[發明專利]大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法及其焊接裝置

在審

• 申請號: 201810577074.X
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108788471A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 楊曉益;陳輝;朱宗濤;蔡創;黃霜;殷彥杰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 吳桐

1.一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，包括在保護氣體保護下，將激光焊接設備產生的激光束和電弧焊接設備產生的電弧(22)共同作用于一個焊接熔池進行焊接，其特征在于：所述激光焊接設備產生的激光束為振動激光束(12)，所述電弧焊接設備的焊槍(21)為窄間隙電弧焊槍；在激光-電弧復合焊接過程中，震動激光束(12)和電弧(22)在大厚板窄間隙坡口內部復合，利用激光對電弧的吸引作用，通過震動激光束(12)引導電弧(22)在大厚板窄間隙坡口內部擺動，使得振動激光束(12)和電弧(22)兩個熱源同時作用于一個焊接熔池進行焊接。

2.根據權利要求1所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，其特征在于：所述振動激光束(12)為線性振動激光束，其具體振動方式是：以焊縫為對稱中心，激光按設定的頻率沿垂直于焊接的方向進行線性振動。

3.根據權利要求1所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，其特征在于：所述振動激光束(12)為圓形振動激光束，其具體振動方式是：激光按設定的頻率沿以焊縫為對稱中心的圓形軌跡進行振動。

4.根據權利要求1所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，其特征在于：所述振動激光束(12)產生的具體方式是：所述激光焊接設備還包括振動驅動器(14)，振動驅動器(14)驅動激光頭(11)內部鏡片機械振動，激光頭(11)內部鏡片的機械振動帶動激光器(10)產生的激光振動，形成振動激光束(12)。

5.根據權利要求1所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，其特征在于：所述振動激光束(12)的振動頻率為50～100Hz。

6.根據權利要求1所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，其特征在于：在激光-電弧復合焊接過程中，通過實時監測裝置實時監測焊接情況，激光焊接設備根據實時監測的焊接情況調節產生的振動激光束(12)的振動方式、振動幅度和振動頻率；電弧焊接設備根據實時監測的焊接情況調節焊接電流、焊接電壓。

7.根據權利要求1-6任一所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接方法，其特征在于：所述實時監測裝置包括實時觀測焊接情況的高速攝像機(31、32)，所述焊接情況包括焊接電弧的形態與位置、電弧與側壁的作用、焊接熔池的流動及熔滴過渡情況。

8.一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接裝置，包括激光焊接設備和電弧焊接設備，其特征在于：所述激光焊接設備包括激光器(10)、與激光器(10)通過光纖(13)相連的激光頭(11)和振動驅動器(14)，振動驅動器(14)與激光頭(11)通過驅動線(15)相連，可驅動激光頭(11)內部鏡片振動；所述電弧焊接設備的焊槍(21)為窄間隙電弧焊槍。

9.根據權利要求8所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接裝置，其特征在于：所述焊接裝置還包括實時監測裝置和控制中心(40)；所述實時監測裝置包括實時觀測焊接情況的高速攝像機(31、32)；高速攝像機(31、32)將觀測的焊接情況傳輸給控制中心(40)，控制中心(40)與激光焊接設備的振動驅動器(14)和電弧焊接設備通信連接。

10.根據權利要求9所述的一種大厚板窄間隙振動激光-電弧復合焊接裝置，其特征在于：所述焊接情況包括焊接電弧的形態與位置、電弧與側壁的作用、焊接熔池的流動及熔滴過渡情況。