[发明专利]新型双光束激光复合激光填粉焊接方法及装置

说明书

本发明提供了新型双光束激光复合激光填粉焊接方法，包括：步骤110：获取焊接目的，根据所述焊接材料的类型以及焊接需求确定填充粉末以及保护气体；步骤120：进行预备试验，初步设置两束激光的工艺参数，利用视觉追踪系统以及温度传感系统确定最佳的液态微锻的区域，并优化两束激光的工艺参数对所述工艺参数进行更新；步骤130：根据所述预备试验所优化的相关参数，完成新型双光束激光复合激光填粉焊接。通过微锻激光对熔融状态下的焊接区域作用，抑制了焊缝中气孔的数量，柱状晶向等轴晶转变、组织更加细化、初生相与共晶组织的形貌和尺寸受到影响、枝晶臂间距缩短、熔池区域化学成分不均匀性减少，焊缝组织和力学性能得到改善。

技术领域

本发明涉及激光修复技术领域，具体涉及新型双光束激光复合激光填粉焊接方法及装置。

背景技术

随着激光技术的快速进步，激光焊接逐渐成为现代工业发展必不可少的技术手段，激光焊接作为利用高能量密度的激光束为热源实现材料连接的一种先进技术，在航空航天、汽车、船舶、装备制造等领域得到广泛应用。

由于激光焊接的快冷快热特性、焊接头常常存在宏观表面不平整、裂纹、气孔、组织混乱甚至出现焊不牢等问题。

因此如何在激光焊接过程中，提高焊接头组织结构强度、减少裂纹气孔、消除应力、提高焊接件的力学性能是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，本发明提供新型双光束激光复合激光填粉焊接方法及装置。

提出了新型双光束激光复合激光填粉焊接方法，所述方法包括以下：

步骤110：获取焊接材料的类型以及相应的焊接需求，根据所述焊接材料的类型以及焊接需求确定填充粉末以及保护气体；

步骤120：进行预备试验，所述预备试验包括，

初步设置第一激光以及第二激光的工艺参数，所述第一激光作为焊接激光即用于提供连续激光，利用其热效应使填充粉末及焊接区熔化形成熔池，所述第二激光作为微锻激光即用于提供短脉冲激光，对熔池进行冲击搅拌作用，

利用视觉追踪系统以及温度传感系统确定最佳的液态微锻的区域，并优化第一激光以及第二激光的工艺参数对所述工艺参数进行更新；

步骤130：根据所述预备试验所优化的相关参数，完成新型双光束激光复合激光填粉焊接。

进一步，所述方法还包括：在上述步骤110之前还会焊接材料进行焊接前处理，所述焊接前处理具体包括，对焊接材料进行开坡口操作，之后对坡口附近位置表面清理、打磨。

进一步，上述预备试验中利用视觉追踪系统以及温度传感系统确定最佳的液态微锻的区域具体包括，

通过视觉追踪系统获取熔池区域飞溅图像，并形成第一曲线图，所述第一曲线图包括飞溅率与第二激光的参数之间的映射关系，所述飞溅率通过熔池区域飞溅图像获得，通过第一曲线图获得飞溅率最低处的第二激光的参数，即最佳微锻工艺参数；

通过温度传感系统形成熔池温度曲线图，并根据所述熔池温度曲线图获得第一激光的最佳工艺参数。

本发明还提出新型双光束激光复合激光填粉焊接装置，包括，

第一激光器，用于产生第一激光，所述第一激光作为焊接激光即用于提供连续激光，利用其热效应使填充粉末及焊接区熔化形成熔池；

第二激光器，用于产生第二激光，所述第二激光作为微锻激光即用于提供短脉冲激光，对熔池进行冲击搅拌作用；

视觉追踪系统，用于获取熔池区域飞溅图像，并形成第一曲线图，所述第一曲线图包括飞溅率与第二激光的参数之间的映射关系，所述飞溅率通过熔池区域飞溅图像获得，通过第一曲线图获得飞溅率最低处的第二激光的参数，即最佳微锻工艺参数；