[發明專利]激光熱絲焊工藝優化方法

有效

• 申請號: 201310508669.7
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103567650A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 溫鵬;鄭世卿;單際國
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種激光熱絲焊工藝優化方法。

背景技術

如圖1所示，激光熱絲焊利用焊絲通電產生的電阻熱將焊絲加熱后再送入激光能量形成的熔池，減小了焊絲熔化對激光能量的依賴，不僅降低了焊絲與激光相對位置的精度要求，而且提升了填充效率，是一種有發展前景的激光填絲焊技術。焊絲過渡行為受電阻熱和熔池熱雙重影響，是影響焊接過程穩定性和焊接質量的核心問題。焊絲過渡行為可以分為熔斷過渡、連續過渡和頂絲過渡三種，其中連續過渡是理想的、穩定的、質量良好的過渡。因此亟需提出一種激光熱絲焊工藝優化方法，尋找出理想工藝參數窗口以控制激光熱絲焊為連續過渡。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中存在激光熱絲焊可能為熔斷過渡或頂絲過渡導致焊接質量差的技術問題。為此，本發明的目的在于提出一種激光熱絲焊工藝優化方法。

為了實現上述目的，根據本發明實施例的激光熱絲焊工藝優化方法，可以包括如下步驟：A.建立坐標軸分別為送絲速度、加熱電流和激光功率的三維坐標系，所述三維坐標系中的點表示所述激光熱絲焊的工藝參數組合；B.測試焊絲發生熔斷過渡與連續過渡的臨界工藝參數組合，在所述三維坐標系中得到理想工藝參數窗口上界曲面；C.測試焊絲發生連續過渡與頂絲過渡的臨界工藝參數組合，在所述三維坐標系中得到理想工藝參數窗口下界曲面；D.根據所述理想工藝參數上界曲面和所述理想工藝參數下界曲面，確定所述焊絲發生連續過渡的理想工藝參數窗口；和E.在所述理想工藝參數窗口中選取工藝參數組合，進行激光熱絲焊，實現焊絲連續過渡。

根據本發明實施例的激光熱絲焊工藝優化方法，以送絲速度、加熱電流和激光功率作為工藝參數來控制激光熱絲焊過渡行為，通過測臨界工藝參數組合界定理想工藝參數窗口。該方法具有控制參數簡單，易于操作，實用性強的優點。

另外，根據本發明實施例的激光熱絲焊工藝優化方法還具有如下附加技術特征：

在本發明的一個實施例中，步驟B具體包括：B1.采用固定的激光功率的激光加熱焊絲的末端，測試并記錄在不同的送絲速度下使焊絲發生熔斷過渡所需的最小加熱電流，得到所述固定的激光功率對應的二維的第一送絲速度-加熱電流曲線；B2.重復步驟B1，得到不同的激光功率下分別對應的二維的第一送絲速度-加熱電流曲線；和B3.將多條所述第一送絲速度-加熱電流曲線繪制在所述三維坐標系中，得到三維的所述理想工藝參數窗口上界曲面。

在本發明的一個實施例中，所述第一送絲速度-加熱電流曲線中，加熱電流與送絲速度正相關。

在本發明的一個實施例中，所述第一送絲速度-加熱電流曲線中，加熱電流的平方與所述送絲速度成正比。

在本發明的一個實施例中，不同的激光功率下分別對應的二維的第一送絲速度-加熱電流曲線重合。

在本發明的一個實施例中，步驟C具體包括：C1.采用固定的激光功率的激光加熱焊絲的末端，測試并記錄在不同的送絲速度下使焊絲發生頂絲過渡所需的最大加熱電流，得到所述固定的激光功率對應的二維的第二送絲速度-加熱電流曲線；C2.重復步驟C1，得到不同的激光功率下分別對應的二維的第二送絲速度-加熱電流曲線；和C3.將多條所述第二送絲速度-加熱電流曲線繪制在所述三維坐標系中，得到三維的所述理想工藝參數窗口下界曲面。

在本發明的一個實施例中，所述第二送絲速度-加熱電流曲線中，加熱電流與送絲速度正相關。

在本發明的一個實施例中，所述第二送絲速度-加熱電流曲線中，加熱電流的平方與所述送絲速度成正比。

在本發明的一個實施例中，不同的激光功率下分別對應的第二送絲速度-加熱電流曲線不重合，其中，送絲速度相同時激光功率與加熱電流負相關。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是激光熱絲焊工藝的設備的示意圖；

圖2是激光熱絲焊過程中目標焊接區域的攝像圖像；

圖3是本發明實施例的激光熱絲焊工藝優化方法的流程圖；

圖4是本發明實施例的激光熱絲焊的理想工藝參數窗口的示意圖；

圖5是不同激光功率下的二維的第一送絲速度-加熱電流曲線的示意圖；以及

圖6是不同激光功率下的二維的第二送絲速度-加熱電流曲線的示意圖。

具體實施方式