局部真空激光焊接装置

本发明属于真空激光焊接设备设计，具体涉及一种局部真空激光焊接装置。

背景技术：

1、局部真空激光焊接是在焊接接头局部区域构建密闭低压真空环境，有效抑制激光焊接过程中光致等离子体、减少焊缝氧化、降低气孔缺陷、增大焊接熔深，广泛应用于航空航天、压力容器、精密机械、新能源构件等高要求零部件焊接加工。

2、在实际局部真空激光连续焊接工况中，高功率激光束聚焦熔化工件，会持续产生大量高温金属蒸汽、悬浮烟尘、熔融飞溅微小颗粒，前述污染物在热羽流作用下沿激光光路竖直向上飘散。激光头底端设置的激光保护镜片为易损光学元件，长期暴露在上行污染物环境中，极易出现颗粒附着、金属蒸汽凝华结霜、高温烧蚀氧化等污染问题，进而降低激光光束透过率，焊接功率下降，降低焊缝质量，另外，污染后的镜片会发热，长时间焊接存在镜片高温炸裂的风险。

技术实现思路

1、因此，本发明提供一种局部真空激光焊接装置，能够克服相关技术中局部真空激光焊接装置中的激光保护镜片易出现颗粒附着、金属蒸汽凝华结霜、高温烧蚀氧化等污染问题，导致焊接功率下降，焊缝质量降低，长时间焊接存在镜片高温炸裂的风险的不足。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种局部真空激光焊接装置，包括真空罩，所述真空罩包括密封罩体以及连接于所述密封罩体背离待焊工件一侧的真空筒，所述密封罩体上形成有激光入射口，所述真空筒远离所述激光入射口的一端内设有与所述激光入射口同轴设置的激光保护透镜、靠近所述激光入射口的一端内设有烟尘阻挡件，所述烟尘阻挡件内形成有供激光穿行的激光过孔，所述激光过孔的直径小于所述激光入射口的直径。

3、优选地，所述烟尘阻挡件包括与所述激光入射口同轴设置的安装筒以及处于所述安装筒的筒内的多个阻挡片，各所述阻挡片沿着所述激光的入射方向间隔设置，各所述阻挡片的中心皆形成有一个所述激光过孔，且各阻挡片上的激光过孔的直径沿所述入射方向越来越小。

4、优选地，各所述阻挡片在靠近所述待焊工件的一侧侧面上形成有折流凸环，各所述折流凸环为圆台形，且所述折流凸环的小径端面靠近所述待焊工件，所述激光过孔贯通所述折流凸环的两端端面；和/或，相邻所述阻挡片之间形成扩张腔；和/或，与所述激光入射口距离最近的阻挡片与所述密封罩体之间形成缓冲空间。

5、优选地，各所述激光过孔的直径沿着所述入射方向越来越小。

6、优选地，所述安装筒与各所述阻挡片一体成型；和/或，所述安装筒具有沿其径向向外延伸的安装法兰，所述真空筒靠近所述待焊工件的一端与所述安装法兰焊接，所述安装法兰与所述密封罩体可拆卸连接。

7、优选地，所述局部真空激光焊接装置还包括气幕阻尘组件，所述气幕阻尘组件包括气幕输出件，所述气幕输出件处于所述真空筒内且处于所述激光保护透镜靠近所述激光入射口的一侧。

8、优选地，所述真空筒的筒壁上形成有抽真空接口，所述抽真空接口与外部真空抽吸系统可控连通，且所述抽真空接口处于所述烟尘阻挡件与所述气幕阻尘组件之间。

9、优选地，所述气幕输出件包括分流环体以及沿着所述分流环体的圆周方向间隔设置于所述分流环体的内环壁上的多个气流喷嘴，所述分流环体内形成有环形气路，各所述气流喷嘴与所述环形气路连通，所述激光保护透镜经由透镜座组装于所述真空筒上，所述分流环体可拆卸地组装于所述透镜座上。

10、优选地，各所述气流喷嘴射流方向与所述分流环体的中心轴线之间形成夹角a，10°≤a≤35°；和/或，所述气流喷嘴的喷孔横截面为矩形。

11、优选地，所述激光过孔的直径不低于2mm、不高于30mm；和/或，相邻两个阻挡片之间的间距不低于10mm、不高于40mm；和/或，所述烟尘阻挡件的表面粗糙度ra≤0.8μm；和/或，所述阻挡片共设置不低于三个。

