[发明专利]一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接装置及方法

权利要求书

1.一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接方法，其特征在于，该方法基于一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接装置实现，所述的电感耦合超声辅助脉冲激光焊接装置包括激光头(1)、感应线圈(2)、超声装置(3)、红外测温仪(4)、电磁感应主机(5)、线圈架(6)、铝合金板(7)、激光头座和机床；

所述的激光头座吊装在机床上方；所述的激光头(1)安装在激光头座下方，激光头(1)的激光输出方向与竖直方向的夹角为5～15°；所述的线圈架(6)安装在激光头(1)外部；所述的感应线圈(2)水平吊装在线圈架(6)下方，激光头(1)输出的激光穿过感应线圈(2)的中心；所述的电磁感应主机(5)通过导线与感应线圈(2)电连接，电磁感应主机(5)用于向感应线圈(2)供电；所述的超声装置(3)安装在激光头座上，超声装置(3)的超声波输出方向指向焊接区域，超声装置(3)的超声冲击枪距离激光在焊接区的激光光斑中心距离为5～50mm；所述的红外测温仪(4)安装在机床上，用于测量铝合金板(7)的温度；所述的铝合金板(7)安装在机床的工作台上，铝合金板(7)的焊缝方向与机床工作台的运动方向平行；

所述的电感耦合超声辅助脉冲激光焊接方法，包括以下步骤：

步骤1.用砂纸打磨以去除铝合金板(7)对接焊缝周围30mm内的氧化皮，直至焊缝处周边露出金属光泽，用丙酮擦拭并吹干；

步骤2.将步骤1处理后的铝合金板(7)固定在机床的工作台上，铝合金板(7)焊缝的方向与机床工作台的运动方向平行；调节脉冲激光与垂直方向夹角为5～15°以保护镜头；

步骤3.设置激光头(1)的脉冲激光参数：平均功率P为200～500W、脉冲频率f为15～30Hz、脉冲宽度为2～4ms、调节离焦量为-0.5～0.5mm；

步骤4.开启电磁感应主机(5)，电磁感应主机(5)输出功率为1500W～3500W，电磁感应主机(5)输出频率为120KHz～180KHz，感应线圈(2)在铝合金板(7)上的作用面积为12mm²～24mm²，预热温度为150℃～300℃；

步骤5.开启超声装置(3)的电源，使超声装置(3)的超声冲击枪处于超声振动状态；超声装置(3)的超声功率为600～1800w，超声频率为10～30kHz；

步骤6.设置机床的工作台行走速度为200～300mm/min；启动激光头(1)与机床进行焊接，同时持续向焊缝正面吹惰性气体进行保护。

2.根据权利要求1所述的一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接方法，其特征在于，所述的感应线圈(2)的直径为5～10mm。

3.根据权利要求1所述的一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接方法，其特征在于，所述的步骤2中激光头(1)的平均功率P优选范围为300～400W、脉冲频率f优选范围为22～28Hz、脉冲宽度优选为3ms。

4.根据权利要求1所述的一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接方法，其特征在于，所述的步骤4中预热温度优选范围为180℃～280℃，对应的电磁感应主机(5)输出功率优选范围为2000～3000W，电磁感应主机(5)输出频率优选范围为140KHz～160KHz。

5.根据权利要求1所述的一种电感耦合超声辅助脉冲激光焊接方法，其特征在于，所述的步骤5中超声装置(3)的超声功率优选范围为800～1500W，超声频率优选范围为15～25KHz。