本发明专利技术涉及激光材料加工技术领域，具体涉及一种半封闭式局部低真空激光焊接装置，包括：局部低真空舱体，包括依次设置的一级真空室和二级真空室、以及三级真空室，一级真空室的底部设有待焊板材；动密封结构，设于一级真空室的底部，一级动密封模块用于连接一级真空室和待焊板材；机械泵，与一级真空室和二级真空室连通；激光焊接机构，对应局部低真空舱体设置，激光焊接机构用于焊接待焊板材。该半封闭式局部低真空激光焊接装置结合了激光焊接与电子束焊接的双重优势，同时将“真空环境”与“半封闭式焊接”结合起来形成局部真空结构，实现厚板材料深熔优质焊接的同时，摆脱了真空舱室对构件尺寸的限制。室对构件尺寸的限制。室对构件尺寸的限制。
【技术实现步骤摘要】
一种半封闭式局部低真空激光焊接装置、焊接方法
[0001]本专利技术涉及激光材料加工
，具体涉及一种半封闭式局部低真空激光焊接装置、焊接方法。
技术介绍
[0002]随着航空航天、海洋工程重大装备厚壁构件的使用指标和技术指标的不断提高，对结构件的连接方式也提出了更高的要求。目前厚板材料焊接还普遍采用弧焊、电子束焊接方法，弧焊进行多层多道焊接的焊速慢、效率低、热输入量高、接头残余应力和变形较大，而真空电子束焊接是比较理想的焊接方法，能够单道完成百毫米级焊接熔深而获得优质焊缝。但这类厚壁构件的外形尺寸普遍较大，构建庞大的真空室在经济性及适用性角度均存在较大问题，应用领域受到了很大的限制。目前迫切需要一种高效、节能、优质的焊接方法，实现大型构件制造水平的升级换代。
[0003]激光焊接技术作为21世纪的绿色制造技术已经被广泛应用。随着焊接厚度、质量、效率等要求的提高，传统激光焊接技术也正经历革新与发展。传统激光焊接技术最大的问题在于超高功率激光条件下，产生的等离子体/金属蒸气团体会对入射激光产生强烈的吸收、散射、反射等损耗效应，易形成多种焊接缺陷，如飞溅、气孔、缩孔、表面塌陷等，难以将超高功率激光在实际工程中应用。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的超高功率激光条件下，产生的等离子体/金属蒸气团体会对入射激光产生强烈的吸收、散射、反射等损耗效应，易形成多种焊接缺陷，如飞溅、气孔、缩孔、表面塌陷等的问题，从而提供一种半封闭式局部低真空激光焊接装置、焊接方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种半封闭式局部低真空激光焊接装置，包括：局部低真空舱体，包括依次设置的一级真空室和二级真空室、以及三级真空室，所述一级真空室的底部设有待焊板材；动密封结构，设于所述一级真空室的底部，所述一级动密封模块用于连接所述一级真空室和待焊板材；机械泵，与所述一级真空室和二级真空室连通；激光焊接机构，对应所述局部低真空舱体设置，所述激光焊接机构用于焊接所述待焊板材。
[0006]进一步地，所述动密封结构包括：基座，设于所述一级真空室的底部，且在所述基座上套设有密封件；固定板，设于所述基座上，且与所述密封件的一侧抵接；固定环，套设于所述基座上，与所述密封件的另一侧抵接，所述固定环和固定板用于限制所述密封件的移动位置。
[0007]进一步地，所述密封件包括：双层密封圈，设于所述基座上；固定块，位于所述双层密封圈之间，所述固定块用于支撑所述双层密封圈。
[0008]进一步地，所述动密封结构还包括多个支撑件，多个所述支撑架沿所述基座的底
部间隔设置。
[0009]进一步地，还包括：一级沉积板，设于所述一级真空室和二级真空室之间，且在所述一级沉积板上设有一级沉积孔；二级沉积板，设于所述二级真空室和三级真空室之间，且在所述二级沉积板上设有二级沉积孔。
[0010]进一步地，所述一级沉积孔和二级沉积孔的一端直径大于另一端直径。
[0011]进一步地，所述一级真空室上设有抽气接口，所述机械泵通过抽气管道与所述抽气接口连通。
[0012]进一步地，所述三级真空室还包括：透镜，所述激光焊接机构对应所述透镜设置；吸气口和吹气口，设于所述三级真空室的两侧，所述吸气口通过所述抽气管道与所述机械泵连通，所述吹气口与氩气气源连接。
[0013]进一步地，所述激光焊接机构包括激光器和传输光纤、以及激光加工头，所述传输光纤用于连接所述激光器和激光加工头，所述激光加工头与所述透镜对应设置。
[0014]本专利技术还提供了一种所述的半封闭式局部低真空激光焊接装置的焊接方法，包括：开启机械泵，对局部低真空舱体进行抽真空，直至环境压力维持到所需达到的工作压力实现动平衡；开启激光焊接机构，输出激光从局部低真空舱体的顶部依次穿过三级真空室、二级真空室、一级真空室后作用在待焊板材上形成焊缝。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]1.本专利技术提供的半封闭式局部低真空激光焊接装置，包括：局部低真空舱体，包括依次设置的一级真空室和二级真空室、以及三级真空室，所述一级真空室的底部设有待焊板材；动密封结构，设于所述一级真空室的底部，所述一级动密封模块用于连接所述一级真空室和待焊板材；机械泵，与所述一级真空室和二级真空室连通；激光焊接机构，对应所述局部低真空舱体设置，所述激光焊接机构用于焊接所述待焊板材。
