CN104493361A - 用于激光焊接的密封装置 - Google Patents

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Abstract

用于激光焊接的密封装置，它涉及一种密封结构，以解决现有激光焊接用透光玻璃无法完成结构件的多位置连续激光焊接及抽真空和充氩气过程中不能承压的问题，它包括真空室和固装透光玻璃板的安装框，它还包括气缸固定座、密封盖板、N个气缸、N个滑阀和N个顶杆；真空室的上壁的中部嵌装有固装透光玻璃板的安装框，气缸固定座上沿其周向均布安装有N个气缸，N个气缸的驱动杆的端部固装在密封盖板上，固装透光玻璃板的安装框的边缘均布设置有N个滑阀，每个滑阀包括阀杆、阀体和密封圈，阀杆上固装有密封圈，阀杆竖向滑动安装在阀体内，密封圈与阀体的内腔贴合。本发明用于激光焊接。

Description

用于激光焊接的密封装置
技术领域
本发明涉及一种密封结构，具体涉及一种激光焊接用的密封装置。
背景技术
对化学活性很强的金属，如铍、锆等进行焊接时，为避免焊接气氛中水氧对焊缝成形及耐腐蚀性能的不利影响，须采用密封舱来控制焊接气氛，以达到良好的保护效果。常规用于激光焊接的真空室由于内外的压力差过大对于透光玻璃板的性能及尺寸要求十分严格，透光玻璃尺寸小虽可以解决承压问题，但是无法完成结构件的多位置连续激光焊接。而透光玻璃尺寸大有可能造成在抽真空过程中承压过大而发生破坏。因此，装配大尺寸透光玻璃的密封舱需设计压力保护装置来解决抽真空过程中玻璃的承压问题。
发明内容
本发明是为解决现有激光焊接用透光玻璃无法完成结构件的多位置连续激光焊接及抽真空和充氩气过程中不能承压的问题，进而提供一种用于激光焊接的密封装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的用于激光焊接的密封装置包括真空室和固装透光玻璃板的安装框，其特征在于：它还包括气缸固定座、密封盖板、N个气缸、N个滑阀和N个顶杆，其中N为偶数；
真空室的上壁的中部嵌装有固装透光玻璃板的安装框，气缸固定座上沿其周向均布安装有N个气缸，N个气缸的驱动杆的端部固装在密封盖板上，气缸的驱动杆的驱动方向向下并与密封盖板的板面垂直，固装透光玻璃板的安装框的边缘均布设置有N个滑阀，每个滑阀包括阀杆、阀体和密封圈，阀体嵌装在固装透光玻璃板的安装框上，阀杆上固装有密封圈，阀杆竖向滑动安装在阀体内，密封圈与阀体的内腔贴合，密封盖板上固装有N个顶杆，滑阀和顶杆一一对应设置，密封盖板压紧滑阀，密封盖板与透光玻璃板之间构成封闭室，阀体的侧壁加工有与封闭室连通的水平通道，真空室的上壁加工有与真空室连通的竖向通道，竖向通道与阀杆同轴设置。
本发明的有益效果是：本发明的气缸、密封盖板和滑阀共同构成玻璃保护结构，所述玻璃保护结构采用气缸驱动，多点压紧，保证密封效果，并采用位置开关检测压紧到位，密闭室与真空室之间通过滑阀实现连通或关闭，滑阀采用均匀排布方式，使压力分布均匀，以保证密封效果。滑阀杆上设计密封圈与阀体的壁面完全贴合，实现密封。在焊接准备阶段，密封盖板在气缸带动下，向下压在玻璃安装框上，这样在密封盖板和透光玻璃板之间就形成了一个封闭室，在密封盖板下压时，密封盖板上的顶杆将玻璃安装框上的滑阀压下，打开滑阀，使上述封闭室与真空室导通。其中水平通道和竖向通道起导通流道，抽真空及充入惰性气体过程时，玻璃上下表面所承受的压差相等，保护玻璃不会发生破损。准备阶段完成，激光透过透光玻璃板进入真空室完成焊接过程。本发明有效解决了激光焊接中用大尺寸透光玻璃在抽真空和充惰性气体过程中的承压问题，本发明可用于极活泼金属构件的全位置连续激光舱外焊接。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是密封盖板压合在滑阀上的连接结构示意图，图3是图2中K处放大结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图3说明，本实施方式的用于激光焊接的密封装置包括真空室1和固装透光玻璃板的安装框2，其特征在于：它还包括气缸固定座6、密封盖板4、N个气缸3、N个滑阀5和N个顶杆7，其中N为偶数；
真空室1的上壁的中部嵌装有固装透光玻璃板的安装框2，气缸固定座6上沿其周向均布安装有N个气缸3，N个气缸3的驱动杆的端部固装在密封盖板4上，气缸3的驱动杆的驱动方向向下并与密封盖板4的板面垂直，固装透光玻璃板的安装框2的边缘均布设置有N个滑阀5，每个滑阀5包括阀杆5-1、阀体5-2和密封圈5-3，阀体5-2嵌装在固装透光玻璃板的安装框2上，阀杆5-1上固装有密封圈5-3，阀杆5-1竖向滑动安装在阀体5-2内，密封圈5-3与阀体5-2的内腔贴合，密封盖板4上固装有N个顶杆7，滑阀5和顶杆7一一对应设置，密封盖板4压紧滑阀5，密封盖板4与透光玻璃板2-1之间构成封闭室8，阀体5-2的侧壁加工有与封闭室8连通的水平通道8-1，真空室1的上壁加工有与真空室1连通的竖向通道1-1，竖向通道1-1与阀杆5-1同轴设置。
本实施方式的密封装置基于真空室建立，激光焊接头在舱外进行焊接。
真空室的上壁采用透明玻璃板的工作窗口，激光透过透光玻璃板进入真空室内完成焊接。焊接准备阶段包括抽真空阶段以及充入惰性气体阶段对透光玻璃板进行压力保护。
所述真空室极限真空度为50Pa，工作真空度为4000Pa，所需抽真空时间为2-3min。
所述透光玻璃板采用密封垫圈进行密封。
激光器可采用光纤激光器、半导体激光器或CO2激光器。密封盖板通过密封胶圈9与玻璃安装框密封。
本实施方式的阀杆的顶端与密封圈之间为减缩的杆段，有利于水平通道和竖向通道的空气导通。
具体实施方式二：结合图1说明，本实施方式所述气缸3的数量为4个。如此设置，使用方便，多点压紧，保证密封效果。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明，本实施方式的透光玻璃板2-1为长方体石英透光玻璃板，透光玻璃板2-1的长度为355mm，宽度为335mm，高度为20mm。如此设置，透光玻璃板牢靠稳定结实。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式的透光玻璃板2-1的平面度为100mm，平行度为0.01mm。如此设置，有利于激光焊接，保证构件焊接质量。其它与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1说明，本实施方式的每个所述气缸3为双作用气缸。如此设置，气缸控制方便可靠，使用便捷。其它与具体实施方式四相同。
工作过程
焊接准备阶段包括抽真空阶段以及充入惰性气体阶段，
首先进行抽真空阶段，
参照图2和图3，初始时，滑阀5原位置设置，阀杆5-1上的密封圈5-3顶靠在水平通道8-1上，真空室1密闭，密封盖板4在气缸3的带动下，向下压在玻璃安装框上，在密封盖板4和透光玻璃板2之间形成一个封闭室。在密封盖板4下压时，密封盖板4上的顶杆7将阀杆5-1压下，打开滑阀，使密封盖板4与透光玻璃板2-1之间的封闭室8与真空室1导通。之后在真空泵的作用下，对真空室系统进行抽真空，在进行抽真空过程中，大尺寸密封玻璃板不受到压力作用。
当真空室真空度低于40mbar后，以60L/min流量向真空室内充入惰性气体。
对真空室内充入惰性气体，充入惰性气体要求内部压强略大于外界大气压，达到要求后，抬起密封盖板，在内外压力差以及弹簧的作用下，滑阀回复到原位置，滑阀杆上设计密封圈与阀的壁面完全贴合，实现密封。这样，由于密封舱内充有惰性气体，使得大尺寸密封玻璃板的内外压强差相等，保护玻璃板不会破损。
完成准备阶段后，进行激光焊接过程。

