一种振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法及系统

摘要

本发明公开了一种振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法及系统。激光束和电弧一起在大范围空间内沿拼缝运动；与此同时，激光束围绕电弧作用点在局部微小区域内做振荡扫描运动，实际焊接轨迹为两种运动叠加而成的曲线。激光束振荡扫描位移的最优范围为X轴方向-2-3mm，Y轴方向范围为-5-5mm，Z轴方向-2-2mm，振荡频率20-500Hz。本发明通过激光束振荡扫描效应和激光-电弧协同效应的相互作用形成增强的技术效果，提高焊缝质量。与已有的激光-电弧复合焊接和激光扫描焊接相比，本发明具有更强的焊缝气孔抑制能力，并提高焊缝强度10-50％。

主权项

一种振荡扫描激光束‑电弧复合焊接方法，包括下述步骤：第1步调节激光和电弧的空间位置，使两者位于有效复合范围内；其中，激光束和电弧焊枪夹角的调节范围为20°‑50°；激光‑电弧间距的调节范围为0.5mm‑6mm；激光束离焦量的调节范围为‑4mm‑4mm；第2步将激光束和电弧共同作用于工件并形成一个焊接熔池，开始实施振荡扫描激光束‑电弧复合焊接，通过调节激光束振荡频率、振幅和激光功率来控制激光束在焊接熔池内的搅拌强度，通过规划激光束扫描路径来调控熔池内液态金属的流动方向，形成焊缝并完成工件焊接；在焊接过程中，振荡扫描激光束在焊缝宽度方向的振荡扫描行为将增宽焊缝下部，并通过搅拌效应增强熔池对流，将电弧热量引入下部，进一步增宽焊缝下部，提高整个焊接熔池热量分布的均匀性；振荡激光束进行周期性规则扫描运动，使焊缝下半部分发生重熔，以延长该区域的熔池凝固时间，有利于气泡的逸出；其中，激光功率范围为500W‑20000W；电弧电流范围为30A‑500A；焊接速度的范围为0.2m/min‑30m/min。