薄板不銹鋼脈沖激光焊接吹氣保護裝置及焊接工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種薄板不銹鋼脈沖激光焊接吹氣保護裝置及焊接工藝。
【背景技術】
[0002]激光焊接已經成為了現代工業中一種先進的焊接方法，由于其高精度、變形少、高效率、可焊接難焊接材料以及良好的加工柔性使得激光焊接的應用越來越廣泛，從航空航天、汽車、造船等領域向家電領域擴展。激光焊接由于具有能量密度高、焊縫深寬比大、熱影響區小、焊接質量好、容易實現自動化等優點被認為是一種很有發展前景的材料加工技術。
[0003]吹氣保護在激光焊接中是必不可少的一道工序。在激光焊接過程中產生的飛濺物及其它煙氣容易污染聚焦反射鏡。沉積在聚焦反射鏡上的金屬蒸氣和飛濺微粒，降低了激光器到工件的能量轉移效率，并使激光束產生像差，惡化了激光束的焊接性能。這就要求激光焊接時除具有焊縫保護效果外，還要對聚焦鏡進行保護。設計出一款結構合理并能對焊縫效果進行有效保護，使得焊接的產品焊縫表面無氧化、光澤好是本領域涉及人員需要研究的方向，當然在對焊縫進行保護的同時，還要解決對聚焦鏡進行保護的問題。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種高度及角度位置可方便調節的薄板不銹鋼脈沖激光焊接吹氣保護裝置，采用本保護裝置后，能調節側向吹氣至最佳位置，使得焊接的產品焊縫表面無氧化、光澤好。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種薄板不銹鋼脈沖激光焊接吹氣保護裝置，包括安裝在準直聚焦頭上的側向吹氣保護部分，其特征在于:所述側吹氣保護部分包括第一調節板、轉動桿、滑塊和側吹氣管，所述第一調節板固定在準直聚焦頭的側壁上且相對準直聚焦頭側壁的上下位置可調節，所述轉動桿轉動設置在第一調節板的下端并相對第一調節板前后擺動的角度可調節，所述滑塊固定在轉動桿的外側壁上并相對轉動桿沿長度方向軸向位置可調節，所述側吹氣管穿設固定在滑塊上并相對滑塊沿厚度方向前后位置可調節。
[0006]上述第一調節板上開有左右間隔豎向設置的兩個條形孔，所述準直聚焦頭的側壁上開有兩個第一螺紋孔，有第一螺釘穿過條形孔后與第一螺紋孔螺紋連接并將所述第一調節板壓制在準直聚焦頭的側壁上；以上為第一調節板高度調節的一種實現方式，第一調節板高度進行調節時，先擰松第一螺釘，第一螺釘可相對條形孔上下滑移，調節到位后，再擰緊第一螺釘，第一螺釘的頭部將第一調節板壓制在準直聚焦頭的側壁上實現第一調節板相對準直聚焦頭的固定，最終實現第一調節板相對準直聚焦頭上下位置高度的調節，整個調節過程操作簡單方便，且能實現無級調節。
[0007]上述第一調節板上開有沿豎向間隔設置的多排第一穿孔，每排有兩個第一穿孔，所述準直聚焦頭的側壁上開有兩個第一螺紋孔，有第一螺釘穿過第一穿孔后與第一螺紋孔螺紋連接并將所述第一調節板壓制在準直聚焦頭的側壁上。以上為第一調節板高度調節的第二種實現方式，第一調節板高度進行調節時，先擰出第一螺釘，再上下調節第一調節板的另一個位置高度，調節到位后將第一螺釘穿過另一排的第一穿孔后與第一螺紋孔螺紋連接，再擰緊第一螺釘，第一螺釘的頭部將第一調節板壓制在準直聚焦頭的側壁上實現第一調節板相對準直聚焦頭的固定，最終實現第一調節板相對準直聚焦頭上下位置高度的調
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[0008]上述第一調節板的下端開有供轉動桿上端插入的缺口，第一調節板的下端設有沿其寬度方向貫穿的第二螺紋孔，轉動桿的上端開有第二穿孔，第二螺紋孔內螺紋連接有第二螺釘，第二螺釘的桿部穿過第二穿孔，第二螺釘的頭部壓緊在第一調節板上。調節轉動桿角度時，只需擰松第二螺釘，接著轉動轉動桿至合適角度位置，再擰緊第二螺釘即完成轉動桿的角度調節，因第二螺釘的桿部與轉動桿上第二穿孔之間為緊配，且轉動桿本身重量輕，故在摩擦力作用下能相對第一調節板定位在某個角度位置。
[0009]上述轉動桿的外側壁上設有兩左右間隔設置的擋條，所述滑塊置于兩擋條之間，滑塊上開有兩個第三螺紋孔，轉動桿上開有兩個腰形孔，有第三螺釘穿過腰形孔后與第三螺紋孔螺紋連接。左右間隔設置的擋條形成對滑塊滑移的約束，在滑塊滑移至合適位置后，擰緊第三螺釘便可實現滑塊相對轉動桿位置調節。