Claims (5)

1.一种用于激光焊接的密封装置，它包括真空室(1)和固装透光玻璃板的安装框(2)，其特征在于：它还包括气缸固定座(6)、密封盖板(4)、N个气缸(3)、N个滑阀(5)和N个顶杆(7)，其中N为偶数；
真空室(1)的上壁的中部嵌装有固装透光玻璃板的安装框(2)，气缸固定座(6)上沿其周向均布安装有N个气缸(3)，N个气缸(3)的驱动杆的端部固装在密封盖板(4)上，气缸(3)的驱动杆的驱动方向向下并与密封盖板(4)的板面垂直，固装透光玻璃板的安装框(2)的边缘均布设置有N个滑阀(5)，每个滑阀(5)包括阀杆(5-1)、阀体(5-2)和密封圈(5-3)，阀体(5-2)嵌装在固装透光玻璃板的安装框(2)上，阀杆(5-1)上固装有密封圈(5-3)，阀杆(5-1)竖向滑动安装在阀体(5-2)内，密封圈(5-3)与阀体(5-2)的内腔贴合，密封盖板(4)上固装有N个顶杆(7)，滑阀(5)和顶杆(7)一一对应设置，密封盖板(4)压紧滑阀(5)，密封盖板(4)与透光玻璃板(2-1)之间构成封闭室(8)，阀体(5-2)的侧壁加工有与封闭室(8)连通的水平通道(8-1)，真空室(1)的上壁加工有与真空室(1)连通的竖向通道(1-1)，竖向通道(1-1)与阀杆(5-1)同轴设置。
2.根据权利要求1所述的用于激光焊接的密封装置，其特征在于：所述气缸(3)的数量为4个。
3.根据权利要求1或2所述的用于激光焊接的密封装置，其特征在于：透光玻璃板(2-1)为长方体石英透光玻璃板，透光玻璃板(2-1)的长度为355mm，宽度为335mm，高度为20mm。
4.根据权利要求3所述的用于激光焊接的密封装置，其特征在于：透光玻璃板(2-1)的平面度为100mm，平行度为0.01mm。
5.根据权利要求4所述的用于激光焊接的密封装置，其特征在于：每个所述气缸(3)为双作用气缸。
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