12、本发明提供的一种局部真空激光焊接装置具有如下有益效果：

13、在激光入射口处设置具有激光过孔的烟尘阻挡件，其中的激光过孔的直径小于激光入射口的直径，能够在允许激光光束射至工件待焊接区域位置、不阻碍激光光束传播的同时，还能够最大程度地对焊接位置处形成烟尘、金属蒸汽等污染物形成主动阻挡、隔离，有效降低前述污染物沿着真空筒向上与激光保护透镜接触的几率，进而延长前述污染物在激光保护透镜的颗粒附着、凝华结霜现象的发生周期，如此能够防止透镜污染导致焊接功率下降的问题发生，进而确保焊缝质量，并防止长时间焊接镜片高温炸裂的现象发生；另外，前述烟尘阻挡件还可能对焊缝处高温形成一定程度的隔离，有效降低对激光保护透镜的热损伤风险。

1.一种局部真空激光焊接装置，其特征在于，包括真空罩，所述真空罩包括密封罩体（11）以及连接于所述密封罩体（11）背离待焊工件（100）一侧的真空筒（12），所述密封罩体（11）上形成有激光入射口（110），所述真空筒（12）远离所述激光入射口（110）的一端内设有与所述激光入射口（110）同轴设置的激光保护透镜（2）、靠近所述激光入射口（110）的一端内设有烟尘阻挡件（3），所述烟尘阻挡件（3）内形成有供激光穿行的激光过孔（30），所述激光过孔（30）的直径小于所述激光入射口（110）的直径。

2.根据权利要求1所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述烟尘阻挡件（3）包括与所述激光入射口（110）同轴设置的安装筒（31）以及处于所述安装筒（31）的筒内的多个阻挡片（32），各所述阻挡片（32）沿着所述激光的入射方向间隔设置，各所述阻挡片（32）的中心皆形成有一个所述激光过孔（30），且各阻挡片（32）上的激光过孔（30）的直径沿所述入射方向越来越小。

3.根据权利要求2所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，各所述阻挡片（32）在靠近所述待焊工件（100）的一侧侧面上形成有折流凸环（321），各所述折流凸环（321）为圆台形，且所述折流凸环（321）的小径端面靠近所述待焊工件（100），所述激光过孔（30）贯通所述折流凸环（321）的两端端面；和/或，相邻所述阻挡片（32）之间形成扩张腔（320）；和/或，与所述激光入射口（110）距离最近的阻挡片（32）与所述密封罩体（11）之间形成缓冲空间（111）。

4.根据权利要求3所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，各所述激光过孔（30）的直径沿着所述入射方向越来越小。

5.根据权利要求2所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述安装筒（31）与各所述阻挡片（32）一体成型；和/或，所述安装筒（31）具有沿其径向向外延伸的安装法兰（311），所述真空筒（12）靠近所述待焊工件（100）的一端与所述安装法兰（311）焊接，所述安装法兰（311）与所述密封罩体（11）可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，还包括气幕阻尘组件，所述气幕阻尘组件包括气幕输出件（41），所述气幕输出件（41）处于所述真空筒（12）内且处于所述激光保护透镜（2）靠近所述激光入射口（110）的一侧。

7.根据权利要求6所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述真空筒（12）的筒壁上形成有抽真空接口（121），所述抽真空接口（121）与外部真空抽吸系统可控连通，且所述抽真空接口（121）处于所述烟尘阻挡件（3）与所述气幕阻尘组件之间。

8.根据权利要求6所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述气幕输出件（41）包括分流环体（411）以及沿着所述分流环体（411）的圆周方向间隔设置于所述分流环体（411）的内环壁上的多个气流喷嘴（412），所述分流环体（411）内形成有环形气路（410），各所述气流喷嘴（412）与所述环形气路（410）连通，所述激光保护透镜（2）经由透镜座（21）组装于所述真空筒（12）上，所述分流环体（411）可拆卸地组装于所述透镜座（21）上。

9.根据权利要求8所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，各所述气流喷嘴（412）射流方向与所述分流环体（411）的中心轴线之间形成夹角a，10°≤a≤35°；和/或，所述气流喷嘴（412）的喷孔横截面为矩形。

10.根据权利要求2所述的局部真空激光焊接装置，其特征在于，所述激光过孔（30）的直径不低于2mm、不高于30mm；和/或，相邻两个阻挡片（32）之间的间距不低于10mm、不高于40mm；和/或，所述烟尘阻挡件（3）的表面粗糙度ra≤0.8μm；和/或，所述阻挡片（32）共设置不低于三个。