CN103394806B - 激光焊接方法及溢流保护装置 - Google Patents

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一种激光焊接方法及溢流保护装置。其中激光焊接方法包括焊接路径的一边或两边安装溢流保护装置；溢流保护装置上设置有溢流通道和至少一个溢流孔，溢流通道和溢流孔连通；溢流通道内通保护气体，保护气体从溢流孔溢出。溢流保护装置设置有溢流通道和至少一个溢流孔；溢流通道设置在溢流保护装置的内部，溢流孔连通溢流通道和外部空间。上述激光焊接方法，沿焊接路径溢流出的保护气体，保护焊过的焊缝不被氧化，保证了焊缝的光滑，无需焊后抛光，提高了加工效率。上述溢流保护装置，设置在焊接路径上，可用于保护焊过的焊缝不被氧化，保证了焊缝的光滑，无需焊后抛光，提高了加工效率。

Description

激光焊接方法及溢流保护装置
技术领域
本发明涉及焊接技术的领域，特别是涉及一种激光焊接方法及溢流保护装置。
背景技术
激光焊接是应用高能脉冲激光来实现焊接。激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，使工件熔化，形成特定的熔池。
激光焊接是一种新型的焊接方式，激光焊接主要针对薄壁材料、精密零件的焊接，可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等，具有高的深宽比，焊缝宽度小，热影响区小，变形小，焊接速度快等优点，具有良好的发展前景。
但是，普通激光加工，由于焊缝表面不均匀、不光滑，需要在焊后打磨抛光，工序比较繁琐，亟待改进。
发明内容
基于此，有必要针对焊缝表面不均匀的问题，提供一种激光焊接方法及溢流保护装置。
一种激光焊接方法，焊接路径的一边或两边安装溢流保护装置；
所述溢流保护装置上设置有溢流通道和至少一个溢流孔，所述溢流通道和所述溢流孔连通；
所述溢流通道内通保护气体，保护气体从溢流孔溢出。
在其中一个实施例中，所述溢流通道的保护气体的流量为30L/min至50L/min。
在其中一个实施例中，焊接过程中，功率密度为5.0×104W/cm2至3.0×105W/cm2。
在其中一个实施例中，焊接过程中，焊接光斑为大光斑或双焦点分光光斑；光斑直径大于焊缝宽度。
在其中一个实施例中，焊接过程中，与激光同轴直吹保护气体。
在其中一个实施例中，所述同轴直吹保护气体的流量为30L/min至50L/min。
一种溢流保护装置，所述溢流保护装置设置有溢流通道和至少一个溢流孔；所述溢流通道设置在所述溢流保护装置的内部，所述溢流孔连通所述溢流通道和外部空间。
在其中一个实施例中，所述溢流保护装置为条形板状，所述多个溢流孔设置在所述溢流保护装置相对较窄的一侧面上。
在其中一个实施例中，所述多个溢流孔成直线状均匀分布。
在其中一个实施例中，所述溢流孔为圆形孔或方形孔。
在其中一个实施例中，所述溢流孔连通外部空间处的开口面积为大于1mm2，且相邻两溢流孔之间的距离为1mm至5mm。
在其中一个实施例中，所述溢流保护装置还设置有一进气孔，所述进气孔位于所述溢流通道的端部。
上述激光焊接方法，沿焊接路径溢流出的保护气体，保护焊过的焊缝不被氧化，保证了焊缝的光滑，无需焊后抛光，提高了加工效率。
上述溢流保护装置，设置在焊接路径上，可用于保护焊过的焊缝不被氧化，保证了焊缝的光滑，无需焊后抛光，提高了加工效率。
附图说明
图1为一实施例中激光焊接方法的示意图；
图2为一实施例中溢流保护装置的主视图；
图3为图2所示溢流保护装置的俯视图；
图4为图3所示溢流保护装置的A-A剖视图；
图5为图2所示溢流保护装置的左视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对激光焊接方法及溢流保护装置进行更全面的描述。附图中给出了激光焊接方法及溢流保护装置的首选实施例。但是，激光焊接方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对激光焊接方法及溢流保护装置的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在激光焊接方法及溢流保护装置的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示的激光焊接方法，包括如下步骤：
S110，调整加工件的位置，确定焊接路径。
S120，选择工艺参数。
本实施例中，焊接不锈钢板，功率密度为5.0×104W/cm2至3.0×105W/cm2。
在此参数范围内，金属熔化，在金属表面张力的作用下，焊缝表面光滑，可实现平滑过渡。功率密度太小会使焊接过程不稳定，太大会形成小孔效应，焊缝会塌陷，不能形成圆滑过渡。
较佳地，功率密度为5.0×104W/cm2至2.0×105W/cm2。更佳地，8.0×104W/cm2至1.0×105W/cm2。
焊接过程中，焊接光斑可以是大光斑或双焦点分光光斑。光斑直径大于焊缝宽度。光斑直径要足够能覆盖整个焊缝。
一实施例采用大光斑，光斑直径为0.4mm至0.8mm。焊接速度为30mm/s至60mm/s。
另一实施例采用双焦点分光，激光在焊接过程中同时出光，在准直镜片下加分光镜片，波长相同。两光斑的间距为0.2mm至0.8mm。光斑直径为0.4mm至0.8mm。如果两光斑的间距过大或光斑直径太小都会在焊接过程中无法形成一个熔池，不能形成一条焊缝。焊接速度为30mm/s至60mm/s。
S130，焊接路径的一边或两边安装溢流保护装置100，通入保护气体。
