CN105290613A - 防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的一种防止激光焊缝产生气孔的真空焊接方法，针对该方法设计了防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，包括激光器、焊接室、聚焦头、真空泵；所述激光器和真空泵均位于所述焊接室外，所述聚焦头的一端通过激光传导线揽与激光器连接，所述聚焦头的另一端***焊接室内；所述焊接室的一侧设有预抽真空室，所述焊接室的另一侧设有焊后取样室，所述焊接室与所述预抽真空室和所述焊后取样室均连通；所述预抽真空室、所述焊接室和所述焊后取样室分别与所述真空泵连通。本发明能避免激光焊缝凝固时形成气孔，且工艺简单、操作方便。

Description

防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置和方法
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，具体地指一种防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置和方法。
背景技术
激光焊由于具有焊接热影响区小、焊件变形少、无需电极及焊料等优点，广泛用于汽车构件生产中。
但是，激光焊冷却速度快，焊缝没有保护措施，熔池金属凝固时容易产生气孔。本领域技术人员分析发现，其主要原因是大气中的氮气卷入焊缝熔池时，如果冷速较慢，气体可上浮溢出到大气中，而激光焊冷却速度较快，熔池中的氮气及其它气体往往来不及浮出而被凝固在焊缝中形成气孔。
气孔属于一种焊接缺陷，钢板在冲压时，气孔部位常常成为钢板开裂的断裂源，使钢板因断裂无法使用而报废。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种结构紧凑、工艺简单、操作方便的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置和方法。
为实现上述目的，本发明所设计的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，包括激光器、焊接室、聚焦头、真空泵；所述激光器和真空泵均位于所述焊接室外，所述聚焦头的一端通过激光传导线揽与激光器连接，所述聚焦头的另一端***焊接室内；所述焊接室的一侧设有预抽真空室，所述焊接室的另一侧设有焊后取样室，所述焊接室与所述预抽真空室和所述焊后取样室均连通；所述预抽真空室、所述焊接室和所述焊后取样室分别与所述真空泵连通。
进一步地，所述预抽真空室上设有第一舱门，所述预抽真空室与所述焊接室之间设有第一阀门；所述焊后取样室上设有第二舱门，所述焊后取样室与所述焊接室之间设有第二阀门。
进一步地，所述焊接室由高强透明玻璃围成；所述预抽真空室、所述焊接室和所述焊后取样室的底部设有工作台行走轨道。
更进一步地，所述预抽真空室、所述焊接室和所述焊后取样室分别通过管道与所述真空泵连通，所述管道上设有控制阀门，所述真空泵上设有压力表。
本发明利用上述装置的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接方法，包括如下操作步骤：
步骤1：关闭第二舱门、第一阀门和第二阀门，启动真空泵对焊接室和焊后取样室进行预抽真空；
步骤2：将待焊试样放入所述预抽真空室内的焊接工作台上，关闭第一舱门，启动真空泵抽真空后，打开第一阀门，将焊接工作台移动至焊接室，并关闭第一阀门；
步骤3：启动激光器，将激光经聚焦头聚焦后对准焊缝进行焊接，焊接完毕后，关闭激光器；
步骤4：打开第二阀门，将焊接工作台移动至焊后取样室，关闭第二阀门，打开第二舱门，取出焊接完成的试样，并关闭第二舱门。
进一步地，所述步骤2中，将所述焊接工作台沿工作台行走轨道移动至所述焊接室；所述步骤4中，将所述焊接工作台沿工作台行走轨道移动至所述焊后取样室。
更进一步地，所述真空泵通过压力表监测室内真空状态，所述真空泵停止工作后，关闭管道上的控制阀门。
本发明的有益效果在于：本发明将焊接置于真空环境中进行，避免空气与焊缝接触，焊缝凝固时不会有氮气等气体的卷入，同时焊接时产生的少量气体会因真空环境下的低气压而迅速溢出，避免了焊缝因冷却快速而形成气孔，从而达到防止焊缝产生气体的目的；本发明在焊接室两侧分别设有预留真空室和焊后取样室作为过渡室，进样与取样时仅关闭焊接室的两侧的阀门，则可保持焊接室一直处于真空状态，减少抽真空时间；焊接处于接近真空状态下进行，焊缝熔池不易被氧化，焊缝质量较好；焊接室由高强透明玻璃围成，可以实时观察并调节激光焊接部位。
附图说明
图1为一种防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置的结构示意图；
图2为图1的俯视结构示意图；
图中：激光器1、焊接室2、聚焦头3、管道4、待焊试样5、预抽真空室6、焊接工作台7、焊缝8、工作台行走轨道9、焊后取样室10、真空泵11、第一舱门12、第二舱门13、第一阀门14、第二阀门15、控制阀门16、压力表17。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2中所示的一种防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，包括激光器1、焊接室2、聚焦头3、真空泵11；所述激光器1和真空泵11均位于所述焊接室2外，所述聚焦头3的一端通过激光传导线揽与激光器1连接，所述聚焦头3的另一端***焊接室2内；所述焊接室2的一侧设有预抽真空室6，所述焊接室2的另一侧设有焊后取样室10，所述焊接室2与所述预抽真空室6和所述焊后取样室10均连通；所述预抽真空室6、所述焊接室2和所述焊后取样室10分别与所述真空泵11连通。所述真空泵11对整个装置抽真空，使整个装置内处于一种接近真空的环境，待焊试样5在真空下焊接，避免空气与焊缝8接触，焊缝凝固时不会有氮气等气体的卷入，同时焊接时产生的少量气体会因真空环境下的低气压而迅速溢出，避免了焊缝8因冷却快速而形成气孔。