[0017]通过机械泵的设置，从而实现了机械泵与局部低真空舱体的连接，即可以实现一级真空室和二级真空室、以及三级真空室处于真空环境。同时，由于以及真空室的底部设置动密封结构，该动密封结构实现了一级真空室和待焊板材之间的连接；由于待焊板材在实际焊接过程中，需要通过运动机构进行移动，因此，可以利用激光焊接结构对待焊板材进行焊接，从而实现了局部低真空舱体处于半封闭式焊接。
[0018]该半封闭式局部低真空激光焊接装置结合了激光焊接与电子束焊接的双重优势，同时将“真空环境”与“半封闭式焊接”结合起来形成局部真空结构，实现厚板材料深熔优质焊接的同时，摆脱了真空舱室对构件尺寸的限制；
[0019]该半封闭式局部低真空激光焊接装置的结构简单，可操作性强，价格低廉，部件损坏后可以及时更换，低成本实现了大尺寸厚壁构件的优质焊接。
[0020]将激光焊接环境由大气变为真空气氛，发现真空环境下激光焊接可以获得类似于电子束焊接的优质焊缝，并且真空激光的焊接环境需要达到的真空度远低于电子束焊接，焊接过程也不会存在射线辐射，这使得只在焊接位置部分区域内形成局部低真空环境完成激光焊接成为可能，利用焊接区域上方形成局部真空环境抑制等离子体/金属蒸气团体，降低焊接缺陷改善焊接质量，同时摆脱了真空舱空间对焊接工件尺寸的限制，因此半封闭式局部真空激光焊接装备及焊接方法的探索具备重要的理论意义和实用价值。
[0021]由于激光本身作为一种清洁能源，应用在焊接领域有着较高的能源利用率，且焊
接污染小，不会像电弧焊接那样产生较多的污染性烟尘，也不会像真空电子束焊接那样产生X射线辐射，同时由于焊接过程是在半封闭式负压舱内进行，焊接产生的金属蒸气等一部分附着在负压舱内表面，一部分被抽气装置收集起来，不会扩散在空气中对环境造成污染和对焊接人员健康造成损害。
[0022]2.本专利技术提供的半封闭式局部低真空激光焊接装置，所述动密封结构包括：基座，设于所述一级真空室的底部，且在所述基座上套设有密封件；固定板，设于所述基座上，且与所述密封件的一侧抵接；固定环，套设于所述基座上，与所述密封件的另一侧抵接，所述固定环和固定板用于限制所述密封件的移动位置。通过将基座上设置在以及真空室的底部，即为密封件的设置提供了安装位置，同时，在基座上，密封件的两侧设有固定板固定环，固定环套设在基座的外壁上，即设置在密封件的外壁上，从外向内支撑密封件；固定板设置在密封件的内壁上，从内向外支撑密封件，使得固定环和固定板从密封件的两侧支撑密封件，防止密封件在待焊板材远动本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半封闭式局部低真空激光焊接装置，其特征在于，包括：局部低真空舱体(1)，包括依次设置的一级真空室(11)和二级真空室(12)、以及三级真空室(13)，所述一级真空室(11)的底部设有待焊板材(2)；动密封结构(3)，设于所述一级真空室(11)的底部，所述一级动密封模块用于连接所述一级真空室(11)和待焊板材(2)；机械泵(4)，与所述一级真空室(11)和二级真空室(12)连通；激光焊接机构(5)，对应所述局部低真空舱体(1)设置，所述激光焊接机构(5)用于焊接所述待焊板材(2)。2.根据权利要求1所述的半封闭式局部低真空激光焊接装置，其特征在于，所述动密封结构(3)包括：基座(31)，设于所述一级真空室(11)的底部，且在所述基座(31)上套设有密封件(32)；固定板(33)，设于所述基座(31)上，且与所述密封件(32)的一侧抵接；固定环(34)，套设于所述基座(31)上，与所述密封件(32)的另一侧抵接，所述固定环(34)和固定板(33)用于限制所述密封件(32)的移动位置。3.根据权利要求2所述的半封闭式局部低真空激光焊接装置，其特征在于，所述密封件(32)包括：双层密封圈(321)，设于所述基座(31)上；固定块(322)，位于所述双层密封圈(321)之间，所述固定块(322)用于支撑所述双层密封圈(321)。4.根据权利要求2或3所述的半封闭式局部低真空激光焊接装置，其特征在于，所述动密封结构(3)还包括多个支撑件(35)，多个所述支撑架沿所述基座(31)的底部间隔设置。5.根据权利要求4所述的半封闭式局部低真空激光焊接装置，其特征在于，还包括：一级沉积板(6)，设于所述一级真空室(11)和二级真空室(12)之间，且在所述一级沉积板(6)上设有一级沉积孔(61)；...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹吉鹏，黄瑞生，陈健，滕彬，武鹏博，聂鑫，梁晓梅，曹浩，方乃文，
申请(专利权)人：中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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