CN108857055A - 一种用于激光焊接的气体雾化保护装置和保护方法 - Google Patents

一种用于激光焊接的气体雾化保护装置和保护方法 Download PDF

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孙建平
袁姣
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Abstract

本发明提供了一种用于激光焊接的气体雾化保护装置和保护方法，保护装置包括正面保护装置和背面保护装置，正面保护装置由两路雾化管组成，背面保护装置上开有背面保护槽，使用该保护装置进行焊接时，两路保护氩气经过二次雾化后汇合在一起同时吹拂至零件表面，完成激光焊接的正面保护。背面气由铜网进行雾化后吹拂至零件表面，完成激光焊接的背面保护。

Description

一种用于激光焊接的气体雾化保护装置和保护方法
技术领域
本发明涉及激光焊接加工领域，特别是一种用于激光焊接的气体雾化保护装置，对焊缝进行防氧化保护的装置。
背景技术
不锈钢、钛合金等材料的激光焊接是在大气氛围中进行的，焊接时，由于材料亲和力较强，如果不采取完善的保护措施，空气中的氧气、氢气及杂质会进入熔池内部，极易对焊缝造成氧化，或者发生合金元素的烧损，对焊缝造成缩孔、夹渣等缺陷，造成焊缝金属的力学性能和耐腐蚀性能下降。
目前现有的保护技术多为正、反面，通直管路气体保护，具有三个难以忽视的缺点。
1)、直接吹到焊接表面的气流会吹开、吹散焊缝熔池，影响焊缝的成型；
2)、气流覆盖面较小，无法对焊后区、热影响区及其他区域进行有效保护；
3)、覆盖融化区域的同轴气流与正面气流流向、大小没有区分，容易形成紊流，无法对焊缝提供有效的保护。一定情况下，紊流造成的烟尘会环绕熔核区域无法散开，影响激光的射入，从而极大的影响了焊接热输入的稳定性。
如何解决激光焊时，正面和背面保护气体的逐层雾化，并且完整的覆盖全部焊接区域，成为我们彻底解决激光焊接相关问题的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在激光焊接过程中，对零件正、背面保护气能够实现多层雾化，进而对零件焊接进行有效保护的装置和方法。
一种用于激光焊接的气体雾化保护装置，包括正面保护装置和背面保护装置，正面保护装置由同轴保护壳、同轴雾化管、正面保护壳、正面雾化管、铜网、第一送气管、第二送气管和夹持管焊接而成，同轴雾化管安装在同轴保护壳内并与第一送气管连接相通，正面雾化管安装在正面保护壳内并与第二送气管连接相通，同轴保护壳与正面保护壳氩气出口处汇合在一起，铜网焊接在出口汇合处底部，夹持装置设置在第一送气管和第二送气管中部，使两路送气管平行且稳固连接；背面保护装置包括进气嘴、底板、紫铜垫板、背面铜网，底板上开有背面保护槽，紫铜垫板设置在槽口两边，背面铜网镶嵌在背面保护槽内，进气嘴设置在紫铜垫板下方，槽口侧面。
使用该保护装置进行保护的方法，包括如下步骤：
1在焊接时，将氩气分别通入第一送气管和第二送气管。
2第一送气管将氩气输送至同轴保护壳内部，经带孔同轴雾化管第一次雾化后送至保护装置底部出口。
3第二送气管将氩气输送至正面保护壳内部，经正面雾化管第一次雾化后送至保护装置底部出口。
4两路经过第一次雾化后的氩气的在保护装置底部经过铜网进行第二次雾化后同时吹拂至零件表面，完成激光焊接的正面保护。
5氩气由进气嘴输入至背面保护槽内，由铜网进行雾化后吹拂至零件表面，完成激光焊接的背面保护。
本发明的有益效果在于：1)同轴气流与正面气流分为两路，大小可调。同轴气流较大，为主；正面气流较小，为辅，焊接时，再不会产生影响激光射入的紊流。2)同轴气流与正面气体分别经过多层雾化，吹到焊缝表面的气体变得“广而柔”，一方面在焊接时对焊缝形成了尽可能大的覆盖，另一方面也避免了保护气吹开、吹散焊缝熔池。
附图说明
图1气体保护装置焊接保护示意图；
图2正面装置结构示意图；
图3正面装置雾化示意图；
图4背面保护装置示意图；
图5背面保护装置剖视图
图中编号说明：1同轴保护壳、2同轴雾化管、3正面保护壳、4正面雾化管、5铜网、6第一送气管、7第二送气管、8夹持装置、9进气嘴、10底板、11紫铜垫板、12背面铜网、13背面保护槽、14激光光束
具体实施方式
如图1所示一种用于激光焊接的气体雾化保护装置，包括正面保护装置和背面保护装置。
如图2－图3所示，正面保护装置由同轴保护壳1、同轴雾化管2、正面保护壳3、正面雾化管4、铜网5、第一送气管6、第二送气管7和夹持管8焊接而成，同轴雾化管2安装在同轴保护壳1内并与第一送气管6连接相通，正面雾化管4安装在正面保护壳3内并与第二送气管7连接相通，同轴保护壳1与正面保护壳3氩气出口处汇合在一起，铜网5焊接在出口汇合处底部，夹持装置8设置在第一送气管6和第二送气管7中部，使两路送气管平行且稳固连接.
如图3－图4所示，背面保护装置包括进气嘴9、底板10、紫铜垫板11、背面铜网12，底板10上开有背面保护槽13，紫铜垫板11设置在槽口两边，背面铜网12镶嵌在背面保护槽13内，进气嘴9设置在紫铜垫板11下方，槽口侧面。
使用该保护装置进行保护的方法，包括如下步骤：
1在焊接时，将氩气分别通入第一送气管6和第二送气管7。
2第一送气管6将氩气输送至同轴保护壳1内部，经同轴雾化管2第一次雾化后送至保护装置底部出口。
3第二送气管7将氩气输送至正面保护壳3内部，经正面雾化管4第一次雾化后送至保护装置底部出口。
4两路经过第一次雾化后的氩气的在保护装置底部经过铜网5进行第二次雾化后同时吹拂至零件表面，完成激光焊接的正面保护。
5氩气由进气嘴9输入至背面保护槽13内，由背面铜网12进行雾化后吹拂至零件表面，完成激光焊接的背面保护。
气体流量调节：两路保护气体流量根据保护拖罩结构和焊接参数来调整，以排开罩内空气和迎面流动空气的最小流量为准，流量过小保护不佳，流量过大会形成紊流对焊接不利。以1mm厚度为例，熔池气体保护流量为10L/min，焊缝正面的气体流量为15L/min，焊缝背面的气体流量为10L/min。
焊接工艺参数：按照上述气体保护流量，配合激光功率P＝900W、焊接速度v＝1000mm/min、离焦量+4等参数下，焊缝正面和背面均为银白色，经X光检查满足航标I级焊缝要求。

