The utility model discloses an ultrasonic-assisted laser welding device, in which the laser beam is circular and elliptical by controlling the amplitude and phase difference of two ultrasonic vibration groups based on the principle of vibration synthesis through mechanical coupling of two laser horns with the same plane and perpendicular to each other. On the one hand, the synthetic ultrasonic vibration is directly acted on the laser beam through the laser head to strengthen the thermal composite effect of the laser. On the other hand, part of the ultrasonic energy is transmitted into the molten pool through the laser beam, which affects the heat transfer and flow behavior of the molten pool. Compared with single laser welding process, the laser beam energy density of the utility model is strengthened due to the action of ultrasonic and laser combined energy field. At the same time, the welding pool is subjected to the action of high frequency vibration energy, which makes the weld microstructure dense, the gas precipitates thoroughly, the grain refines and the alloy elements distribute more uniformly, so the welded joints are welded. The quality has been greatly improved.
【技术实现步骤摘要】
一种超声辅助激光焊接装置
本技术涉及一种超声辅助激光焊接装置与工艺,属于高效激光加工
技术介绍
激光焊接作为高能束焊接技术的一种,具有能量密度高、焊接热输入小、焊接速度快、自动化程度高、焊接结构变形小、可达性和柔性强等特点,具有特有的技术和经济优势,在航空航天、汽车制造、轻工电子等领域得到广泛的应用。但是激光焊接也面临着能量转换效率低,能量消耗大;对工件的装配精度要求高;对激光的反射率高的材料焊接,激光的实际利用率低等挑战,这些问题制约了激光在焊接方面应用的进一步扩展。超声加工是利用高频振动在物质中传播时产生的力学效应、热效应进行加工的一种加工技术。在常规加工工艺中引入超声能量可以提高材料加工速率、质量和完成常规技术所不能胜任的材料加工与处理,因此,功率超声技术在机械加工、表面改性、铸造和焊接领域有广泛的研究和应用。如果将超声波与激光焊接有效结合则可以拓展激光焊接的应用范围,并提升激光焊接质量。目前已经有将超声振动引入激光焊接的报道:如专利CN102059453A公开的《超声波非接触式辅助激光焊接的方法》,该方法是在激光焊接过程中,在激光焊接产生的熔池的上方悬空放置功率超声装置通过超声在熔池内产生的空化和破碎作用来细化焊缝晶粒,以提高焊缝的力学性能。专利CN103114286A公开的《一种超声辅助激光修复钛合金的方法》,该方法是在钛合金激光修复过程中,超声设备至于工件表面,通过工件将超声导入熔池,利用超声的空化效应细化焊接区域晶粒。工件修复后,超声作用于修复区域表面,以达到消除内应力的作用。专利CN105583523A公开的《一种超声辅助激光深熔 ...
【技术保护点】
1.一种超声辅助激光焊接装置,其特征在于:包括超声波发生器(4)、激光头(1)、激光发生器、超声振动装置和振动传导装置;所述的超声振动装置包括换能器(3),所述的振动传导装置包括变幅杆(2);所述超声波发生器(4)与换能器(3)连接;所述变幅杆(2)的一端与换能器(3)连接,其另一端与激光头(1)连接,所述激光头(1)与激光发生器通过激光传导装置连接。
【技术特征摘要】
1.一种超声辅助激光焊接装置,其特征在于:包括超声波发生器(4)、激光头(1)、激光发生器、超声振动装置和振动传导装置;所述的超声振动装置包括换能器(3),所述的振动传导装置包括变幅杆(2);所述超声波发生器(4)与换能器(3)连接;所述变幅杆(2)的一端与换能器(3)连接,其另一端与激光头(1)连接,所述激光头(1)与激光发生器通过激光传导装置连接。2.根据权利要求1所述的一种超声辅助激光焊接装置,其特征在于:所述变幅杆(2)与激光头(1)通过可拆卸机构机械耦合连接。3.根据权利要求1所述的一种超声辅助激光焊接装置,其特征在于:超声波发生器(4)同时输出两路频率和幅值相同高频交流电,交流电的相位差是0或者π/2。4.根据权利要求1所述的一种超声辅助激光焊接装置,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨景卫,卢清华,
申请(专利权)人:佛山科学技术学院,
类型:新型
国别省市:广东,44
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