The invention relates to a device and a method for magnetic field assisted laser arc hybrid welding of small diameter thin-walled pipe, belonging to the welding technical field. The invention solves the defects of unfused, burned and porous in the existing welding technology of small diameter thin-walled pipe, and the technical key points are as follows: the equipment includes laser, arc welding machine, magnetic field generator, welding positioner, welding robot, clamping device, etc. The welding positioner is used for clamping the small diameter thin-walled pipe to be welded and adjusting the welding position of the small diameter thin-walled pipe to be welded. The magnetic field generator generates strong magnetic field through the coil which is sleeved outside the small diameter thin wall tube to be welded. Using this device, the method of the invention acts on the droplet and the flowing molten pool by the strong magnetic field generated by the induction coil, generates the Lorentz force acting on the droplet and the molten pool, promotes the fusion of the welding wire and the base metal, and solves the problem of poor wettability of the Hard-to-weld metal welding wire. At the same time, the flow of molten pool can be adjusted by stirring molten pool to refine grain, improve the defect of weld porosity and improve welding quality.
【技术实现步骤摘要】
一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备及方法
本专利技术涉及一种焊接小直径薄壁管的设备及方法,具体涉及一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备及方法,属于焊接
技术介绍
激光焊接是一种新型焊接技术,因其能量密度高、焊接速度快、焊缝成形好、易于自动化控制等优点,得到广泛应用。而激光电弧复合焊接是一种将激光和电弧两种能量表现形式不同的热源结合起来的焊接方法,该种焊接方法具有焊接效率高、焊接熔深大、焊缝成形好、热输入量小、能量利用率高等优点,可有效发挥两种热源的优势,同时弥补彼此的不足。其在航空航天、船舶制造、汽车制造、微电子制造、压力容器制造、民用及医用等领域具有广泛的应用。对于焊接性较差的铝合金、镁合金等而言,采用激光电弧复合焊接技术焊接铝、镁合金板材已经可以得到较好焊接质量的接头。然而,现有的激光电弧复合焊接技术在焊接镁合金、铝合金等难焊金属的小直径薄壁管时,仍存在较多问题。这是因为小直径管筒体曲率大,而铝、镁等合金的熔融金属表面张力较小,流动性较强,粘着系数低,在采用变换机转动来平衡小直径管的焊接位置时,往往会造成熔化的焊丝来不及凝固而在重力的作用下沿着焊缝表面向下流动,从而使焊缝出现未融合、烧穿、气孔等缺陷,进而影响焊缝质量。
技术实现思路
在下文中给出了关于本专利技术的简要概述,以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解,这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分,也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念,以此作为稍后论述的更详细描述的前序。鉴于此,本 ...
【技术保护点】
1.一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,包括激光器、电弧焊机、磁场发生器、焊接变位机、焊接机器人和夹持装置(33);待焊小直径薄壁管(60)装夹在焊接变位机(40)上,磁场发生器通过夹持装置(33)支撑套装在待焊小直径薄壁管(60)上,激光器和电弧焊机接装在焊接机器人上;所述激光器用于产生激光;所述电弧焊机用于产生焊接电弧;所述焊接变位机(40)用于夹持待焊小直径薄壁管及调节待焊小直径薄壁管的焊接位置;所述磁场发生器用于产生磁场,通过套在待焊小直径薄壁管外部的线圈作用于待焊位置;所述焊接机器人用于调整激光电弧复合焊接参数,控制焊接过程,安装激光器和电弧焊机;所述夹持装置(33)用于固定并支撑磁场发生器,调整磁场与焊接位置的距离。
【技术特征摘要】
1.一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,包括激光器、电弧焊机、磁场发生器、焊接变位机、焊接机器人和夹持装置(33);待焊小直径薄壁管(60)装夹在焊接变位机(40)上,磁场发生器通过夹持装置(33)支撑套装在待焊小直径薄壁管(60)上,激光器和电弧焊机接装在焊接机器人上;所述激光器用于产生激光;所述电弧焊机用于产生焊接电弧;所述焊接变位机(40)用于夹持待焊小直径薄壁管及调节待焊小直径薄壁管的焊接位置;所述磁场发生器用于产生磁场,通过套在待焊小直径薄壁管外部的线圈作用于待焊位置;所述焊接机器人用于调整激光电弧复合焊接参数,控制焊接过程,安装激光器和电弧焊机;所述夹持装置(33)用于固定并支撑磁场发生器,调整磁场与焊接位置的距离。2.根据权利要求1所述的一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,所述激光器为固体激光器、光纤激光器或者气体激光器,包括激光发生器(11)、光学传输系统(12)和激光输出头(13),所述激光发生器(11)产生的激光经过所述光学传输系统(12),由所述激光输出头(13)聚焦于待焊小直径薄壁管(60)的表面。3.根据权利要求2所述的一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,所述电弧焊机包括电弧焊电源(21)、焊丝传输系统(22)、焊枪(23),所述弧焊电源(21)调节电弧的焊接参数,并通过焊丝传输系统(22)将焊丝传输至焊枪(23)输出电弧作用于待焊小直径薄壁管(60)的表面。4.根据权利要求3所述的一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,所述磁场发生器包括磁场电源(34)、磁场控制系统(35)、感应线圈(31)和绝缘外壳(32);所述磁场电源(34)、磁场控制系统(35)与感应线圈(31)连接,所述磁场控制系统(25)用于控制磁场的强度和极性;所述感应线圈(31)位于圆筒状的绝缘外壳(32)内部;绝缘外壳(32)通过夹持装置(33)套在待焊小直径薄壁管(60)的外部;所述绝缘外壳(32)内部填充固化剂。5.根据权利要求4所述的一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,所述绝缘壳体(32)的内径与待焊小直径薄壁管的直径差值为8~10mm。6.根据权利要求4所述的一种磁场辅助激光电弧复合焊接小直径薄壁管的设备,其特征在于,所述焊接机器人包括数控系统(51)和机器臂(52);所述数控系统(51)与机器臂(52)、激光发生器(...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘福运,檀财旺,潘雁甲,李国豪,张珊珊,陈波,宋晓国,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海,山东船舶技术研究院,
类型:发明
国别省市:山东,37
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