[发明专利]一种振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法及系统

权利要求书

1.一种振荡扫描激光束-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，形成焊缝并完成工件焊接；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。

2.根据权利要求1所述的振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法，其特征在于，激光束和电弧焊枪夹角的调节范围为30°～40°。激光-电弧间距的调节范围为0.5mm～6mm，优选范围为1mm～4mm；激光束离焦量的调节范围为-4mm～4mm，优选范围为-2mm～2mm。

3.根据权利要求1所述的振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法，其特征在于，第2步中，激光功率范围为3000W～10000W；电弧电流范围为150A～320A；焊接速度的范围为2m/min～6m/min。

4.根据权利要求1、2或3所述的振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法，其特征在于，以焊缝方向为X轴方向，位于工件表面内的焊缝横向方向为Y轴方向，垂直于工件表面的方向为Z轴方向，激光束振荡扫描的位移范围为：X轴方向-4mm～8mm；Y轴方向-10mm～10mm；Z轴方向-5mm～5mm，激光束的振荡频率为2Hz～2000Hz。

5.根据权利要求1、2或3所述的振荡扫描激光束-电弧复合焊接方法，其特征在于，以焊缝方向为X轴方向，位于工件表面内的焊缝横向方向为Y轴方向，垂直于工件表面的方向为Z轴方向，激光束振荡扫描的位移范围为：X轴方向为-2mm～3mm；Y轴方向为-5mm～5mm；Z轴方向为-2mm～2mm，激光束的振荡频率为20Hz～500Hz。

6.一种振荡扫描激光束-电弧复合焊接系统，该系统包括激光器、焊机、振镜控制器、数控系统、运动机构和复合焊接加工头；

所述数控系统分别与激光器、焊机、振镜控制器和运动机构电信号连接，激光器通过传输镜组或传输光纤与振镜聚焦装置光连接；所述运动机构用于安装复合焊接加工头或工件，实现其运动；所述振镜控制器和振镜聚焦装置相连，用于设定和控制激光束的扫描图形、振幅和振荡频率；所述复合焊接加工头用于激光束和电弧的复合。

7.根据权利要求6所述的振荡扫描激光束-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述复合焊接加工头采用旁轴结构，包括振镜聚焦装置、电弧焊枪和调节装置；调节装置用于调节激光束和电弧焊枪的夹角，以及激光-电弧间距，调节装置的一端固定于振镜聚焦装置，另一端安装电弧焊枪；所述振镜聚焦装置内安装有用于激光束聚焦和振荡扫描的振镜镜组。

8.根据权利要求6或7所述的振荡扫描激光束-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述运动机构为在三轴工作台或机器人。