一種激光焊接同軸保護裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種焊接設備，具體涉及一種激光焊接同軸保護裝置。
【背景技術】
[0002]激光焊接技術與傳統的焊接技術相比，具有焊接速度快，焊縫深寬比大，焊接熱變形小以及易于實現自動化等優點。但是在激光焊接過程中，一方面工件上方的高溫等離子體通過吸收、散射和折射作用對激光產生屏蔽效應，不僅會降低激光的利用率，而且會影響焊縫成型。另一方面，激光焊接化學活性較強的金屬材料時，焊接熔池區和焊縫高溫區的保護非常重要。以鈦合金為例，鈦從250°C開始吸收氫，從400°C開始吸收氧，從600°C開始吸收氮，且隨著溫度的上升，鈦吸收氣體的能力進一步增強。氧和氮都是α相穩定元素，當其含量較少時，氣體原子將以置換或間隙的形式固溶在晶格中，改變材料原始的晶格排列，使鈦的強度、硬度提高，但隨著氣體含量繼續增加，氣體以過飽和的形式存在，則易形成晶間化合物。對與鈦合金的激光焊接不僅要對熔池進行惰性氣體保護，還要對熱影響區金屬冷卻段進行保護。鈦合金激光焊接過程中氣體對焊縫高溫區的保護情況直接影響到鈦合金焊接后材料性能，成為保護效果好壞的關鍵。基于以上兩點，激光焊接焊接過程需要良好的保護，特別是對于化學活性較強的金屬。
[0003]激光焊接過程通常采用側吹輔助氣體的方法對焊接區進行保護。但是側吹輔助氣體的方法存在以下不足:(I)側吹噴嘴的定位精度和氣流量控制要求比較嚴格；(2)側吹噴嘴在焊接過程中對熱影響區的保護效果較差，極易引起氧化，焊縫表面質量差，焊縫內部產生氣孔；(3)側吹噴嘴只能在一個方向上起作用，在焊接復雜形狀焊縫時方便性和靈活性受到限制;激光焊接過程也有采用真空激光焊接方法提高激光焊接保護效果的，但是真空激光焊接成本較高，且對工件尺寸要求較高。綜上所述:現有的激光焊接的保護方法均存在一定的不足，激光焊接技術需要一種保護效果良好。使用方便靈活、成本較低的保護裝置。
【發明內容】
[0004]本發明為解決現有激光焊接保護技術中側吹輔助氣體裝置保護效果和靈活度差，真空激光焊接成本高的問題，進而提出一種激光焊接同軸保護裝置。
[0005]本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是:本發明包括激光發射器、連接組件、保護氣噴嘴組件和氣瓶，保護氣噴嘴組件設置在激光發射器的正下方，保護氣噴嘴組件通過連接組件與激光發射器連接，氣瓶與保護氣噴嘴組件連接。
[0006]本發明的有益效果是:
[0007]1、本發明提供的一種激光焊接同軸保護噴嘴，可以防止氣流在主軸保護結構內過早發散，使主軸和旁軸噴射出的氣體層流長度變長；
[0008]2、旁軸噴出的保護氣垂直吹向工件表面，不影響主軸保護氣對等離子體的抑制作用；
[0009]3、旁軸入射氣流直接射向篩板，減少氣體流速和氣流量的損失；
[0010]4、本發明適合于激光焊接鈦合金，其他化學活性較強的金屬材料，如鋁、鋯等材料；
[0011 ] 5、適用于激光焊接、激光熱處理、激光熔覆等激光材料加工領域；
[0012]6、本發明有效避免了對于二維路徑焊縫焊接在焊接過程中保護效果分段現象；
[0013]7、焊接過程穩定性和一致性提高，工作效率得到提升。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的整體結構示意圖；
[0015]圖2是本發明中保護氣噴嘴組件3的主視圖；
[0016]圖3是圖2的俯視圖；
[0017]圖4是圖3中的A-A向剖視圖；
[0018]圖5是本發明中篩板3_2_3的主視圖；
[0019]圖6是本發明中連接組件2的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]【具體實施方式】一:結合圖1至圖6說明，本實施方式所述一種激光焊接同軸保護裝置包括激光發射器1、連接組件2、保護氣噴嘴組件3和氣瓶4，保護氣噴嘴組件3設置在激光發射器I的正下方，保護氣噴嘴組件3通過連接組件2與激光發射器I連接，氣瓶4與保護氣噴嘴組件3連接。
[0021]如此設計保護氣噴嘴組件3用于保護激光焊接過程，氣體噴射口位置和大小利用流體力學原理設計，用于對焊接區形成良好保護，氣瓶4用于提供焊接過程中的保護氣。
