[发明专利]一种激光主动切割焊丝控制熔滴温度的方法

摘要

本发明公开一种激光主动切割焊丝控制熔滴温度的方法，包括：调节焊枪和激光器的空间位置，电弧加热焊丝和基板，形成熔滴和熔池；通过弧压检测与反馈系统检测焊接过程中的电压并驱动伺服电机调节送丝速度改变干伸长；采用机器视觉实时检测熔滴位置，测量熔滴底部到激光入射点之间的距离；计算机根据弧压反馈信号与熔滴位置检测，当熔滴到预定位置，触发脉冲激光照射焊丝；固定激光入射点，改变干伸长，在同样热输入的情况下能够通过调节焊丝熔化量，改变熔滴温度。利用激光切割焊丝能够提高焊丝的熔敷效率，对熔滴温度的调控可以减小电弧增材制造过程对基板的热输入，能够有效控制热积累严重以及熔池过热现象。

主权项

1.一种激光主动切割焊丝控制熔滴温度的方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1、调节焊枪和激光器的空间位置，电弧加热焊丝和基板，形成熔滴和熔池；步骤2、通过弧压检测与反馈系统检测焊接过程中的电压并驱动伺服电机调节送丝速度改变干伸长；步骤3、采用机器视觉实时检测熔滴位置，测量熔滴底部到激光入射点之间的距离；步骤4、计算机根据弧压反馈信号与熔滴位置检测，当熔滴到预定位置，触发脉冲激光照射焊丝；步骤5、固定激光入射点，改变干伸长，在同样热输入的情况下能够通过调节焊丝熔化量，改变熔滴温度；其中，用于加热和熔化焊丝的总热量Pm由两部分组成：电弧的近电极区产热和电阻热；可用下式表示：P_m＝I_a(U_m+I_aR_S)其中，I_a为焊接电流，U_m为电弧热熔化焊丝的等效电压，R_S为焊丝伸出长度的电阻值，电弧增材热源熔化焊丝和基板，形成熔滴和熔池，计算机控制系统根据弧压检测与反馈系统采集到的电压信号驱动伺服电机送丝系统来调节送丝速度，稳定弧长；同时，计算机控制系统根据机器视觉实时采集系统检测到熔滴的预定位置，触发脉冲激光发生器发出脉冲激光切割焊丝，当激光切割焊丝时，用于加热和熔化焊丝的总热量基本不变，即对熔滴的热输入不变，不同的切割位置得到不同质量的“固态焊丝‑熔滴结合体”，切断的“结合体”在电弧热的作用下形成新的熔滴，熔滴进入熔池时的整体质量增加，使得熔滴整体温度减小；即通过调节切割位置得到不同质量的“结合体”，来调控熔滴温度。