[发明专利]一种激光焊接用背面惰性气体保护装置

说明书

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，涉及一种焊接施工方法及配套工具，特别是涉及一种激光焊接用焊缝背面惰性气体保护装置。

背景技术

在钛合金、铝合金、镁合金等有色金属合金以及某些不锈钢材料的焊接过程中，为避免在高温条件下氧化污染等原因，一般需要对焊缝高温区进行保护。通常的方法是采用惰性气体(氦气或氩气)保护措施或将焊接试样置于真空室内。但真空保护成本过高，工件尺寸也受到很大限制。因此通常采用对焊缝高温区进行惰性气体保护，保护的部位一般包括焊缝熔池、焊缝金属的冷却段、热影响区以及焊缝背面。大量的试验结果表明，焊缝背面的保护对于保证焊缝质量和成形效果十分关键。近年来，随着高能量密度焊接热源技术的发展，有色金属高效的自动化单面焊双面成型技术成为焊接界关注的热点之一。有色金属合金单面焊双面成型技术尤其要求背面焊缝的保护效果和焊缝背面的成形效果。目前公知的激光焊接背面保护装置，出气孔一般位于装置的一端或底部。出气孔位于端部，保护效果有一定的局限性；出气孔位于底部则很容易被激光损伤或被焊渣堵住，影响保护效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于激光焊接的背面惰性气体保护装置。具体方案为：

一种激光焊接用背面惰性气体保护装置，由对称的两部分组成，每部分包括底座1、上盖板2，所述底座1设置有凹台，上盖板2设置在所述凹台内；所述凹台底部开有一端带有充气口3、另一端封闭的储气槽5，储气槽5与上盖板2形成封闭的储气仓；上盖板2近焊缝边设置倒角7，倒角7面上沿全长均匀分布与储气仓相通的出气孔4；

由于惰性气体的密度低于空气，为保证惰性气体不过多流失，本发明还包括挡盖20，所述挡盖20设置在上盖板2的两端；

为保证惰性气体更好地覆盖到整个焊道，防止气体分布度不均匀，所述出气孔的通道21为螺旋状，使得气体以旋转方式流出。

所述上盖板2材料为铜

本发明的优点：焊接时，惰性保护气体由装置侧面出气孔沿焊缝全长均匀喷出，对焊缝背面实施保护，提高了保护效果。另外，由于出气孔位于装置侧面，从而有效避开了激光对出气孔的损伤，延长了夹具使用寿命。装置中间设有排渣槽，有利于激光焊接时背面焊渣的排除。本装置可用于激光以及激光复合热源焊接时焊缝背面的惰性气体保护。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明轴测图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：本发明的装置由对称的两部分组成，每部分包括底座1、上盖板2，所述底座1设置有凹台，上盖板2设置在所述凹台上；所述凹台底部开有一端带有充气口3、另一端封闭的储气槽5，储气槽5与上盖板2形成封闭的储气仓；上盖板2近焊缝边设置倒角7，倒角7面上沿全长均匀分布与储气仓相通的出气孔4，两部分装置中间是排渣槽6。

由于惰性气体的密度低于空气，为保证惰性气体不过多流失，本发明还包括挡盖20，所述挡盖20设置在上盖板2的两端；

为保证惰性气体更好地覆盖到整个焊道，防止气体分布度不均匀，所述出气孔的通道21为螺旋状，使得气体以旋转方式流出。

为取得更好的技术效果，所述上盖板2材料为铜。

实际使用时，利用配套的夹具定位好待焊工件8相对于铜质盖板2的位置，使出气孔4与焊缝背面10相对应，充气口3与气瓶连接，开始焊接时，提前通惰性保护气，待惰性气体充满储气槽5后，打开激光束11，并使激光束11相对于工件8沿待焊焊缝9运动，在焊接动态过程中，惰性保护气由出气孔4均匀喷出，在焊缝背面10形成动态的保护气层，从而在焊接过程中实现对平板焊缝背面10的惰性气体保护。焊接结束时，先撤激光束11，滞后撤惰性保护气。焊接过程中形成的渣由排渣槽6排出。

由于出气孔4位于装置侧面，从而有效避开了激光11对出气孔4的损伤，延长了使用寿命。

该装置结构简单，使用方便。经焊接后进行检测，焊缝全长保护效果良好，焊缝成型好。