[发明专利]一种真空环境摆动激光焊接方法及系统

权利要求书

1.一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部位表面进行打磨、酸洗或激光清洗焊前处理；

S200：将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接平台上设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐，通过适合焊件结构、尺寸的工装夹具固定；

S300：根据实际情况可将激光头置于真空舱内或置于真空舱外，将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点，通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；

S400：关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态平衡调节至指定真空度环境条件；

S500：根据实际焊接需求设置相应的焊接工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊接过程中激光能量分布进行优化调控；

S600：完成焊接过程后保持舱内压强一段时间防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定，然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门取出焊件。

2.根据权利要求1所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S300中，所述摆动激光光斑形状为激光摆动行走路径，由激光头内部振镜摆动实现，所述摆动光斑形状一般为直线、圆形、8字形、∞形、方形或三角形中的一种或几种，特殊图形可利用编程控制激光头内部振镜摆动实现。

3.根据权利要求1所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S500中，所述焊接工艺参数包括：焊接速度在0.1～6m/min、焊接功率为1～50kW、离焦量为-30～0mm。

4.根据权利要求3所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S500中，所述摆动幅度为0.4～10mm，通过控制激光头内部振镜在X、Y轴的协同高速运动实现。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S200中，所述成型槽采用散热性能良好的金属或者非金属柔性基板材质制作而成；

所述成型槽的宽度为1～10mm，深度为1～5mm。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S200中，所述焊缝间隙的最大值不得超过2mm。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S400中，所述真空度在0.01～1000Pa之间。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S500中，焊接采用高功率激光器，最大功率不小于10000W。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S100中，所述工件的最大厚度由激光器功率上限决定，不超过200mm。

10.一种真空环境摆动激光焊接系统，其特征在于，包括：

焊前处理机构，用于将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部位表面进行打磨、酸洗或激光清洗；

焊接工装，用于将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接平台上设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐装夹固定；

摆动激光路径规划机构，用于根据实际情况可将激光头置于真空舱内或置于真空舱外，将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点，通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；

真空环境处理机构，用于关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态平衡调节至指定真空度环境条件；

激光摆动焊接参数控制模块，用于根据实际焊接需求设置相应的焊接工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊接过程中激光能量分布进行优化调控直至完成焊接；

真空激光摆动焊接机构，用于完成焊接过程后保持舱内压强一段时间防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定，然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门取出焊件。