CN204818440U - 一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置，属于机械技术领域。包括焊缝正面高温区气体保护装置，工件定位夹紧装置和焊缝背面气体保护装置；焊缝背面气体保护装置包括底座、活动盖板和金属衬板，工件定位夹紧装置包括左压块和右压块，焊缝正面高温区气体保护装置包括拖罩。本实用新型具有焊缝正面高温区气体保护装置和背面保护装置，使钛合金激光焊接时焊缝高温区与空气隔离，可极大地提高焊缝成形质量，简化焊接工艺，提高焊接效率。本实用新型结构简单，使用方便，保护效果好，焊接效率高，焊缝性能良好。

Description

一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置，属于机械技术领域。

背景技术

钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、综合性能优越等特点，使其在航空航天、化学机械、医药工程以及休闲行业得到广泛应用。在常温下，钛及钛合金是比较稳定的。但在焊接过程中，液态熔滴和熔池金属具有强烈吸收氢、氧、氮的作用，而且在固态下，这些气体已与其发生作用。随着温度的升高，钛及钛合金吸收氢、氧、氮的能力也随之明显上升，大约在250℃左右开始吸收氢，从400℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，这些气体被吸收后，将会直接引起焊接接头脆化，是影响焊接质量的极为重要的因素。因而，对于全焊透型的激光焊接工艺，对焊缝正面、背面同时提供效果良好的惰性气体保护是非常重要的方面。而现有的大量气体保护装置，仅靠调节焊枪的气体保护流量增加惰性气体覆盖范围，这在一定程度上能够将焊缝融合区与空气隔离，但随着焊接的进行，焊枪向前移动，温度高于250℃的焊缝热影响区脱离了惰性气体的保护范围，再加上焊缝背面缺乏相应的气体保护装置，使得最终焊缝质量受到严重影响，性能急剧下降。如专利103464897A中的气体保护装置只有正面保护部分，缺乏焊缝背面的有效保护，专利102873457A中的气体保护装置则只有焊缝背面的保护，对焊枪走过的焊缝高温热影响区无法起到保护作用。

因此，开发出一种结构简单，成本低，三面保护效果良好的焊接工装显得十分必要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置，具有焊缝正面高温区气体保护装置和背面保护装置，解决了现有技术中只有正面保护部分，缺乏焊缝背面的有效保护，及只有焊缝背面的保护，对焊枪走过的焊缝高温热影响区无法起到保护作用的问题。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置，该装置包括焊缝正面高温区气体保护装置1，工件定位夹紧装置2和焊缝背面气体保护装置3；

所述焊缝背面气体保护装置3包括底座31、活动盖板32和金属衬板33，其中：底座31一侧设有底座进气口311，另一侧设有活动盖板32，底座31上端面设有金属衬板33，金属衬板33上设有沿其中心均匀排布的导气孔331，导气孔331与底座31的腔体相通；

所述工件定位夹紧装置2包括左压块21和右压块22，其中：左压块21和右压块22固定于底座31上方并分布于金属衬板33的两侧，左压块21和右压块22相对一侧的侧壁上均设有滑轨；

