一种基于微束等离子弧诱导的低功率激光高效焊接方法

摘要

本发明公开一种基于微束等离子弧诱导的低功率激光高效焊接方法，该方法借助微束等离子弧对激光等离子体的诱导作用及其辅热作用，实现对匙孔效应不稳定性的抑制，提高材料对激光热源能量的热吸收率。该方法采用的微束等离子弧主弧电流范围为20A～50A，脉冲激光束脉冲峰值功率范围为5kW～10kW，通过调整激光束与微束等离子弧的相对位置关系、束斑重合度以及微束等离子弧和激光束的输出能量，充分激发出低功率脉冲激光热源的最高能效，拓展低功率激光获得稳定深熔焊接效果的焊接参数范围。利用本发明能够实现常用金属材料的高效深熔焊接，尤其适用于铝合金、镁合金等轻合金材料的高效率、低能耗焊接。

主权项

一种基于微束等离子弧诱导的低功率激光高效焊接方法，该方法借助微束等离子弧对激光等离子体的诱导作用及其辅热作用，实现对匙孔效应不稳定性的抑制，提高材料对激光热源能量的热吸收率，所述焊接方法的步骤如下：(1)调整激光束出射方向，使其与铅垂面成0°～15°夹角；(2)调整微束等离子焊枪，使微束等离子弧出射方向与激光束成15°～30°夹角；(3)校准激光焊枪与微束等离子焊弧枪相对位置，使出射激光束与出射微束等离子弧位于同一平面，且以焊接前进方向为参照，微束等离子焊枪在前，激光焊枪在后；(4)使微束等离子弧的引燃弧工作，校准激光焊枪与微束等离子焊枪相对位置，使激光束在工件平面的束斑与微束等离子弧束斑重合；(5)使引燃弧短暂作用于工件表面待焊位置不超过5秒时长，产生预热效果，继而引弧使微束等离子弧的主弧开始工作，同时启动激光器工作，出射激光束，焊接开始；所述微束等离子弧主弧电流范围为20A～50A，且为连续输出的直流电弧电流；所述激光束为脉冲激光束，脉冲峰值功率范围为5kW～10kW，额定激光功率不超过600W；(6)焊接结束时，先关停激光束出射，再熄灭微束等离子弧，延迟停止保护气，并结束全部焊接流程。