一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，包括正面气保装置与背面气保装置；所述正面气保装置包括导气管组，导气管组包括用于吹入熔池的导气管和用于吹向焊接区域的导气管；用于吹入熔池的导气管，其朝向焊缝的一端设有U型缺口，避免导气管与激光束的接触；背面气保装置包括设置在工装基座上的吹气腔，吹气腔上设有背面气保进气口，吹气腔上表面设有与吹气腔长度方向相同的条形凹槽，凹槽内设有与吹气腔内部连通的若干背面气保出气孔；若干背面气保出气孔呈排状均匀分布在凹槽内，焊接工作时，焊缝位于位于凹槽上；工装基座上还设有用于压住待焊接件的工件压板。基座上还设有用于压住待焊接件的工件压板。基座上还设有用于压住待焊接件的工件压板。

A gas protection device for laser wire filling welding of titanium alloy

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置


[0001]本技术涉及激光焊接吹气保护
，具体涉及一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置。

技术介绍

[0002]钛合金因其有许多独特的优良性能，如抗拉强度高，高低温性能好，耐腐蚀及高的比强度和比刚度，在航空航天、医疗、汽车、军事、石油化工、核工业等领域得到了广泛应用。随着钛合金的广泛应用，其焊接问题也变得日益突出。钛合金在高温下易吸收空气中的氮、氢、氧等气体，这些气体将与钛合金反应形成脆性相，严重影响焊接接头的质量。
[0003]激光自熔焊具有焊接速度快、热影响区小、焊缝成形美观等优点，但自熔焊容易导致焊缝表面咬边、不饱满等缺陷，并且对毛坯和夹具装配精度的要求较高。而激光填丝焊技术不但可以解决上述问题，而且通过填入不同材质的焊丝也可以改善焊缝的组织成分，提高接头性能。
[0004]通常情况下，激光填丝焊接技术因焊丝的填入，其热输入量相较于自熔焊要大，焊接速度较慢。钛合金的热传导率低、散热慢，需要进行气体保护的焊缝正面与背面热影响区范围较大。通常使用的单管吹气装置保护效果差，而拖罩气保装置又笨拙，因此需要设计结构简单，安装使用方便的焊接气体保护装置。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，可以实现对焊缝正面与背部的有效气体保护，从而获得成形美观，力学性能良好的钛合金激光焊接接头。
[0006]本技术为解决上诉问题所提供的技术方案为：
[0007]一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，包括正面气保装置与背面气保装置；
[0008]所述正面气保装置包括导气管组，导气管组包括用于吹入熔池的导气管和用于吹向焊接区域的导气管；用于吹入熔池的导气管，其朝向焊缝的一端设有U型缺口，避免导气管与激光束的接触；
[0009]背面气保装置包括设置在工装基座上的吹气腔，吹气腔上设有背面气保进气口，吹气腔上表面设有与吹气腔长度方向相同的条形凹槽，凹槽内设有与吹气腔内部连通的若干背面气保出气孔；若干背面气保出气孔呈排状均匀分布在凹槽内，焊接工作时，焊缝位于位于凹槽上；
[0010]工装基座上还设有用于压住待焊接件的工件压板。
[0011]作为一种优选技术方案，用于吹向焊接区域的导气管用于进气的一端弯曲，为弯导气管。
[0012]作为一种优选技术方案，用于吹向焊接区域的导气管至少有三根，且相邻两个弯导气管弯曲反相相反。
[0013]作为一种优选技术方案，构成导气管组的导气管并排紧贴，导气管与激光束呈大于45
º
倾斜夹角。
[0014]作为一种优选技术方案，若干背面气保出气孔有两排，分别位于焊缝两侧。
[0015]作为一种优选技术方案，导气管组的夹持装置包括可拆卸连接的第一夹板和第二夹板，第一夹板和第二夹板相对的面上设有与导气管组形状匹配的凹槽。
[0016]作为一种优选技术方案，吹气腔上表面与工装基座上表面齐平。
[0017]作为一种优选技术方案，导气管进气口处设有筛气滤网。
[0018]作为一种优选技术方案，夹持装置上设有凸出的连接块，用于正面气保装置连接固定至激光器。
[0019]作为一种优选技术方案，吹气腔为紫铜制备而成的吹气腔；工装基座上设有压板，压板压住待焊接件，工装压板压住压板，压板为铜压板。
[0020]本技术具有以下有益效果：
[0021]导气管组中，吹入熔池的导气管为紫铜制管，所开U型缺口可避免铜管与激光束的接触，其余四根吹向焊接区域的导气管为铝合金制管。所述四根铝制导气管入气口呈交替弯曲分布，便于有效地接通导气接头。
