[發明專利]一種激光-非熔化極電弧同軸復合裝置

有效

• 申請號: 201711226553.9
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108015423B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 陳希章;蘇傳出
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K26/064;B23K26/70
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 張利靖

一種激光?非熔化極電弧同軸復合裝置。解決了傳統的激光?電弧復合焊裝置復合焊耦合方式、焊接效果差的問題。它包括分光反射鏡、反射鏡組、組合鏡和凸透鏡，所述的弧焊裝置包括焊絲和電弧發生器，所述的組合鏡包括聚焦鏡部和平面反射鏡部，入射激光束依次經分光反射鏡、反射鏡組后射向組合鏡，入射激光束經組合鏡的聚焦鏡部聚焦后與電弧發生器上產生的電弧共同作用于待加工工件上或入射激光束經組合鏡的平面反射鏡部、凸透鏡后聚焦后與電弧發生器上產生的電弧共同作用于待加工工件上，所述的焊絲與電弧發生器同軸設置，所述的電弧發生器外套設有用于電弧發生器冷卻的冷卻件。本發明具有結構簡單，裝配方便等優點。

技術領域

本發明涉及一種激光-電弧復合焊技術領域，具體涉及一種激光-非熔化極電弧同軸復合裝置。

背景技術

激光焊接目前已在造船、汽車、航空航天、石油化工、電力、冶金、輕工業等領域獲得了廣泛的應用，被認為是 21 世紀最具前景的焊接方法之一，但由于激光束的聚焦光斑小，熔池的橋連性差，因此激光焊對焊前的準備工作及工件的裝配精度要求高，對間隙、錯邊的適應性較差。這極大地限制了激光焊接技術的應用范圍，并且基于某些加工材料如鋁合金具有高導熱率、低電離能以及對激光的高反射率等特性，導致激光焊接過程穩定性很差，最終導致焊縫成形較差、熔深波動較大，焊縫氣孔率較高等問題以及電弧能簡便而有效地把電能轉換成熔化焊接過程所需要的熱能和機械能，能量轉換效率高等影響因素，致使激光-電弧復合焊接技術成為近年來的一個重要發展方向。

傳統的激光-電弧復合焊裝置的激光-旁路電弧復合焊裝置復合焊耦合方式和焊接模式單一，現有的激光-旁路電弧復合焊裝置中有電弧傾斜和焊絲傾斜兩種，在電弧傾斜的激光-旁路電弧復合焊裝置中，由于電弧傾斜，工件及焊絲上熱點不對稱，焊接效果差；在焊絲傾斜的激光-旁路電弧復合焊裝置中，由于焊絲傾斜，焊絲熔化后滴露的位置難以精確控制，焊縫效果差，而且還存在熱源數量及熱源能量調控有限，不能十分顯著地改善焊接的焊縫成形、降低熔深波動程度、消除氣孔缺陷以及抑制飛濺，且對有些焊接結構和焊接材料有較大的限制。

發明內容

為解決背景技術中傳統的激光-電弧復合焊裝置復合焊耦合方式和焊接模式單一，焊接效果差的問題，本發明提供一種激光-非熔化極電弧同軸復合裝置。

本發明的技術方案是：一種激光-熔化極電弧同軸復合裝置，包括激光分光系統和弧焊裝置，所述的激光分光系統包括分光反射鏡、反射鏡組、組合鏡和凸透鏡，所述的弧焊裝置包括弧焊槍體、焊絲和用于通電后產生電弧的電弧發生器，所述的組合鏡包括聚焦鏡部和平面反射鏡部，入射激光束依次經分光反射鏡、反射鏡組后射向組合鏡，所述的焊絲與入射激光束同軸設置，同軸設置是指焊絲和入射激光束裝在同一發射器內在發射器內同軸設置，或指焊絲和入射激光束相互平行；入射激光束經組合鏡的聚焦鏡部聚焦后與電弧發生器上產生的電弧共同作用于待加工工件上或入射激光束經組合鏡的平面反射鏡部、凸透鏡后聚焦后與電弧發生器上產生的電弧共同作用于待加工工件上，所述的焊絲與電弧發生器同軸設置且穿過所述的電弧發生器用于焊接，所述的電弧發生器外套設有用于電弧發生器冷卻的冷卻件。

作為本發明的一種改進，所述的冷卻件上設有用于冷卻液進入的進口、冷卻液排出的出口和和用于電弧發生器冷卻的冷卻通道，所述的冷卻通道設于進口和出口之間并與進口、出口相連接。

作為本發明的進一步改進，所述的冷卻通道環繞在電弧發生器的外側并通過冷卻件表面與電弧發生器相貼合。

作為本發明的進一步改進，所述的弧焊槍體上設有噴嘴，所述的噴嘴套設于電弧發生器外并與電弧發生器相配合形成通氣腔，所述的冷卻件設于通氣腔內，所述的弧焊裝置上還設有用于驅動焊絲相對電弧發生器上下滑移的送絲輪。

作為本發明的進一步改進，所述的反射鏡組由兩組，所述的分光反射鏡將入射激光束分布成兩束激光束，兩束激光束分別射向兩組反射鏡組，每組反射鏡組均包括第一反射鏡和第二反射鏡，其中一組的反射鏡組上設有半波片組合衰減器。