所述焊缝正面高温区气体保护装置1包括拖罩11；所述拖罩11顶端设有拖罩进气口111；拖罩11位于左压块21和右压块22的滑轨上。

优选地，所述拖罩11，为五面体金属拖罩。

优选地，所述拖罩11，内部设有金属网112。

优选地，所述金属网112，网格间隙1mm。

所述拖罩11，设有套孔，通过套孔与焊枪喷嘴套接。

优选地，所述左压块21和右压块22，尺寸相同，通过六方螺钉固定于底座31上端面。

优选地，所述金属衬板33，位于底座31上端面中间。

优选地，所述导气孔331，内部设有金属网。优选地，所述金属网，网格间隙1mm。

所述导气孔331，排布走向与焊缝一致，位于焊缝下方。

本实用新型具有以下特征：

1.本实用新型顶部为五面体金属拖罩11，拖罩11顶部中间设有供惰性气体进入的拖罩进气口111，拖罩11内设置金属网112，经过金属网112均布的惰性气体向下扩散至焊缝正面高温热影响区，保护其不与空气中其它杂质元素反应。拖罩11下为工件定位夹紧装置2，可将待焊工件固定在底座31上。底座31中有惰性气体管道底座进气口311，惰性气体可从底座中心的底座进气口311通入，沿底座上方金属衬板33中的导气孔331流出至焊缝背面，对熔透型焊缝背面进行保护，进一步保证焊缝质量。

2.本实用新型底座31设有若干螺钉孔，通过六方螺钉将左、右压块固定在底座31上。底座31中心设有供惰性保护气体进入的底座进气口311，底座31上嵌有形状合适的金属衬板33，金属衬板33上设置有多个保护气的导气孔331，导气孔331沿金属衬板33中心分布，走向与焊缝一致并位于焊缝下方，将工件对接放置在金属衬板33上，压紧压块，并从进气口通入足量惰性气体以进行激光焊接。底座31尾部为一块活动盖板32，可根据焊缝长度需要推至气体通道的任意位置。压块上部设有正面保护金属拖罩11，拖罩11顶部设置惰性气体进气口，焊接时拖罩11位于焊缝正上方，与焊枪喷嘴套接，可在压块轨道内移动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型具有焊缝正面高温区气体保护装置和背面保护装置，使钛合金激光焊接时焊缝高温区与空气隔离，可极大地提高焊缝成形质量，简化焊接工艺，提高焊接效率。本实用新型结构简单，使用方便，保护效果好，焊接效率高，焊缝性能良好。本实用新型可以广泛应用于机械、汽车、船舶、航空航天行业内钛合金板材激光对接焊领域。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构图；

图2为本实用新型的二维剖面图；

(1，焊缝正面高温区气体保护装置；11，拖罩；111，拖罩进气口；112，金属网；2，工件定位夹紧装置；21，左压块；22，右压块；3，焊缝背面气体保护装置；31，底座；311，底座进气孔；32，活动盖板；33，金属衬板；331，导气孔)。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

结合图1-2说明本实施方式，本实施方式的一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置，该装置包括焊缝正面高温区气体保护装置1，工件定位夹紧装置2和焊缝背面气体保护装置3；

焊缝背面气体保护装置3包括底座31、活动盖板32和金属衬板33，其中：底座31一侧设有底座进气口311，另一侧设有活动盖板32，底座31上端面设有金属衬板33，金属衬板33上设有沿其中心均匀排布的导气孔331，导气孔331与底座31的腔体相通；

工件定位夹紧装置2包括左压块21和右压块22，其中：左压块21和右压块22固定于底座31上方并分布于金属衬板33的两侧，左压块21和右压块22相对一侧的侧壁上均设有滑轨；

