本發(fā)明涉及稀有金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鉭金屬薄材焊接裝置及方法。

背景技術(shù)：

鉭金屬具有極其良好的高溫耐腐蝕性、很小的熱膨脹系數(shù)，特別適用于化工、冶金、航空、宇航等尖端技術(shù)領(lǐng)域。但由于鉭金屬價(jià)格昂貴，通常將鉭金屬軋制成薄片，作為內(nèi)襯使用。因此，鉭金屬薄片連接技術(shù)是鉭金屬工業(yè)化應(yīng)用必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

然而，鉭金屬熔點(diǎn)極高，達(dá)3000℃，僅次于鎢。在實(shí)際生產(chǎn)中，鉭金屬普遍采用惰性氣體保護(hù)焊(tig)、電子束焊等方法進(jìn)行連接。但由于鉭金屬受熱后極易與空氣中氧氣、氮?dú)狻⒌劝l(fā)生反應(yīng)，并且隨著溫度升高反應(yīng)更加劇烈的特性，因此鉭金屬通常需要在惰性氣體保護(hù)箱或者真空環(huán)境中完成焊接，焊件尺寸受保護(hù)箱尺寸限制。而加工大型工件必須有大型的焊接保護(hù)箱配套，生產(chǎn)成本高、投資大；電子束焊不適用于大尺寸鉭金屬加工；惰性氣體保護(hù)焊(tig)由于焊接溫度接近焊槍中鎢針的熔點(diǎn)，易夾雜，焊接難度極大。

因此，如何改變現(xiàn)有技術(shù)中，鉭金屬薄材焊接難度大、生產(chǎn)成本高的現(xiàn)狀，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種鉭金屬薄材焊接裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使鉭金屬薄材焊接不受尺寸限制，降低焊接難度，節(jié)約生產(chǎn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種鉭金屬薄材焊接裝置，包括激光器、激光振鏡、上保護(hù)罩和下保護(hù)罩，所述激光器能夠發(fā)射激光束完成鉭金屬薄材焊接，所述激光振鏡能夠控制激光束的偏轉(zhuǎn)，所述上保護(hù)罩和所述下保護(hù)罩分別設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，所述激光器和激光振鏡設(shè)置于所述上保護(hù)罩上，所述激光器、所述激光振鏡均與所述上保護(hù)罩和鉭金屬薄材圍成的空腔相連通，所述上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、所述下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體均與外部保護(hù)氣源相連通，所述上保護(hù)罩和所述下保護(hù)罩能夠沿著鉭金屬薄材焊縫移動(dòng)，所述上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、所述下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體均具有排氣通道。

優(yōu)選地，所述上保護(hù)罩和所述下保護(hù)罩上均設(shè)置連通管路，所述上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、所述下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體均通過(guò)所述連通管路與外部保護(hù)氣源相連通，所述連通管路設(shè)置于所述激光器的移動(dòng)方向的前方。

優(yōu)選地，所述排氣通道為狹縫，所述排氣通道設(shè)置于所述上保護(hù)罩與鉭金屬薄材之間、所述下保護(hù)罩與鉭金屬薄材之間。

本發(fā)明還提供一種鉭金屬薄材焊接方法，將需要焊接的鉭金屬薄材固定，將上保護(hù)罩和下保護(hù)罩設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，通過(guò)外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入惰性保護(hù)氣體，激光器發(fā)射激光束對(duì)焊縫進(jìn)行預(yù)熱和焊接，使焊縫溫度能夠達(dá)到1500℃-3000℃，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩沿著焊縫移動(dòng)直至完成焊接。

優(yōu)選地，在焊接之前，首先用1000-2000目的砂紙對(duì)鉭金屬薄片的焊縫位置進(jìn)行打磨，然后用丙酮或酒精將焊縫清洗，干燥后備用。

優(yōu)選地，當(dāng)鉭金屬薄材的接頭為對(duì)接時(shí)，對(duì)接的兩片鉭金屬薄材之間的間隙不大于1mm；當(dāng)鉭金屬薄材的接頭為搭接時(shí)，搭接量為0.1-5mm。

