[发明专利]一种异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置及方法

权利要求书

1.一种异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：包括激光器（9）、液压缸（11）、绝缘压板（12）、可作XYZ三向运动的工作台（15）、以及具有喷嘴（25）的电镀液束喷射系统（35），所述激光器（9）和喷嘴（25）均设于工作台（15）的上方，两绝缘压板（12）对称滑动连接在工作台（15）上并分别对应与一个液压缸（11）的输出轴固定连接，两绝缘压板（12）之间形成有加工间隙（400），所述激光器（9）发出的激光束穿过喷嘴（25），电镀液束喷射系统（35）中的电镀液束与激光器（9）的激光束一起从喷嘴（25）喷口射出并射入所述加工间隙（400）内。

2.如权利要求1所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：所述激光器（9）发出的激光束通过反射聚焦单元射入喷嘴（25），所述反射聚焦单元包括全反射镜（16）、聚焦透镜（17）、聚焦透镜底座（18）、绝缘转接座（20）、平面镜（21）和入射管（33），所述聚焦透镜（17）和平面镜（21）上下分层置于绝缘转接座（20）内，聚焦透镜底座（18）与绝缘转接座（20）固定连接，聚焦透镜底座（18）将聚焦透镜（17）和平面镜（21）定位于绝缘转接座（20）内，喷嘴（25）固定连接在绝缘转接座（20）上，入射管（33）设于聚焦透镜底座（18）的一侧，全反射镜（16）固定于入射管（33）内，激光器（9）发出的激光束射入入射管（33），经过全反射镜（16）反射后垂直射入聚焦透镜（17）和平面镜（21），并从喷嘴（25）喷口射出。

3.如权利要求2所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：所述绝缘转接座（20）上设有中间电镀液腔（203），在中间电镀液腔（203）的上下两端分别设有上安装口（201）和下安装口（202），所述聚焦透镜（17）和平面镜（21）安装在上安装口（201）内，喷嘴（25）安装在下安装口（202）上。

4.如权利要求3所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：所述上安装口（201）的内腔为台阶孔结构，在上安装口（201）的台阶面上设有垫圈（22），所述平面镜（21）置于垫圈（22）的内孔中，在平面镜（21）上方设有垫块（34），所述聚焦透镜（17）置于垫块（34）上，聚焦透镜底座（18）螺纹连接在上安装口（201）处。

5.如权利要求3所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：所述电镀液束喷射系统（35）包括电镀液槽（2）、过滤器（3）、输液泵（4）、球阀（5）、液压表（6）、出液管（7）和喷嘴（25），所述出液管（7）的一端伸入电镀液槽（2）内，另一端与中间电镀液腔（203）相连通，过滤器（3）、输液泵（4）、球阀（5）和液压表（6）依次连接在出液管（7）上。

6.如权利要求5所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：所述工作台（15）上固定连接有工作箱（27）和电源（10），在工作箱（27）内固定有夹具（28），电源（10）的负极与夹具（28）相连，电源（10）的正极与喷嘴（25）相连，在工作箱（27）的底部连接有回液管（30），回液管（30）与电镀液槽（2）相连通。

7.如权利要求5所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接装置，其特征在于：所述绝缘压板（12）的材料为有机玻璃；电镀液束为铜盐或镍盐溶液；激光器（9）为Nd:YAG激光器。

8.一种异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接方法，其特征在于：异种金属材料对接形成坡口状接缝，电镀液束与激光束同轴射向接缝坡口处，激光束在接缝坡口处形成中间金属镀层；中间金属镀层填满坡口后，提高激光束的功率并利用激光束进行激光焊接。

9.如权利要求8所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接方法，其特征在于：所述激光束通过Nd:YAG激光器射出，在形成中间金属镀层时，Nd:YAG激光器的功率为3-25W；利用激光束进行激光焊接时，Nd:YAG激光器的功率为500-1500W。

10.如权利要求8所述的异种金属材料喷射电镀与激光复合的焊接方法，其特征在于：所述电镀液束为铜盐或镍盐溶液，浓度为16-20%。