焊缝正面高温区气体保护装置1包括拖罩11；所述拖罩11顶端设有拖罩进气口111；拖罩11位于左压块21和右压块22的滑轨上。

拖罩11，为五面体金属拖罩。

拖罩11内部中间设有与拖罩11底面平行的金属网112，网格间隙1mm。

拖罩11，设有套孔，通过套孔与焊枪喷嘴套接。

左压块21和右压块22，尺寸相同，通过六方螺钉固定于底座31上端面。

金属衬板33，位于底座31上端面中间。

导气孔331，内部设有金属网，网格间隙1mm。导气孔331，排布走向与焊缝一致，位于焊缝下方。

本实用新型底座31上表面设有若干螺钉孔，与放置在其上的左、右压块通过六方螺钉固定。底座31中心开有惰性保护气体的底座进气口311，惰性气体可从底座中心的底座进气口311通入，焊接前将足量惰性气体充入底座管道内。底座31尾部为一活动盖板32，可根据工件长度调至任意位置，灵活适用不同长度的焊缝，节约惰性气体资源。底座31上嵌有形状合适的金属衬板33，金属衬板上设置有多个保护气导气孔331，导气孔331沿衬板中心分布，走向与焊缝一致并位于焊缝下方。每个导气孔331内设有金属网，使惰性气体经金属网后分散均匀并吹向焊缝背面。将工件对接放置在底座的金属衬板33上，压紧压块，紧固在焊缝背面气体保护装置上方，并从进气口通入足量惰性气体以进行激光焊接。惰性气体沿底座上方金属衬板33中的导气孔331流出至焊缝背面，对熔透型焊缝背面进行保护，进一步保证焊缝质量。

压块上部设有正面保护金属拖罩11，为五面体金属拖罩，拖罩11下为工件定位夹紧装置2，可将待焊工件固定在底座31上。拖罩11顶部中间设有惰性气体进气口拖罩进气孔111，拖罩11内设置金属网112，网格间隙小于φ1mm。惰性气体由进气口向下扩散，金属网可将拖罩内惰性气体均匀散布并向下流出。经过金属网112均布的惰性气体向下扩散至焊缝正面高温热影响区，保护其不与空气中其它杂质元素反应。焊接时拖罩11位于焊缝正上方，拖罩11上有套孔与焊枪喷嘴套接，可在压块轨道内与焊枪一起移动。拖罩11长度可根据高温热影响区温度降至200℃以下所需时间与焊接速度等参数综合考虑得到。

至此，连同焊枪喷嘴提供的保护焊接熔池的惰性气体，分焊接熔池、高温热影响区、焊缝背面三部分在焊接高温区进行全方位的焊缝保护，能够十分有效的隔绝空气，保护效果良好。在焊接结束焊缝温度低于100℃后可停止通入惰性气体。结构简单，使用方便，效果显著。

以上所述仅为本实用新型示意性具体实施方案，并非用以限制本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种钛合金精密成形件激光焊接气体保护装置，其特征在于，包括焊缝正面高温区气体保护装置(1)，工件定位夹紧装置(2)和焊缝背面气体保护装置(3)；

所述焊缝背面气体保护装置(3)包括底座(31)、活动盖板(32)和金属衬板(33)，其中：底座(31)一侧设有底座进气口(311)，另一侧设有活动盖板(32)，底座(31)上端面设有金属衬板(33)，金属衬板(33)上设有沿其中心均匀排布的导气孔(331)，导气孔(331)与底座(31)的腔体相通；

所述工件定位夹紧装置(2)包括左压块(21)和右压块(22)，其中：左压块(21)和右压块(22)固定于底座(31)上方并分布于金属衬板(33)的两侧，左压块(21)和右压块(22)相对一侧的侧壁上均设有滑轨；

所述焊缝正面高温区气体保护装置(1)包括拖罩(11)；所述拖罩(11)顶端设有拖罩进气口(111)；拖罩(11)位于左压块(21)和右压块(22)的滑轨上。

2.权利要求1所述装置，其特征在于，所述拖罩(11)，为五面体金属拖罩。

3.权利要求1所述装置，其特征在于，所述拖罩(11)，内部设有金属网(112)。

4.权利要求3所述装置，其特征在于，所述金属网(112)，网格间隙1mm。

5.权利要求1所述装置，其特征在于，所述拖罩(11)，设有套孔，通过套孔与焊枪喷嘴套接。

6.权利要求1所述装置，其特征在于，所述左压块(21)和右压块(22)，尺寸相同，通过六方螺钉固定于底座(31)上端面。

7.权利要求1所述装置，其特征在于，所述金属衬板(33)，位于底座(31)上端面中间。

8.权利要求1所述装置，其特征在于，所述导气孔(331)，内部设有金属网。

9.权利要求8所述装置，其特征在于，所述金属网，网格间隙1mm。

10.权利要求1所述装置，其特征在于，所述导气孔(331)，排布走向与焊缝一致，位于焊缝下方。