[发明专利]一种用于连续激光焊接的气体保护装置及方法

说明书

本发明属于激光焊接技术领域，具体提供了一种用于连续激光焊接的气体保护装置及方法，通过调节气刀块的位置和姿态以使得气刀块出气口对准焊缝处，具体地，控制激光焊接处高压空气横向吹气模块出射高压空气用于横吹焊缝处以吹走焊接处的飞溅物；控制激光焊接处混合保护气模块出射高压混合气以保护焊缝熔池；控制焊缝后部高温区保护气模块出射惰性气体以保护焊缝防止被氧化；控制气刀冷却模块对气刀块进行冷却；控制抽吸气模块对焊缝处进行抽吸。正确的吹气和保护会有效保护焊缝熔池减少甚至避免被氧化；有效减小焊接过程中产生的飞溅；促使焊缝熔池凝固时均匀铺展，使得焊缝成型均匀美观；有效减小金属蒸汽羽辉或者等离子云对激光的屏蔽作用。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，具体涉及一种用于连续激光焊接的气体保护装置及方法。

背景技术

激光焊接是通过光学系统将激光束聚焦在很小的区域内，在极短的时间内使被焊处形成一个能量高度集中的热源区，从而使被焊物熔化并重新结晶形成牢固的焊点和焊缝，在激光焊接的过程中，焊接工件表面吸收大量的热量而迅速融化并进一步汽化，在焊接工件上方形成羽辉，羽辉在激光光束的入射路径上，对激光进行吸收和散射，从而影响焊接质量和焊接熔深，吸收能量后的羽辉易产生等离子体，等离子体形成后又会吸收和折射激光，对激光光束产生屏蔽效应，进而再一次影响焊接熔深，同时激光焊接如果没有保护有效的保护措施和方法，焊接处气体或保护气体很容易以气泡形式进入熔池而被残留在焊缝，形成气孔，另外在激光焊接过程中极易产生飞溅物，飞溅物会污染激光焊接头的保护镜片，从而影响焊接质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低的用于连续激光焊接的气体保护装置及方法，以解决上述技术问题。

为此，本发明提供了一种用于连续激光焊接的气体保护装置，包括抽吸气模块、气刀冷却模块及气刀保护模块，所述气刀保护模块包括气刀块，所述气刀块包含激光焊接处高压空气横向吹气模块、激光焊接处混合保护气模块及焊缝后部高温区保护气模块；

所述抽吸气模块用于将激光焊接过程中产出的烟雾以及飞溅及时抽吸干净，所述激光焊接处混合保护气模块用于保护焊缝熔池，所述焊缝后部高温区保护气模块用于保护焊缝防止被氧化，所述激光焊接处高压空气横向吹气模块用于横吹焊缝处以吹走焊接处的飞溅物，并同时减小金属蒸汽羽辉或等离子云对激光的屏蔽作用，所述气刀冷却模块用于冷却所述气刀块。

优选地，所述抽吸气模块包括抽风模块固定块、抽风模块Z轴调整块、抽风模块X轴调整块、抽风模块旋转轴夹紧块及抽风筒；

所述抽风筒通过所述抽风模块固定块与焊接头固定连接，所述抽风模块Z轴调整块与所述抽风模块固定块固定连接实现Z轴移动，所述抽风模块X轴调整块与所述抽风模块Z轴调整块固定连接实现X轴方向移动，所述抽风模块旋转轴夹紧块与所述抽风模块X轴调整块固定连接实现Y轴方向旋转调节。

优选地，所述抽风模块Z轴调整块、抽风模块X轴调整块及抽风模块旋转轴夹紧块依次通过腰形孔固定连接。

优选地，所述气刀保护模块包括用于驱动所述气刀块姿态调节的三轴云台，焊缝位于所述气刀块的吹气轨迹内。

优选地，所述三轴云台采用丝杆驱动结构，所述三轴云台的移动精度为0.1mm，旋转精度为1°。

优选地，所述激光焊接处高压空气横向吹气模块用于向焊缝处吹空气，所述空气的工作压力不低于0.5MPA，并通过气管连接到气刀块的空气进口处。

优选地，所述激光焊接处混合保护气模块用于将氮气与氩气进行混合，该混合气的工作压力不低于0.5MPA，工作流量为20L/Min。

优选地，所述氮气与氩气分别通过气管连接到气刀块的两路混合气进口处，该两路混合气通道在气刀块的前部分是各自独立的，且该两路独立的氮气与氩气在出口处前方10mm距离处同时进入气刀块的混合气保护腔内汇合成一体。