一种三维真空激光加工装置及采用该装置进行激光加工的方法

摘要

一种三维真空激光加工装置及采用该装置进行激光加工的方法，涉及真空条件下三维激光加工技术。它为了解决现有的真空激光加工装置机械运动装置复杂、难以快速精确地实现三维真空激光加工的问题。本发明采用激光振镜装置控制激光束的移动，能够快速精确地实现三维激光真空加工，而且真空室内部结构设计合理，不存在机器人或联动装置等机械装置，真空空间利用率高；采用机械泵和分子泵相配合的抽真空方式，并且由数字化控制系统控制，可快速实现不同真空度的真空环境；采用水冷循环装置保证三维真空激光加工装置长时间稳定工作。本发明适用于真空激光焊接、真空激光增材制造和真空激光修复等多种真空激光加工。

主权项

一种三维真空激光加工装置，包括激光器(1)、激光振镜装置(3)、真空室(4)、真空抽气装置(5)、水冷循环装置(7)和数字化控制装置(9)；激光器(1)为工业激光器，包括加工用的加工激光器和校准用的校准激光器；激光振镜装置(3)上设置有光纤适配接口(3‑2)，激光器(1)通过光纤(2)与光纤适配接口(3‑2)相连接；真空室(4)位于激光振镜装置(3)下方，真空室(4)内部设置有工作台(4‑1)，且真空室(4)顶部与激光振镜装置(3)底部之间设置有激光透射窗口(3‑1)；真空抽气装置(5)内部设置有机械泵(5‑1)和分子泵(5‑2)，机械泵(5‑1)和分子泵(5‑2)用于对真空室(4)进行抽真空；水冷循环装置(7)用于对激光振镜装置(3)进行制冷；数字化控制装置(9)用于控制激光振镜装置(3)和真空抽气装置(5)；其特征在于，激光振镜装置(3)内部设置有准直镜(3‑3)、聚焦镜(3‑4)、反射镜(3‑5)、一号振镜(3‑7)、一号振镜驱动装置(3‑6)、二号振镜(3‑8)和二号振镜驱动装置(3‑9)；从光纤适配接口(3‑2)入射的激光经准直镜(3‑3)准直后，经反射镜(3‑5)反射至聚焦镜(3‑4)，再经聚焦镜(3‑4)聚焦到一号振镜(3‑7)和二号振镜(3‑8)，一号振镜(3‑7)和二号振镜(3‑8)反射的激光经底部的激光透射窗口(3‑1)透射至真空室(4)内工作台(4‑1)上的待加工工件上；一号振镜驱动装置(3‑6)用于带动一号振镜(3‑7)移动，二号振镜驱动装置(3‑9)用于带动二号振镜(3‑8)移动；一号振镜驱动装置(3‑6)和二号振镜驱动装置(3‑9)的控制信号输入端分别连接通过数字化控制装置(9)的两个振镜控制信号输出端。