優(yōu)選地，外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入的惰性保護(hù)氣體為氬氣，氬氣通入的流速為5-50l/min。

優(yōu)選地，激光振鏡能夠令激光器發(fā)射的激光束沿以下路徑移動(dòng)：直線、8字形、z字形、x字形或s字形。

優(yōu)選地，焊縫焊接完成后繼續(xù)向上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入惰性保護(hù)氣體，直至焊縫溫度降至50-500℃后，停止通入惰性保護(hù)氣體。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：本發(fā)明的鉭金屬薄材焊接裝置，包括激光器、激光振鏡、上保護(hù)罩和下保護(hù)罩，激光器能夠發(fā)射激光束完成鉭金屬薄材焊接，激光振鏡能夠控制激光束的偏轉(zhuǎn)，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩分別設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，激光器和激光振鏡設(shè)置于上保護(hù)罩上，激光器、激光振鏡均與上保護(hù)罩和鉭金屬薄材圍成的空腔相連通，上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體均與外部保護(hù)氣源相連通，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩能夠沿著鉭金屬薄材焊縫移動(dòng)，上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體均具有排氣通道。本發(fā)明還提供一種鉭金屬薄材焊接方法，利用本發(fā)明的鉭金屬薄材焊接裝置對(duì)鉭金屬薄材進(jìn)行焊接時(shí)，將需要焊接的鉭金屬薄材固定，將上保護(hù)罩和下保護(hù)罩設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，通過(guò)外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入惰性保護(hù)氣體，激光器發(fā)射激光束對(duì)焊縫進(jìn)行預(yù)熱和焊接，使焊縫溫度能夠達(dá)到1500℃

-3000℃，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩沿著焊縫移動(dòng)直至完成焊接。采用激光器進(jìn)行焊接，滿足鉭金屬薄材焊接對(duì)熱源的要求，且上保護(hù)罩和下保護(hù)罩隨著焊接過(guò)程進(jìn)行移動(dòng)，使焊接過(guò)程始終在惰性保護(hù)氣體的保護(hù)下進(jìn)行，使得焊接尺寸不受限制，降低了鉭金屬薄材焊接難度，節(jié)約了焊接成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的鉭金屬薄材焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1為激光器，2為上保護(hù)罩，3為下保護(hù)罩，4為鉭金屬薄材。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種鉭金屬薄材焊接裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使鉭金屬薄材焊接不受尺寸限制，降低焊接難度，節(jié)約生產(chǎn)成本。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明的鉭金屬薄材焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明提供一種鉭金屬薄材焊接裝置，包括激光器1、激光振鏡、上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3，激光器1能夠發(fā)射激光束完成鉭金屬薄材焊接，激光振鏡能夠控制激光束的偏轉(zhuǎn)，上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3分別設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，激光器1和激光振鏡設(shè)置于上保護(hù)罩2上，激光器1、激光振鏡均與上保護(hù)罩2和鉭金屬薄材圍成的空腔相連通，上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體均與外部保護(hù)氣源相連通，上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3能夠沿著鉭金屬薄材焊縫移動(dòng)，上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體均具有排氣通道。

本發(fā)明的鉭金屬薄材焊接裝置，采用激光器1輸入能連，滿足鉭金屬薄材對(duì)熱源的要求，同時(shí)設(shè)置上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3，且二者隨著焊接過(guò)程的進(jìn)行能夠移動(dòng)，外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體中通入惰性保護(hù)氣體，使鉭金屬薄片的焊縫始終處于保護(hù)氣氛中，鉭金屬薄材焊接不再受到尺寸制約，提高裝置適應(yīng)性，降低焊接難度和生產(chǎn)成本。

其中，上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3上均設(shè)置連通管路，上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體均通過(guò)連通管路與外部保護(hù)氣源相連通，連通管路設(shè)置于激光器1的移動(dòng)方向的前方，確保焊接時(shí)焊縫處于惰性氣體保護(hù)氛圍中。

為了令上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體與外界大氣壓保持平衡，設(shè)置了排氣通道，同時(shí)為了避免惰性氣體剛進(jìn)入腔體就被排出無(wú)法保護(hù)焊縫，排氣通道為狹縫，排氣通道設(shè)置于上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材之間、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材之間。

