专利名称：用于激光材料加工的气体保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于激光材料加工用高效气体保护装置，特别适用于极易氧 化的金属粉料(如Mg基、Ag基、Cu基等合金粉料)的激光熔覆、激光烧结成形 及激光钎焊等加工领域。
背景技术：
自二十世纪六十年代中期高功率C(V激光器和YAG激光器问世之后，人们就 开始探索研究激光在材料加工中的应用，激光加工技术具有效率高、质量优、易 于实现自动化控制、能实现柔性加工和智能加工等特点，特别是金属材料的激光 熔覆、激光烧结成形和激光钎焊技术在航空航天、汽车、船舶工业、兵器工业和 核工业等高精密技术领域的广泛应用，成为21世纪激光加工的重要方向。目前，在激光熔覆、激光烧结成形和激光钎焊加工中，为保护工件不受大气 影响或在加工中对工件加工区域施加特种保护气氛，大多采用激光器同轴吹气的 方法将惰性气体(或所需的特种气体)吹到加工表面，但是该方法在实际应用中 效果很差，往往会将粉末或者成形的元器件吹离加工位，并且难以保证加工中保 护气氛的纯度，特别是易氧化的金属粉末在激光加工过程中，采用同轴吹气的方 法基本上无法实现有效的加工。发明内容本发明的目的在于提供一种特别是用于易氧化金属粉末激光熔覆、激光烧结 成形和激光钎焊的装置。一种用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于，包括保护腔、真空压 力表、真空泵、动力装置，所述保护腔包括下底板、右侧板、左侧板、上顶板、 前挡板、后侧板、工作台、丝杠、导轨，其中由下底板、上顶板、右侧板、左侧 板、前挡板、后侧板相互连接成方形保护腔体并固定在支撑肋上，工作台置于方 形保护腔体内腔中，放置在两块平行的导轨上，两块平行的导轨安装在底板内侧， 用于带动工作台移动的丝杠与工作台相连；所述动力装置包括步进电机及减速 器，步进电机及减速器通过联轴器与丝杠相连；真空压力表与上顶板上的真空压 力表连接口相连，真空泵与后侧板上的抽气口相连。所述的右侧板开有进气口和放、取工件的窗口。所述的左侧板开有进气口。
所述的上顶板开有激光入射窗口 。 所述的后侧板开有与真空泵相连的抽气口 。在加工前，首先利用真空泵经后侧板上的抽真空气孔将保护腔内抽成一定的 真空度，然后将惰性气体从送气孔输入到保护腔内工件周围，从而形成环绕式保 护气氛而实现加工的特殊需要。依据本发明的气体保护装置可以不受大气干扰， 可靠和低成本的实现一种与不断提高的要求相对应的金属粉末的激光熔覆、烧结 和钎焊，特别是易氧化的金属粉末(如Mg基、Ag基、Cu基等合金粉料)的加工。
图1、用于激光材料加工的气体保护装置结构示意图， 图2为图1的A—A截面示意图。图1、图2的标号名称1、支撑肋，2、下底板，3、右侧板，4、丝杠，5、 放、取工件窗口， 6、右进气口， 7、上顶板，8、工作台，9、激光入射窗口， 10、抽气口 11、真空压力表连接口， 12、左进气口， 13、左侧板，14、联轴 器，15、动力装置(步进电机及减速器)16、工作台与丝杠连接螺母，17、前 档板(观察窗)，18、后侧板，19、导轨具体实施方式
下面结合附图，详细介绍本发明的内容。图l和2是本发明的气体保护装置结构示意图，保护腔由下底板2、右侧板 3、后侧板18、左侧板13、前挡板17、上顶板7、工作台8、导轨19及丝杠4 组成，丝杠与保护腔外的动力装置相连，动力装置由步进电机、减速器组成。工 作台8放置在导轨19上，并由螺母16与丝杠4相连，导轨19与下底板2由螺 钉连接，丝杠4经联轴器14与动力装置15相连，保护腔的各个侧板由螺钉及密 封胶与上顶板和下底板紧密连接，在保护腔后侧板开有抽气口 10与真空泵相连， 用于抽取保护腔内的空气，保护腔的上顶板开有激光入射窗口 9和真空压力表连 接孔ll (用于观察保护腔内的气体压力)，在右侧板上开有放、取工件窗口5， 用于加工过程中放置工件，左右侧板各开有进气孔6、 12，用于将保护气体引入 保护腔内，以一定的流量持续输入到保护腔内，这样在加工过程中整个装置内部 将保持保护气体的环境。
权利要求
1、一种用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于，包括保护腔、真空压力表、真空泵、动力装置，所述保护腔包括下底板(2)、右侧板(3)、左侧板(13)、上顶板(7)、前挡板(17)、后侧板(18)、工作台(8)、丝杠(4)、导轨(19)，其中由下底板(2)、上顶板(7)、右侧板(3)、左侧板(13)、前挡板(17)、后侧板(18)相互连接成方形保护腔体并固定在支撑肋(1)上，工作台(8)置于方形保护腔体内腔中，放置在两块平行的导轨(19)上，两块平行的导轨(19)安装在底板(2)内侧，用于带动工作台移动的丝杠(4)与工作台(8)相连；所述动力装置包括步进电机及减速器(15)，步进电机及减速器(15)通过联轴器(14)与丝杠(4)相连；真空压力表与上顶板(7)上的真空压力表连接口(11)相连，真空泵与后侧板(18)上的抽气口(10)相连。
2、 如权利要求1所述的用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于右 侧板(3)开有进气口 (6)和放、取工件的窗口 (5)。
3、 如按权利1或2所述的用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于， 左侧板(13)开有进气口 (12)。
4、 如权利1或2所述的用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于， 上顶板(7)开有激光入射窗口 (9)。
5、 如权利l或2所述的用于激光材料加工的气体保护装置，其特征在于， 后侧板(18)开有与真空泵相连的抽气口 (11)。
全文摘要
一种用于激光材料加工的气体保护装置，属于气体保护装置。该气体保护装置包括保护腔、与保护腔相连的真空泵以及与丝杠连接的动力装置。保护腔由上顶板(7)、下底板(2)、左、右、前、后侧板(13、3、17、18)以及工作台(8)、导轨(19)、丝杠(4)组成，上顶板上开有激光入射窗口(9)，左、右两块侧板上开有进气口(12、6)，后侧板上开有抽取真空的抽气口(11)，与真空泵相连，工件放置在保护腔内的工作台(8)上，工作台由丝杠带动在导轨上左右移动，丝杠由动力装置(15)带动，进行转动。动力装置由步进电机、减速器组成，与丝杠连接。本发明结构简单，利于普及，能可靠和低成本地将保护气体输送到待加工工件的加工区内，实现一种高的加工质量。
文档编号B23K26/00GK101125393SQ20071013264
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者傅玉灿, 徐九华, 徐鸿钧, 杨志波, 冰 肖, 苏宏华 申请人:南京航空航天大学