[0022]【具體實施方式】二:結合圖1至圖5說明，本實施方式所述保護氣噴嘴組件3包括主軸保護機構3-1和旁軸保護機構3-2，主軸保護機構3-1和旁軸保護機構3-2均為殼體，主軸保護機構3-1嵌裝在旁軸保護機構3-2的上端面的內部，主軸保護機構3-1的上端面的中部設有激光通過孔3-1-1，主軸保護機構3-1的上端面上對稱設有兩個主軸進氣孔接口 3-1-2，兩個主軸進氣孔接口 3-1-2分別與氣瓶4連接，主軸保護機構3-1的下端面為倒圓錐形，主軸保護機構3-1下端面中部的尖端設有出氣通孔3-1-3，旁軸保護機構3-2的上端面的中部設有安裝通孔3-2-1，主軸保護機構3-1嵌裝在安裝通孔3-2-1內，旁軸保護機構3-2的上端面上對稱設有兩個旁軸進氣孔接口 3-2-2，兩個旁軸進氣孔接口 3-2-2分別與氣瓶4連接，旁軸保護機構3-2的外圓周側壁為倒圓錐形，旁軸保護機構3-2的下端面上設有篩板3-2-3，篩板3-
2-3的中部設有中心通孔3-2-3-1，主軸保護機構3-1下端面的出氣通孔3-1-3插裝在中心通孔3-2-3-1內，篩板3-2-3上均布設有多個篩孔3-2-3-2。其它組成和連接方式與【具體實施方式】一相同。
[0023]本實施方式中的氣體由主軸進氣孔接口3-1-2進入到主軸保護機構3-1中，為焊接過程中氣體保護輸送氣體，進而實現焊接區的保護;氣體由旁軸進氣孔接口 3-2-2進入到旁軸保護機構3-2中，為焊接過程中氣體保護輸送氣體進而實現熱影響區高溫區的保護;主軸進氣孔接口 3-1-2和旁軸進氣孔接口 3-2-2的氣體可根據需要連接同一個氣瓶4或者分別連接一個氣瓶4，氣體的流量大小實現可單獨控制；篩板3-2-3起到控制控制旁軸氣體噴出速度和方向的作用，旁軸保護氣的出氣更加均勻，旁軸噴出的保護氣垂直吹向工件表面，氣體流速有所增加;主軸保護機構3_1和芳軸保護機構3-2固接，篩板3-2-3與芳軸保護機構3-2通過玻璃膠固接。
[0024]如此設計的保護氣噴嘴組件3，可以防止氣流在主軸保護機構3-1內過早發散，使主軸和旁軸噴射出的氣體層流長度變長，同時旁軸噴出的保護氣垂直吹向工件表面，不影響主軸保護氣對等離子體的抑制作用，此外旁軸入射氣流直接射向篩板3-2-3，減少氣體流速和氣流量的損失。
[0025]保護氣噴嘴組件3中氣體噴射口位置和大小利用流體力學原理設計，主軸保護機構3-1的下端面的尖端的內徑為14mm，底端內徑為46mm，下端面的高度為30mm，主軸保護機構3-1的總高為42mm，旁軸保護機構3_2的外圓周側壁的尖端的內徑為76mm，底端內徑為98mm，外圓周側壁的高度為18mm，篩板3-2-3的中心通孔3-2-3-1的孔徑為18mm，篩板3-2-3的外徑為76mm，篩孔3-2-3-2的孔徑為4mm，多個篩孔3-2-3-2均布分成若干個組，每組中包含呈直線狀分布的若干個篩孔3-2-3-2，若干個組均由中心通孔3-2-3-1向四周呈射線狀均勾分布。
[0026]【具體實施方式】三:結合圖1至圖5說明，本實施方式所述旁軸保護機構3-2的上端面為圓錐形，旁軸保護機構3-2的外圓周側壁和主軸保護機構3-1的下端面分別與旁軸保護機構3-2的上端面垂直。其它組成和連接方式與【具體實施方式】二相同。
[0027]如此設計使流向篩板3-2-3的氣體分布更加均勻。此外旁軸保護機構3-2的上端面的尖端內徑為50mm，上端面的高度為14mm。
[0028]【具體實施方式】四:結合圖1至圖5說明，本實施方式所述主軸進氣孔接口3-1-2與主軸保護機構3-1的上端面垂直，旁軸進氣孔接口 3-2-2與旁軸保護機構3-2的上端面垂直。其它組成和連接方式與【具體實施方式】三相同。
[0029]如此設計使流向篩板3-2-3的氣體分布更加均勻。
[0030]【具體實施方式】五:結合圖1至圖5說明，本實施方式所述兩個主軸進氣孔接口3-1-2和兩個旁軸進氣孔接口 3-2-2的軸線共面設置。其它組成和連接方式與【具體實施方式】二、三或四相同。
[0031]【具體實施方式】六:結合圖1至圖5說明，本實施方式所述主軸保護機構3-1的上端面的內側垂直設有氣流約束管3-1-4，氣流約束管3-1-4的內側壁與激光通過孔3-1-1的外圓周側壁平齊。其它組成和連接方式與【具體實施方式】五相同。<