溢流保护装置100可参见图2至图5，溢流保护装置100上设置有溢流通道110和至少一个溢流孔120，溢流通道110和溢流孔120连通。溢流通道110内通入保护气体，保护气体从溢流孔120溢出，从而保护已经焊过的焊缝不被氧化。两边设置溢流保护装置100的效果更佳。
溢流孔120可以是一个长条形的大孔，也可以是多个较小的溢流孔120。多个溢流孔120的作用是使保护气体可以均匀的溢出。溢流孔120连通外部空间处的开口面积为大于1mm2，过小会影响气体溢出。且相邻两溢流孔120之间的距离为1mm至5mm。溢流孔120之间的距离过大，会导致保护气体间断，不能覆盖全部的焊接路径。溢流孔120可以是圆形孔、方形孔，或其他形状的孔。
溢流通道110的保护气体的较佳流量范围是30L/min至50L/min。在5L/min至150L/min的流量范围也可实现。保护气体的流量不宜过小，过小无法保证保护气体覆盖全部的焊接路径。保护气体的流量也不宜过大，气流过大不仅浪费资源，而且会可能造成紊流，使保护气体中掺入空气，同时，也可能因气流冲击造成焊缝变形。
保护气体可以是氩气、氮气或其他不易氧化的气体。
S140，进行焊接，同时与激光同轴直吹保护气体。
焊接过程中，与激光同轴直吹保护气体，保护气体的流量为30L/min至50L/min。作用是吹散等离子体，保护气体同轴保护焊缝不被氧化。
本实施例的激光焊接方法可选用常规激光器。较佳地，可选用光纤泵浦连续激光器或碟片泵浦光纤连续激光器，该类型激光器光电转换效率可以达到30％左右，而普通灯泵YAG激光器只能达到3％左右。该类型激光器转换效率高，成本低。YAG，是钇铝石榴石的简称，化学式为Y3Al5O12。采用连续激光器不会产生鱼鳞状的波纹，效果更佳。
本实施例的激光焊接方法可应用在厨具行业、外饰构件等领域，尤其是应用在抽油烟机面板上。
如图2至图5所示，一实施方式的溢流保护装置100，用于上述激光焊接方法，设置在焊接路径的一边或两边。溢流保护装置100设置有溢流通道110和至少一个溢流孔120。溢流通道110设置在溢流保护装置100的内部，溢流孔120连通溢流通道110和外部空间。
溢流通道110内通入保护气体，保护气体从溢流孔120溢出，从而保护已经焊过的焊缝不被氧化。
溢流孔120可以是一个长条形的大孔，也可以是多个较小的溢流孔120。多个溢流孔120的作用是使保护气体可以均匀的溢出。溢流孔120连通外部空间处的开口面积为大于1mm2，过小会影响气体溢出。且相邻两溢流孔120之间的距离为1mm至5mm。溢流孔120之间的距离过大，会导致保护气体间断，不能覆盖全部的焊接路径。溢流孔120可以是圆形孔、方形孔，或其他形状的孔。
如图2所示，本实施例溢流孔120连通外部空间处的开口尺寸为5mm*3mm。相邻两溢流孔120之间的距离为3mm。
溢流保护装置100为条形板状，多个溢流孔120设置在溢流保护装置100相对较窄的一侧面上。多个溢流孔120成直线状均匀分布。
在其中一个实施例中，溢流保护装置100还设置有一进气孔130，进气孔130位于溢流通道110的端部。进气孔130与通入保护气体的管道连通。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种激光焊接方法，其特征在于，焊接路径的一边或两边安装溢流保护装置；
所述溢流保护装置上设置有溢流通道和多个溢流孔，所述溢流通道和所述溢流孔连通；
所述溢流通道内通保护气体，保护气体从溢流孔溢出；所述溢流孔呈靠近用于溢出的一端渐宽状；
所述溢流保护装置为条形板状，所述多个溢流孔设置在所述溢流保护装置相对较窄的一侧面上；所述多个溢流孔成直线状均匀分布；所述溢流孔连通外部空间处的开口尺寸为5mm*3mm，且相邻两溢流孔之间的距离为3mm。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述溢流通道的保护气体的流量为30L/min至50L/min。
3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，焊接过程中，激光功率密度为5.0×104W/cm2至3.0×105W/cm2。
4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，焊接过程中，焊接光斑为大光斑或双焦点分光光斑；光斑直径大于焊缝宽度。
5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，焊接过程中，与激光同轴直吹保护气体。
6.根据权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于，所述同轴直吹保护气体的流量为30L/min至50L/min。
7.一种溢流保护装置，其特征在于，所述溢流保护装置设置有溢流通道和多个溢流孔；所述溢流通道设置在所述溢流保护装置的内部，所述溢流孔连通所述溢流通道和外部空间；所述溢流孔呈靠近用于溢出的一端渐宽状；
所述溢流保护装置为条形板状，所述多个溢流孔设置在所述溢流保护装置相对较窄的一侧面上；所述多个溢流孔成直线状均匀分布；所述溢流孔连通外部空间处的开口尺寸为5mm*3mm，且相邻两溢流孔之间的距离为3mm。
8.根据权利要求7所述的溢流保护装置，其特征在于，所述溢流孔为圆形孔或方形孔。
9.根据权利要求7所述的溢流保护装置，其特征在于，所述溢流保护装置还设置有一进气孔，所述进气孔位于所述溢流通道的端部。
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