本發(fā)明還提供一種鉭金屬薄材焊接方法，將需要焊接的鉭金屬薄材固定，將上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，通過(guò)外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入惰性保護(hù)氣體，激光器1發(fā)射激光束對(duì)焊縫進(jìn)行預(yù)熱和焊接，使焊縫溫度能夠達(dá)到1500℃-3000℃，上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3沿著焊縫移動(dòng)直至完成焊接。采用激光焊接，提高焊接效率，并利用上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3并通入惰性保護(hù)氣體對(duì)鉭金屬薄材焊縫進(jìn)行氣氛保護(hù)，降低鉭金屬薄材焊接難度，節(jié)約生產(chǎn)成本。

為提高焊接質(zhì)量和焊接效率，在焊接之前，首先用1000-2000目的砂紙對(duì)鉭金屬薄片的焊縫位置進(jìn)行打磨，然后用丙酮或酒精將焊縫清洗，干燥后備用。

具體地，當(dāng)鉭金屬薄材的接頭為對(duì)接時(shí)，對(duì)接的兩片鉭金屬薄材之間的間隙不大于1mm；當(dāng)鉭金屬薄材的接頭為搭接時(shí)，搭接量為0.1-5mm，確保鉭金屬薄材焊接牢固度。

在本具體實(shí)施方式中，外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入的惰性保護(hù)氣體為氬氣，氬氣穩(wěn)定性高，有效保護(hù)焊縫，避免鉭金屬與空氣中物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，氬氣通入的流速為5-50l/min。

更具體地，激光振鏡能夠令激光器1發(fā)射的激光束沿以下路徑移動(dòng)：直線、8字形、z字形、x字形或s字形，確保激光器1完成鉭金屬薄材焊接，提高裝置適應(yīng)性。另外，在本具體實(shí)施方式中，激光器1的激光光斑離焦量為±5mm。

為避免焊縫在高溫下與空氣中物質(zhì)反應(yīng)，焊縫焊接完成后繼續(xù)向上保護(hù)罩2與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩3與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入惰性保護(hù)氣體，直至焊縫溫度降至50-500℃后，停止通入惰性保護(hù)氣體，提高鉭金屬薄材焊接質(zhì)量。

利用本發(fā)明的鉭金屬薄材焊接裝置對(duì)鉭金屬薄材進(jìn)行焊接時(shí)，采用激光器1進(jìn)行焊接，滿足鉭金屬薄材焊接對(duì)熱源的要求，且上保護(hù)罩2和下保護(hù)罩3隨著焊接過(guò)程進(jìn)行移動(dòng)，使焊接過(guò)程始終在惰性保護(hù)氣體的保護(hù)下進(jìn)行，使得焊接尺寸不受限制，降低了鉭金屬薄材焊接難度，節(jié)約了焊接成本。

本發(fā)明中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開一種鉭金屬薄材焊接裝置，包括激光器、激光振鏡、上保護(hù)罩和下保護(hù)罩，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩分別設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體均與外部保護(hù)氣源相連通，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩能夠沿著鉭金屬薄材焊縫移動(dòng)。本發(fā)明還提供一種鉭金屬薄材焊接方法，將上保護(hù)罩和下保護(hù)罩設(shè)置于鉭金屬薄材焊縫的頂部和底部，通過(guò)外部保護(hù)氣源向上保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體、下保護(hù)罩與鉭金屬薄材圍成的腔體內(nèi)通入惰性保護(hù)氣體，激光器發(fā)射激光束對(duì)焊縫進(jìn)行預(yù)熱和焊接，上保護(hù)罩和下保護(hù)罩沿著焊縫移動(dòng)直至完成焊接，焊接過(guò)程始終在惰性保護(hù)氣體的保護(hù)下進(jìn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：陳燕飛;文小強(qiáng);賴華生;王玉香;郭春平;張金祥;唐煒;袁德林;劉雯雯;周新華

受保護(hù)的技術(shù)使用者：贛州有色冶金研究所

技術(shù)研發(fā)日：2019.05.27

技術(shù)公布日：2019.08.09