[0010]上述滑塊上開有供側吹氣管穿過的通孔，滑塊的端面上開有與通孔連通的緊定螺釘孔，有緊定螺釘螺紋連接在緊定螺釘孔內，緊定螺釘的端部抵靠在穿設于通孔內的側吹氣管的管壁上；側吹氣管可在滑塊上通孔內滑移，側吹氣管位置調節完成后，再結合緊定螺釘的壓緊，實現側吹氣管位置的調節。所述側吹氣管內具有兩個獨立的氣道。設計的側吹氣管采用雙氣道設計.使其同時出兩種保護氣體，氣管噴嘴的出氣口設計合理，出氣均勻，可有效地保護直線焊縫和曲線焊縫；同時該結構在保證保護效果的前提下節省了保護氣，降低了焊接成本，提高了表面質量。
[0011]激光焊接過程中，聚焦鏡片上有焊接飛濺和煙塵，隨著焊接飛濺和其他殘渣在聚焦鏡和透鏡表面上越積越多，鏡片將會吸收能量從而產生熱變形，從而降低焊接能量，減小熔深，嚴重影響焊接質量。為了保護聚焦鏡和保證焊接質量，本吹氣保護裝置還包括安裝在準直聚焦頭上的橫向吹氣保護部分，所述橫向吹氣保護部分包括第二調節板、兩塊側板、及橫向氣簾噴嘴，所述第二調節板固定在準直聚焦頭的側壁上且相對準直聚焦頭側壁的上下位置可調節，兩塊所述側板的上端邊角處分別轉動安裝在第二調節板下端的左右側面上并相對第二調節板前后擺動的角度可調節，橫向氣簾噴嘴則固定在兩向下外露出第二調節板下方的兩塊側板之間。本結構中的橫向氣簾噴嘴可在O?90°范圍內任意調整，第二調節板可沿準直聚焦頭上下移動；這種結構的氣簾噴嘴可以得到一個層流氣簾，在作用區范圍內保持了一個穩定的層流狀態，沿氣流傳播方向的擴散角較小，同時氣流挺度良好，氣簾下方負壓區的氣流擾動非常小，其可以有效吹除飛濺和煙塵，對聚焦鏡起到很好的保護作用，有效防止了焊接飛濺對貴重光學器件產生的損害；光束可完全透過玻璃照射到工件上而沒有能量損失，使激光功率損失減少，有效焊接時間增加，并且橫向氣流不會對焊縫造成任何不利影響。
[0012]上述側板上開有弧形定位孔，所述第二調節板下端的側面上開有第四螺紋孔，有第四螺釘穿過弧形定位孔后與第四螺紋孔螺紋連接。以上為橫向氣簾噴嘴角度調節的一種實現方式，調節時，擰松第四螺釘，這樣便可使側板能相對第二調節板偏轉，偏轉到位后再擰緊第四螺釘，便可實現橫向氣簾噴嘴角度調節，調節過程簡單方便。
[0013]上述第二調節板上開有沿豎向間隔設置的多排第三穿孔，每排有兩個第三穿孔，所述準直聚焦頭的側壁上開有兩個第五螺紋孔，有第五螺釘穿過第三穿孔后與第五螺紋孔螺紋連接并將所述第二調節板壓制在準直聚焦頭的側壁上。
[0014]本發明還涉及一種采用前述述薄板不銹鋼脈沖激光焊接吹氣保護裝置的焊接工藝，其特征在于:采用以下焊接參數，h控制在3?5mm，Θ控制在35?50°，d控制在-1.5?1.5mm，V控制在9?12.5L/min ;其中，d表示送氣距離，是準直聚焦頭發出的光的光軸和側吹氣管下端出氣口的距離；h表示側吹氣管高度，是側吹氣管下端出氣口和工件上表面之間的距離；Θ表示側吹角，是側吹氣管的軸線和工件表面之間的夾角表示側吹氣管的吹氣流速。經多次試驗分析當激光焊接采用前述參數，焊接出來的產品表面無氧化，焊接強度符合要求。
[0015]與現有技術相比，本發明的優點在于:激光焊接過程中，會產生光致等離子體，側向吹輔助氣體能有效地抑制光致等離子體的屏蔽作用，側吹氣體對等離子體產生抑制作用的一個重要原因是側吹氣體可以促進對流冷卻作用，還有一個重要的原因是側吹氣體對向上噴射的熾熱等離子體云團起到了“壓制”的作用，而且因第一調節板上下位置可調節，轉動桿擺動角度可調節，滑塊相對轉動桿上下位置可調節，側吹氣管相對滑塊前后位置可調節，綜合前述多個調節方式，可對側吹氣管位置進行任意調節，為實現將側吹氣管相對焊接工件調節到最佳吹氣保護位置提供可能，對焊縫品質進行有效保護，解決了不銹鋼零件焊接后表面的氧化問題，使焊接后的表面光澤好、無氧化，真正做到了焊接后的表面不打磨和少打磨。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明保護裝置實施例的立體結構示意圖；
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