[实用新型]一种激光焊接保护气装置

说明书

本实用新型公开了一种激光焊接保护气装置，包括气刀组件、连接支架、气腔、气腔气管接头、耐高温喷嘴、气体匀化滤板和气流导向板；气刀组件安装在连接支架的上方，气腔上方无缝安装在连接支架下方，气体匀化滤板位于气腔下方且与气腔内壁过盈配合，气腔气管接安装在气腔外侧壁上；耐高温喷嘴上端与气腔顶壁中部的通孔过盈配合；连接支架正对耐高温喷嘴上端的位置具有通孔，耐高温喷嘴下端与气体匀化滤板中部的通孔过盈配合；气流导向板位于气体匀化滤板下方。激光穿过耐高温喷嘴中空的通道为焊接工件进行焊接，同时保护气体从气腔气管接头进入气腔后穿过气体匀化滤板为焊缝提供大范围保护气氛围。本实用新型能驱散激光通道内的光致等离子体。

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接保护气装置。

背景技术

激光焊接是以高能量激光束作为热源，辐射加热到材料表面，通过热传导使材料熔化并连接的一种焊接方法。由于激光焊接具有高精度、高效率、热影响区小、变形小等优点，因此具有良好的发展前景。随着激光技术和数控技术的不断发展，目前激光焊接已经成为工业板材焊接领域一种先进加工方法。

在航空航天和医疗等应用中使用的高性能材料钛合金、铝合金、不锈钢等金属合金材料在激光焊接过程中，为避免高温焊缝接触到空气受到氧化，造成焊缝的力学性能变差，另外在焊接过程会产生的危险气体与颗粒物质对人体伤害极大。一般需要对焊缝高温区进行惰性气体保护。

目前的激光焊接保护气装置主要分为三大类:同轴吹气装置、旁轴吹气装置、真空或保护气环境装置。旁轴吹气装置以及真空或保护气环境装置的使用受焊缝形式与工件尺寸限制，同轴吹气装置的应用最为广泛。随着工业机器人应用的发展，激光焊接与工业机器人组合使用的场景越来越多，工业机器人激光焊接多为高功率激光焊接，焊接保护气装置对高功率激光焊接的重要性愈发明显，但是现有的吹气装置往往很难达到理想的焊缝保护效果。

现在有的激光同轴吹气保护气装置的主要有两种方案：

一种是同轴喷嘴保护气装置，采用同轴喷嘴提供焊接保护气，保护气体在与激光通道同轴的流道导引下，汇聚于激光焊接点。(参见专利授权公告号 CN206811309U)

另一种是同轴气罩式保护气装置，其以同轴喷嘴和环形气罩为核心组件。位于中心的同轴喷嘴对工件上的激光焊接点提供焊接保护气，位于外围的环形气罩产生气体屏蔽区域保护仍处在高温的焊缝。(参见专利授权公告号 CN105772942A)

但是上面的两种方案具有如下缺点：

同轴喷嘴保护气装置主要存在以下问题：(1)保护气体覆盖范围比较小，在激光高功率高速焊接时，焊缝在仍处在高温时即失去气体保护，焊接效果比较差。(2)焊接保护气流紊乱会影响焊缝成形。

同轴气罩式保护气装置主要存在以下问题：(1)环形气罩上的气体匀化滤板临近焊缝，激光焊接产生的飞溅物在较短时间内就会堵塞其中的微小流道，导致环形气罩失效。(2)同轴气嘴的向上气流使高功率激光汇聚过程中产生的光致等离子体沿气流方向上流窜，严重时会烧损激光焊接头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供了一种激光焊接保护气装置，其吹气保护范围大，可以得到优异的焊接效果；利用压差使气体驱散激光通道内的光致等离子体，可防止焊接过程中的飞溅物堵塞气体匀化滤板，并且可以防止光致等离子体及飞溅物随向上气流损坏激光焊接头，有利于激光能量传递到工件表面，提高焊接速度。