上述技术方案中，所述预抽真空室6上设有第一舱门12，所述预抽真空室6与所述焊接室2之间设有第一阀门14；所述焊后取样室10上设有第二舱门13，所述焊后取样室10与所述焊接室2之间设有第二阀门15。抽真空焊接时，在舱门和阀门共同操作下，在进样和取样时焊接室2均能处于真空的状态。
上述技术方案中，所述焊接室2由高强透明玻璃围成，可以实时观察并调节激光焊接部位；所述预抽真空室6、所述焊接室2和所述焊后取样室10的底部设有工作台行走轨道9，焊接工作台7在工作台行走轨道9的操控下，可方便在预抽真空室6、焊接室2与焊后取样室10中来回移动。
上述技术方案中，所述预抽真空室6、所述焊接室2和所述焊后取样室10分别通过管道4与所述真空泵11连通，所述管道4上设有控制阀门16，所述真空泵11上设有压力表17。在所述真空泵11停止工作时，关闭控制阀门16，可防止空气从真空泵11中进入焊接室2中；所述压力表17可监测真空泵11中压力以观察各个室内真空状态。
利用上述装置的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接方法，包括如下操作步骤：
步骤1：关闭第二舱门13、第一阀门14和第二阀门15，启动真空泵11对焊接室2和焊后取样室10进行预抽真空，可以减少焊接时抽真空时间；
步骤2：将待焊试样5放入预抽真空室6内的焊接工作台7上，关闭第一舱门12，启动真空泵11对预抽真空室6抽真空后，打开第一阀门14，使预抽真空室6与焊接室2气压相等，将焊接工作台7移动至焊接室2，并关闭第一阀门14，此时关闭第一阀门14，能保证在下次预抽真空室6打开第一舱门12进样时焊接室2仍处于真空状态；
步骤3：启动激光器1，将激光经聚焦头3聚焦后对准焊缝8进行焊接，焊接完毕后，关闭激光器1；
步骤4：打开第二阀门15，使焊接室2与焊后取样室10气压相等，将焊接工作台7移动至焊后取样室10，关闭第二阀门15，此时关闭第二阀门15，能保证在焊后取样室10打开第二舱门13取样时焊接室2仍处于真空状态；打开第二舱门13，取出焊接完成的试样。
上述技术方案中，所述步骤2中，将所述焊接工作台7在外部操控下沿工作台行走轨道9移动至所述焊接室2；所述步骤4中，将所述焊接工作台7在外部操控下沿工作台行走轨道9移动至所述焊后取样室10。
上述技术方案中，所述真空泵11通过压力表17监测室内真空状态，所述真空泵11停止工作后，关闭管道4上的控制阀门16。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干更改和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，其特征在于：包括激光器(1)、焊接室(2)、聚焦头(3)、真空泵(11)；所述激光器(1)和真空泵(11)均位于所述焊接室(2)外，所述聚焦头(3)的一端通过激光传导线缆与激光器(1)连接，所述聚焦头(3)的另一端***焊接室(2)内；所述焊接室(2)的一侧设有预抽真空室(6)，所述焊接室(2)的另一侧设有焊后取样室(10)，所述焊接室(2)与所述预抽真空室(6)和所述焊后取样室(10)均连通；所述预抽真空室(6)、所述焊接室(2)和所述焊后取样室(10)分别与所述真空泵(11)连通。
2.根据权利要求1所述的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，其特征在于：所述预抽真空室(6)上设有第一舱门(12)，所述预抽真空室(6)与所述焊接室(2)之间设有第一阀门(14)；所述焊后取样室(10)上设有第二舱门(13)，所述焊后取样室(10)与所述焊接室(2)之间设有第二阀门(15)。
3.根据权利要求2所述的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，其特征在于：所述焊接室(2)由高强透明玻璃围成；所述预抽真空室(6)、所述焊接室(2)和所述焊后取样室(10)的底部设有工作台行走轨道(9)。
4.根据权利要求3所述的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接装置，其特征在于：所述预抽真空室(6)、所述焊接室(2)和所述焊后取样室(10)分别通过管道(4)与所述真空泵(11)连通，所述管道(4)上设有控制阀门(16)，所述真空泵(11)上设有压力表(17)。
5.一种防止激光焊缝产生气孔的真空焊接方法，其特征在于：该方法采用权利要求4所述的装置，包括如下操作步骤：
步骤1：关闭第二舱门(13)、第一阀门(14)和第二阀门(15)，启动真空泵(11)对焊接室(2)和焊后取样室(10)进行预抽真空；
步骤2：将待焊试样(5)放入所述预抽真空室(6)内的焊接工作台(7)上，关闭第一舱门(12)，启动真空泵(11)抽真空后，打开第一阀门(14)，将焊接工作台(7)移动至焊接室(2)，并关闭第一阀门(14)；
步骤3：启动激光器(1)，将激光经聚焦头(3)聚焦后对准焊缝(8)进行焊接，焊接完毕后，关闭激光器(1)；
步骤4：打开第二阀门(15)，将焊接工作台(7)移动至焊后取样室(10)，关闭第二阀门(15)，打开第二舱门(13)，取出焊接完成的试样，并关闭第二舱门(13)。
6.根据权利要求5所述的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接方法，其特征在于：所述步骤2中，将所述焊接工作台(7)沿工作台行走轨道(9)移动至所述焊接室(2)；所述步骤4中，将所述焊接工作台(7)沿工作台行走轨道(9)移动至所述焊后取样室(10)。
7.根据权利要求5所述的防止激光焊缝产生气孔的真空焊接方法，其特征在于：所述真空泵(11)通过压力表(17)监测室内真空状态，所述真空泵(11)停止工作后，关闭管道(4)上的控制阀门(16)。
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