The invention relates to a method and device for laser welding plume control and welding pool protection, which belongs to the welding field. The laser beam generated by the laser focusing effect on the workpiece, the formation of keyhole and molten pool; double nozzle inner tube is arranged above the small orifice, by connecting with the suction device, the small orifice area at the negative pressure is formed in a stable state, the hole ejected plume by tube extraction and rapid escape; double nozzle the outer tube is arranged above the pool, through the protection of gas protection welding pool. Laser welding method for forming negative pressure of nozzle inner tube to control plume and outer tube to protect gas pool. Through the local negative pressure environment above the small orifice, the invention can thoroughly remove the absorption and scattering effect of the plume to the laser, and provide better transmission channel for the laser beam, so as to fully focus on the welding workpiece, and greatly improve the energy utilization rate of the laser. On the other hand, the outer nozzle of the nozzle can better protect the weld pool when the inner tube of the nozzle removes the disturbance of the plume to the protective airflow.
【技术实现步骤摘要】
激光焊接羽辉控制和熔池保护方法及装置
本专利技术涉及一种焊接方法,属于激光材料加工
,尤其涉及一种激光焊接羽辉控制和熔池保护方法及装置。
技术介绍
激光焊接具有能量密度高、焊接效率高、热输入量小、焊接变形小、焊接过程中无需直接接触等显著的优点,被认为是21世纪最为先进的材料连接技术之一,获得了广泛的应用。近年来,固体激光器(如光纤激光、碟片激光和Nd:YAG激光)有了长足发展,这类激光器在材料加工方面的优势也越来越明显。以光纤激光器为例,它具有电光转换效率高、输出功率高、光束质量高、加工柔性高、运行成本低等综合优势,为材料加工提供了一种优质热源。羽辉是这类激光焊接中一种固有的物理现象,对焊接过程存在明显的负面影响。一方面,羽辉中的微粒对入射激光存在吸收和散射效应,故而明显的减小焊接熔深和影响焊接过程的稳定性。另一方面,这类激光焊接过程蒸发剧烈,孔内喷发羽辉的速度可达250m/s,远高于喷嘴中流向熔池的保护气流速。向上喷发的羽辉对保护气流的扰动势必将影响保护气对熔池的保护效果。因此,控制激光焊接羽辉对焊接过程的负面影响具有重要的科学意义和工程应用价值,包括提高焊接中激光的能量利用率、提高生产效率、提高焊接过程稳定性、降低焊接缺陷的产生、以及提高焊缝成形和熔池保护效果等方面。利用横向气帘可以吹除羽辉,但熔池上方的高速气流对焊接熔池的扰动,将对焊接过程稳定和熔池保护等方面引入负面影响。采用气管侧吸的方式可以吸走羽辉,但是吸气产生的负压将导致空气流向熔池区域,影响熔池保护。采用真空焊接可以抑制羽辉的产生、且保护效果很好,但真空焊接降低了激光焊接的柔性,且提高 ...
【技术保护点】
一种激光焊接羽辉控制和熔池保护装置,其特征在于:双层喷嘴内外管同轴;双层喷嘴轴向与激光光轴的夹角为5°~90°;双层喷嘴在板面上的投影与焊接方向的夹角为0°~180°;双层喷嘴内管的内径为0.5mm~3mm,外管的内径为4mm~20mm;喷嘴出口处,沿轴线上内管口比外管口长0.5mm~15mm。内外管口平面平行于熔池表面,或者垂直于喷嘴轴向,或者介于二者之间。
【技术特征摘要】
1.一种激光焊接羽辉控制和熔池保护装置,其特征在于:双层喷嘴内外管同轴;双层喷嘴轴向与激光光轴的夹角为5°~90°;双层喷嘴在板面上的投影与焊接方向的夹角为0°~180°;双层喷嘴内管的内径为0.5mm~3mm,外管的内径为4mm~20mm;喷嘴出口处,沿轴线上内管口比外管口长0.5mm~15mm。内外管口平面平行于熔池表面,或者垂直于喷嘴轴向,或者介于二者之间。2.应用如权利要求1所述装置进行一种激光焊接羽辉控制和熔池保护方法,其特征在于:应用于固体激光或半导体激光焊接;焊...
【专利技术属性】
技术研发人员:邹江林,李敏,肖荣诗,哈纳,郭士慧,王利达,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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