一種圓偏振二氧化碳激光焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種圓偏振二氧化碳激光焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常采用的焊接工藝主要有電阻焊、氫弧焊、電子束焊、等離子焊等。但是，這些焊接技術(shù)都存在一些缺陷，或者焊接速度較慢，而且焊接件易產(chǎn)生變形；或者需經(jīng)常維護(hù)電極，清除氧化物；或者需要高真空環(huán)境以防止電子散射，設(shè)備復(fù)雜，焊件尺寸和形狀受到真空室的限制，對焊件裝配質(zhì)量要求嚴(yán)格等。而采用最新焊接技術(shù)一激光焊接，焊接速度快，焊接質(zhì)量好，是目前鋁空心活塞加工中首選的先進(jìn)焊接工藝。
[0003]激光焊接的難點(diǎn)在于對C02激光束極高的表面初始反射率，因此，必須采取適當(dāng)措施來增強(qiáng)鋁材料對激光能量的吸收和減少反射，提高激光能量利用率，以利于實(shí)現(xiàn)鋁合金激光焊接。
[0004]我們注意到物質(zhì)對光輻射的吸收系數(shù)與光的偏振狀態(tài)，比如P偏振、S偏振或者圓偏振有關(guān)，以及激光能量反射系數(shù)與焊接面形態(tài)有關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種使照射在鋁材料上顯示鋁材料表面的反射率大幅度降低，不用對材料進(jìn)行表面處理便能夠顯著增強(qiáng)鋁合金對激光能量的吸收，以及延緩熔池冷卻和凝固過程，消除氣泡和裂紋的圓偏振二氧化碳激光焊接裝置。
[0006]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種圓偏振二氧化碳激光焊接裝置由高功率、圓偏振C02激光器連接光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)，光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)作用于活塞加工件，活塞加工件置于改裝車床的特制夾具上，由專用電腦控制高功率、圓偏振C02激光器和改裝車床帶動(dòng)焊接件的高速旋轉(zhuǎn)速度。
[0007]本發(fā)明采用輸出圓偏振激光的激光器，照射在鋁材料上顯示鋁材料表面的反射率大幅度降低，不用對材料進(jìn)行表面處理便能夠顯著增強(qiáng)鋁合金對激光能量的吸收。從焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考慮，合理設(shè)計(jì)焊件對接縫隙，增加鋁合金焊接件表面對激光能量的吸收。從工藝上采用高功率密度、高焊接速度，延緩熔池冷卻和凝固過程，避免焊接后出現(xiàn)氣泡和裂紋。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，在激光焊接的規(guī)模生產(chǎn)中，完成一個(gè)焊接件的焊接時(shí)間小于1秒，成品合格率達(dá)到99%以上。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的裝置方塊圖；
圖2是焊接前柱體與蓋體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1中1.高功率、圓偏振C02激光器，2.光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)，3.活塞加工工件，
4.改裝車床和特制夾具，5.專用電腦。
[0011]圖2中6.鋁空心活塞柱體，7.蓋體。
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0013]在圖1中，高功率、圓偏振C02激光器1發(fā)射波長12μπι、輸出功率2kw~4kw的圓偏振激光光束，經(jīng)光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)2后，產(chǎn)生功率密度高達(dá)105~lllw/cm2適合焊接縫隙尺寸的強(qiáng)激光光斑。活塞加工工件3安置在改裝車床和特制夾具4的特制夾具上，由專用電腦5控制激光器的發(fā)光時(shí)間和強(qiáng)度，以及活塞加工工件3的同步旋轉(zhuǎn)速度。
[0014]在圖2中，鋁空心活塞柱體6和蓋體7均是由精選配方的鋁合金鍛壓成型，粗加工??? 。
[0015]在圖2中，鋁空心活塞柱體6和蓋體7已被激光焊接成一體，需進(jìn)一步進(jìn)行精加工達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過特氟龍涂敷、精加工后，成為符合設(shè)計(jì)要求的汽車空調(diào)機(jī)鋁空心活塞成□。
[0016]上述實(shí)施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圓偏振二氧化碳激光焊接裝置，其特征在于所述激光焊接裝置由圓偏振C02激光器連接光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)，活塞加工件置于改裝車床的夾具上，由專用電腦控制圓偏振C02激光器和改裝車床運(yùn)行。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圓偏振二氧化碳激光焊接裝置，其特征在于：本裝置由高功率、圓偏振CO2激光器連接光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)，光學(xué)傳輸聚焦系統(tǒng)作用于活塞加工件，活塞加工件置于改裝車床的特制夾具上，由專用電腦控制高功率、圓偏振CO2激光器和改裝車床帶動(dòng)焊接件的高速旋轉(zhuǎn)速度。本發(fā)明合理設(shè)計(jì)焊件對接縫隙，增加鋁合金焊接件表面對激光能量的吸收。從工藝上采用高功率密度、高焊接速度，延緩熔池冷卻和凝固過程，避免焊接后出現(xiàn)氣泡和裂紋。在圓偏振二氧化碳激光焊接的規(guī)模生產(chǎn)中，完成一個(gè)焊接件的焊接時(shí)間小于1秒，成品合格率達(dá)到99%以上。
【IPC分類】B23K26/06
【公開號】CN105269145
【申請?zhí)枴緾N201410355361
【發(fā)明人】葛盼
【申請人】葛盼
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月25日