本申請中的不粘性涂層4的透光率大于透光玻璃3的透光率。

本申請中的不粘性涂層4的材質為氟樹脂，優選為聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物。具體的，本申請采用了乙烯-四氟乙烯共聚物膜為不粘性涂層4，乙烯-四氟乙烯共聚物膜的透光率高達95％，其具有最小的表面張力，能夠有效減少焊接過程中產生的煙塵等污染物對透光玻璃3表面的附著，不粘性涂層4的厚度太厚，影響透光玻璃3的透光率，進而影響焊接效果，不粘性涂層4的厚度太薄，其強度得不到保證，受到震動或高溫，存在破裂的可能而影響其隔離焊接煙塵的作用，因此，本申請中不粘性涂層4的厚度的優選范圍是200-300mm。

本申請中的透光玻璃3的形狀可以是圓形或者方形，由于圓形結構更易加工，進而有效降低成本，因此，本申請中的透光玻璃3的形狀可以優選為圓形。

為將焊接煙塵對透光玻璃3的污染降至最低，透光玻璃3需盡可能遠離工件10的焊接表面，因此真空室1需要盡可能加高。當真空室1頂部距離激光束的出射口較近時，透光玻璃3的面積可以相應減小，可以是激光束光斑直徑的1.2～1.5倍。

為了便于觀察工件10的擺放位置、設定焊接軌跡并觀察焊接過程，本申請還設置了觀察窗5，該觀察窗5設置在真空室1上。觀察窗5采用的玻璃可以是普通玻璃或石英玻璃。

在真空室1依次放入工件10較多的情況下，真空室1內會因為多次焊接的累積效應而存在大量煙塵，由于焊接煙塵分布在真空室1內會影響觀察窗5對工件10焊接進程的觀察，并且降低了激光焊接效率，為了解決上述問題，本申請還包括抽氣機構6和送氣機構7，抽氣機構6與送氣機構7均與真空室1相連通。具體的，抽氣機構6可以是抽氣閥，送氣機構7可以是換氣閥。焊接過程中，可以選擇在某個工件10焊接完畢后，打開換氣閥，通入外界空氣，同時開啟真空閥，通過一邊抽氣一邊進氣形成的虹吸作用將真空室1內的焊接煙塵排走，避免由于真空室1內的焊接煙塵過多而導致不利于激光焊接的情況發生。

作為充氣機構的換氣閥還能夠用于向真空室1內充入惰性氣體。在一些要求快速抽真空的情況下，焊接過程在低真空條件下進行，如20kpa條件下，此時，可以在粗抽真空的基礎上采用換氣閥向真空室1內充入一定量的惰性氣體，既可以保留真空激光焊接有效抑制現有激光焊接的缺陷的效果，又能夠達到適當保護焊縫的作用。

為了便于抽氣和充氣，本申請中的抽氣機構6與送氣機構7設置在真空室1的同側。

在高真空條件下，即真空度≤10^-1Pa量級的情況下，為了確保焊接過程中真空度能夠滿足要求，本申請還包括緩沖室8，緩沖室8與真空室1連通，緩沖室8與真空室1之間連通且連通處設有艙門9，艙門9能夠開啟或密封真空室1。緩沖室8上設有密封艙門，該密封艙門遠離真空室1的一側并與真空室1的艙門9相對。具體使用時，將真空室1與高真空泵相連，并保持真空室1的高真空狀態。打開密封艙門，將工件10放入緩沖室8內并夾緊，關閉密封艙門。緩沖室8內與低真空泵相接，通過低真空泵抽真空使緩沖室8達到所需真空度。然后開啟艙門9，再將工件10移入真空室1內，再次開啟高真空泵，當真空室1內的真空空腔恢復到所需真空度時，啟動激光振鏡2，發出的激光束穿過透光玻璃3，在工件10表面進行高速掃描焊接。待所有工件10焊接完畢后，關閉激光振鏡2，打開艙門9，將工件10移至緩沖室8，關閉艙門9，打開密封艙門，取出工件10。

在不具有緩沖室8的情況下，本申請的振鏡激光真空焊接裝置的具體使用情況如下：打開真空室1的艙門9，放入工件10并用夾具固定，然后關閉艙門9。利用抽氣機構6與真空泵連接，啟動真空泵并抽真空至真空室1所需的真空度，然后關閉真空泵。啟動激光振鏡2，設定好焊接軌跡與工藝參數，通過激光器發出激光束，該激光束穿過透光玻璃3，并在工件10表面進行高速掃描焊接。待所有工件10焊接完畢后，關閉激光振鏡2，打開艙門9，取出工件10。

本申請的振鏡激光真空焊接裝置不僅適用于易氧化的鈦合金、鎬合金，對于鋁合金、鎂合金等輕金屬材料，也具有較高的焊接效率和較低的氣孔率。

本申請所提供的振鏡激光真空焊接裝置，通過設置真空室1，克服了現有的激光焊接裝置在大氣條件下進行焊接存在的熔深變淺、焊接熔池表面變寬，焊接效果不佳的問題，有效提升了良品率。

以上僅為本申請的優選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。