[0022]所述导气管设有筛气滤网，为100目铜网，防止气体紊流，使保护气体均匀地吹入焊缝区域。
[0023]所述铜压板与紫铜制作的吹气腔分别紧贴于焊缝正面与背面两侧，紫铜良好的导热性能可以有效地冷却焊缝，避免焊缝氧化以及焊件变形。
[0024]优选的，所述吹气腔上表面所开较浅凹槽，与紧贴吹气腔上表面的待焊钛板形成狭小的喷气区域，能使整个焊缝区域始终处于气体保护氛围内，以及有效地控制保护气流量的大小。
[0025]本技术的正面与背面气保装置皆通入高纯度氩气进行气体保护，能有效地满足钛合金激光填丝焊接时熔池以及焊缝的长距离气体保护，获得成形美观且力学性能良好的焊接接头。
附图说明
[0026]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0027]图1为本技术中，气体保护装置整体示意图；
[0028]图2为本技术中，正面气保导气管组组装图；
[0029]图3为本技术中，背面气保装置示意图；
[0030]图4为本技术中，吹气方腔示意图。
[0031]其中，附图标记如下所示：
[0032]110、背面气保装置，120、送丝枪，130、激光束，140、正面气保装置，150、焊缝，160、铜压板，170、工件压板，180、焊丝，190、待焊钛板，111、工装基座，112、T型槽，113、吹气方腔，114、方腔槽，115、背面气保进气口，116、凹槽，117、背面气保出气孔，118、螺钉，119、连接片，141、U型缺口，142、第二夹板，143、直通孔，144、第一夹板，145、螺纹孔，146、直导气
管，147、弯导气管，148、连接块，149、固定螺栓。
具体实施方式
[0033]一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，包括正面气保装置140与背面气保装置110。正面气保装置140与背面气保装置110皆与氩气供给装置连通。
[0034]如图1和图2所示，所述正面气保装置140包括导气管组，导气管组为一根直导气管和四根弯导气管紧贴固定组成。
[0035]所述导气管组呈倾斜姿态并排分布，其与激光束130呈大于45
º
倾斜夹角，靠近激光束的前端第一根吹入熔池的直导气管146下部开有U型缺口141，其余四根弯导气管147入气口（导气管上部）皆弯曲一定角度，且相邻两个弯导气管147弯曲反相相反，以便于更好地接入保护气体，上述直导气管和弯导气管入气口部分塞有100目的筛气滤网，保证焊缝熔池及焊缝150上表面吹入稳定的保护气流。
[0036]本实施例中，直导气管为紫铜制管，所开U型缺口可避免铜管与激光束的接触。弯导气管为铝合金制管。
[0037]所述导气管组的夹持装置由可拆卸式的第一夹板和第二夹板组成，所述两块夹板中部区域皆为用于与导气管组匹配从而便于与导气管组紧贴的依次连接的半圆弧形凹陷区结构。第一夹板144两端开有螺纹孔145，第二夹板142两端与第一夹板上螺纹孔位置对应的区域开有直通孔143，夹紧所述导气管时，使用四根固定螺栓149从直通孔143一端螺旋紧固至螺纹孔145，且所述第二夹板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，其特征在于，包括正面气保装置与背面气保装置；所述正面气保装置包括导气管组，导气管组包括用于吹入熔池的导气管和用于吹向焊接区域的导气管；用于吹入熔池的导气管，其朝向焊缝的一端设有U型缺口，避免导气管与激光束的接触；背面气保装置包括设置在工装基座上的吹气腔，吹气腔上设有背面气保进气口，吹气腔上表面设有与吹气腔长度方向相同的条形凹槽，凹槽内设有与吹气腔内部连通的若干背面气保出气孔；若干背面气保出气孔呈排状均匀分布在凹槽内，焊接工作时，焊缝位于位于凹槽上；工装基座上还设有用于压住待焊接件的工件压板。2.根据权利要求1所述的一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，其特征在于，用于吹向焊接区域的导气管用于进气的一端弯曲，为弯导气管。3.根据权利要求2所述的一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，其特征在于，用于吹向焊接区域的导气管至少有三根，且相邻两个弯导气管弯曲方相相反。4.根据权利要求1~3任一项所述的一种钛合金激光填丝焊接气体保护装置，其特征在于，构成导气管组的导气管并排紧贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：张元敏，王善林，陈玉华，戴忠奎，尹立孟，余刚，倪佳明，郝石磊，方乃文，张体明，谢吉林，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：新型
国别省市：