[发明专利]外加高频磁场的激光TIG电弧同轴复合焊接方法及装置

摘要

本发明涉及外加高频磁场的激光TIG电弧同轴复合焊接方法及装置，1）首先将TIG焊机的正负极分别接至工件和钨极，然后将激磁电源输出端接至激磁线圈上，将激磁线圈通过复合焊接头连接装置与激光TIG复合焊接头连接在一起，确定焊接行走路径；2）打开激磁电源，给激磁线圈供电；3）打开保护气进行焊接，观察焊缝成形情况。有益效果是：有效提高了电弧气动压力，电弧电流密度，使电弧热量分布更加集中，压缩了电弧半径，进而提高了电弧能量密度和电弧的挺度，这些都使得在激光电弧复合焊接过程中焊接电弧的稳定程度提高，进而十分有利于激光TIG电弧复合同轴焊接时激光与电弧的同轴复合程度，有广阔的市场及应用前景。

主权项

外加高频磁场的激光‑TIG电弧同轴复合焊接方法，其特征在于，按以下步骤完成：1）首先将TIG焊机的正负极分别接至工件和钨极，然后将激磁电源输出端接至激磁线圈上，将激磁线圈通过复合焊接头连接装置与激光‑TIG复合焊接头连接在一起，确定焊接行走路径；2）打开激磁电源，给激磁线圈供电，由激磁电源产生的激磁电流，使激磁线圈在激光‑TIG电弧同轴复合焊接区域产生频率为0～20KHz的高频磁场，在激光‑TIG电弧同轴复合焊接区域产生的高频磁场作用于激光产生的光致等离子体，减小光致等立体对激光的屏蔽作用，提高激光利用率，同时，还作用于焊接电弧,由于外加磁场的高频率的变化和电弧等离子体和空气磁导率的差异，就会在电弧内外形成一个磁压力差△P，该磁压力差会对电弧产生高频磁压缩效应，提高电弧能量密度和挺度，压缩电弧半径，提高激光‑TIG电弧同轴复合焊接中电弧自身稳定燃烧能力和冲击熔深的能力，同时提高激光‑TIG电弧同轴复合焊接过程中激光束与电弧保持同轴的能力，避免由于焊接过程中由于同轴程度降低而产生的焊接工艺缺陷；3）打开保护气进行焊接，观察焊缝成形情况，通过调节0～200A的激磁电流和25%～75%的占空比来调整高频磁场的引入强度，通过调节0～20KHz的激磁电流频率来调整高频磁场的引入频率，改善激光‑TIG电弧复合焊接焊缝成形工艺，焊缝熔深会随着激磁电流频率和磁场强度的增加而增加，在相同的0～500A的焊接电流和0～6000W的激光功率下，外加高频磁场比不加磁场激光‑TIG电弧同轴复合焊接的焊缝熔深有明显增加，增加幅度为10%～35%左右，焊接热影响区的晶粒组织变得细密，脆硬倾向明显降低。