Claims (2)

1.一种用于激光焊接的气体雾化保护装置，包括正面保护装置和背面保护装置，其特征在于正面保护装置由同轴保护壳、同轴雾化管、正面保护壳、正面雾化管、铜网、第一送气管、第二送气管和夹持装置焊接而成，同轴雾化管安装在同轴保护壳内并与第一送气管连接相通，正面雾化管安装在正面保护壳内并与第二送气管连接相通，同轴保护壳与正面保护壳氩气出口处汇合在一起，铜网焊接在出口汇合处底部，夹持装置设置在第一送气管和第二送气管中部，使两路送气管平行且稳固连接；背面保护装置包括进气嘴、底板、紫铜垫板、背面铜网，底板上开有背面保护槽，紫铜垫板设置在槽口两边，背面铜网镶嵌在背面保护槽内，进气嘴设置在紫铜垫板下方，槽口侧面。
2.使用权利要求1所述的一种用于激光焊接的气体雾化保护装置进行保护的方法，其特征在于包括如下步骤：
2－1在焊接时，将氩气分别通入第一送气管和第二送气管；
2－2第一送气管将氩气输送至同轴保护壳内部，经同轴雾化管第一次雾化后送至保护装置底部出口；
2－3第二送气管将氩气输送至正面保护壳内部，经正面雾化管第一次雾化后送至保护装置底部出口；
2－4两路经过第一次雾化后的氩气的在保护装置底部经过铜网进行第二次雾化后同时吹拂至零件表面，完成激光焊接的正面保护；
2－5氩气由进气嘴输入至背面保护槽内，由背面铜网进行雾化后吹拂至零件表面，完成激光焊接的背面保护。
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