[发明专利]三热源复合焊接的方法及装置

权利要求书

1.三热源复合焊接的方法，其特征为：对相邻的两个焊件进行焊接时，沿焊接移动方向，对同一焊点依次进行等离子电弧焊接、激光焊接和气体保护焊接；其中，

所述等离子电弧焊接通过等离子电弧加热两个焊件之间坡口两侧的焊件母材，并熔化部分焊件母材后，在坡口底部形成一个微小熔池，所述微小熔池的作用是填补坡口间隙或钝边之间的间隙，避免随后的激光束透过间隙漏出；

所述激光焊接通过激光束熔化坡口或熔化钝边，形成封闭的坡口底部；激光束作用在所述微小熔池上，微小熔池吸收和传递作用其上的激光能量；通过激光焊接熔化预设厚度的坡口或钝边，并利用激光焊接的熔深能力形成打底焊；

所述气体保护焊接通过气体保护焊接电弧熔化所述坡口两侧的焊件母材，使熔化后的焊丝和焊件母材填充满坡口和钝边，完成焊接；

所述等离子电弧焊接、激光焊接和气体保护焊接各自对应的焊接设备为等离子焊炬、激光焊接头和气体保护焊焊枪。

2.如权利要求1所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：所述等离子焊炬、激光焊接头和气体保护焊焊枪的喷嘴投影沿直线分布，并且在焊接过程中，三种热源以相同的焊接速度行进，并且所述等离子电弧、激光束和气体保护焊接电弧均作用在同一个熔池中。

3.如权利要求1所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：在焊接过程中，等离子焊炬的喷嘴端面到焊件表面的距离为0～8毫米，激光焊接头的激光束焦点位于焊件表面以下0～20毫米，气体保护焊焊枪的电弧喷嘴的端面到等离子焊炬的喷嘴端面的高度差为0～10毫米；等离子电弧的中心线与激光束在焊件表面处的间距为8～20毫米，激光束到气体保护电弧的中心线在钝边处的间距为0～6毫米。

4.如权利要求1所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：在进行激光焊接的过程中，根据需要对激光束进行振镜摆动。

5.如权利要求4所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：所述振镜摆动从起始点起的幅度为小于或等于5毫米。

6.如权利要求4所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：在振镜摆动过程中，摆动频率为10～1000赫兹。

7.如权利要求1所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：等离子焊炬的工作电流为50～400A，激光焊接头的激光束能量为1～12kW，气体保护焊焊枪的工作电流为50～800A。

8.如权利要求1至7之一所述的三热源复合焊接的方法，其特征为：所述的气体保护焊接为MIG焊接或MAG焊接。

9.用于权利要求1至8之一所述方法的三热源复合焊接的装置，其特征为：在一个焊炬中沿焊接行进的方向由前往后依次设有直线排列的等离子焊炬(1)、激光焊接头(2)和气体保护焊焊枪(3)。

10.如权利要求9所述的装置，其特征为：所述等离子焊炬(1)、激光焊接头(2)和气体保护焊焊枪(3)相互之间的位置关系为：气体保护焊焊枪(3)的电弧喷嘴的端面到等离子焊炬(1)的喷嘴端面的高度差为0～10毫米；等离子焊炬(1)发射出的等离子电弧(11)的中心线与激光焊接头(2)发射的激光束(21)在焊件(4)表面处的间距为8～20毫米，激光焊接头(2)发射的激光束(21)到气体保护焊焊枪(3)发射的气体保护电弧的中心线在焊件(4)的钝边(41)处的间距为0～6毫米。