[發明專利]一種基于激光沖擊的金屬焊接方法及系統

有效

• 申請號: 202010639030.2
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111843124B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 周留成;何衛鋒;潘鑫磊;蔡振兵;焦陽;王學德
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/025;B23K9/32;C22F3/00;B23K103/14
• 代理公司: 鄭州知倍通知識產權代理事務所(普通合伙) 41191
• 代理人: 李玲玲

1.一種基于激光沖擊的金屬焊接方法，其特征在于，焊槍對焊接對象的焊縫的整個焊接過程分為至少兩個焊接子過程，所述金屬焊接方法包括：

當焊槍完成每一個焊接子過程時，即完成一層焊接時，檢測焊接對象的焊縫的溫度；

當所述焊縫的溫度降低到預設溫度閾值時，啟動激光器，對所述焊縫進行激光沖擊強化，同時，施加磁場，所述激光器輸出的激光束穿過所述磁場，且所述磁場覆蓋焊縫表面，用以約束激光器輸出的激光束在焊縫表面誘導的等離子體，使所述等離子體的帶電粒子的洛倫茨力指向所述焊縫，約束所述等離子體的帶電粒子向激光入射方向膨脹；當熱激光沖擊強化過程結束之后，進行下一個焊接子過程；所述預設溫度閾值為300℃。

2.一種基于激光沖擊的金屬焊接系統，其特征在于，包括焊槍、外加磁場生成裝置、激光器和溫度檢測裝置；所述焊槍對焊接對象的焊縫的整個焊接過程分為至少兩個焊接子過程；

當所述焊槍完成每一個焊接子過程時，即完成一層焊接時，所述溫度檢測裝置檢測焊接對象的焊縫的溫度，當所述焊縫的溫度降低到預設溫度閾值時，啟動激光器，對所述焊縫進行激光沖擊強化，同時，所述外加磁場生成裝置施加磁場，所述激光器輸出的激光束穿過所述磁場，且所述磁場覆蓋焊縫表面，用以約束激光器輸出的激光束在焊縫表面誘導的等離子體，使所述等離子體的帶電粒子的洛倫茨力指向所述焊縫，約束所述等離子體的帶電粒子向激光入射方向膨脹；當熱激光沖擊強化過程結束之后，進行下一個焊接子過程；

所述預設溫度閾值為300℃。

3.根據權利要求2所述的基于激光沖擊的金屬焊接系統，其特征在于，所述金屬焊接系統還包括控制裝置，所述控制裝置與所述焊槍、外加磁場生成裝置、激光器和溫度檢測裝置電連接。

4.根據權利要求2所述的基于激光沖擊的金屬焊接系統，其特征在于，所述外加磁場生成裝置包括N極板和S極板。

5.根據權利要求2所述的基于激光沖擊的金屬焊接系統，其特征在于，所述激光器包括Nd:YAG激光生成模塊、反射鏡和聚焦鏡，所述Nd:YAG激光生成模塊輸出的激光束輸出給所述聚焦鏡的激光輸入端，所述聚焦鏡的激光輸出端輸出的激光束用于照射所述焊縫，所述反射鏡設置在所述Nd:YAG激光生成模塊和聚焦鏡之間的光路上。

6.根據權利要求2所述的基于激光沖擊的金屬焊接系統，其特征在于，所述溫度檢測裝置為紅外測溫儀。