The invention discloses an arc welding method based on laser high frequency oscillating pool, which uses arc heat source to provide the main energy needed for welding forming, and uses high frequency pulsed laser energy to oscillate the pool to excite the high frequency oscillation of the pool so as to form a dense and fine-grained melting structure during the melting process. The method comprises the following steps: 1) adjusting the arc welding torch and the laser emitter head; Relative position; 2) Set the cooperative working mode of arc current pulse and laser pulse; 3) Set the mode of laser beam action; 4) Turn on the laser and arc power supply to emit laser beam with specific parameters, at the same time start arc to make arc work and wire feeding; 5) At the end of welding process, turn off the laser beam first, then extinguish the arc, stop wire feeding and delay stopping. Protective gas, end all welding process. It can increase the density of weld structure, increase the heterogeneous nucleation rate in the molten pool, promote uniform nucleation, and refine the grain growth significantly during the solidification process of the molten pool.
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光高频振荡熔池的电弧焊接方法
本专利技术涉及复合焊接技术,具体涉及一种基于激光高频振荡熔池的电弧焊接方法。
技术介绍
随着科技的高速发展,焊接制造对生产效率、制造精度和制造质量提出了越来越高的要求。同时,高效率、低能耗的现代制造技术已经成为制造领域一个重要的发展方向。电弧焊接技术是一种成熟的焊接制造技术,是工业生产中应用最广泛的焊接方法,它的原理是利用电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将焊丝或焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝,从而获得牢固接头的焊接过程。电弧焊接技术具有制造成本低、生产效率高用等优点,能够用于大型机械的高效焊接,但相对于激光等高能束热源,电弧的热输入较高,容易造成金属结构内部晶粒组织粗大。电弧作用空间为气体保护下的开放空间,容易形成气孔缺陷。脉冲激光热源具有单脉冲功率高、平均热输入低、能量密度大等特点。将这两种热源结合用于焊接制造,为实现降低制造成本、提升制造效率、保证制造质量带来了新的可能。CN1943959公开了一种复合热源材料加工方法,在激光-电弧复合热源加工过程中,激光功率输出脉冲与交流电弧在同步脉冲触发信号的控制下,协调控制输出,即激光脉冲峰值功率始终出现在交流电弧负半波区间(ACEN)。该方法的复合方式为:激光与电弧同轴或旁轴;电弧类型为非熔化极惰性气体保护电弧、熔化极气体保护电弧、等离子弧;激光束类型为YAG固体激光束、CO2激光束或二级管激光束等。其有益效果是:能够减少激光能量的损耗,保证激光能量的充分利用,增强交流电弧负半波区间放电,减少加工参数及环境因素对加工稳定性的影响。提高电弧稳定性,改善加工区域的表 ...
【技术保护点】
1.一种基于激光高频振荡熔池的电弧焊接方法,其特征在于:所述方法利用电弧热源提供焊接成形所需要的主要能量,借助高频脉冲激光能量振荡熔池,激发熔池高频振荡使熔凝过程形成致密且细晶的焊缝组织结构,其包括如下步骤:1)将待焊工件固定于焊接平台上,调整电弧焊枪和激光出射头的相对位置,使得激光出射方向与电弧出射方向沿铅锤线对称分布,两者之间的夹角为5~10°,且以工作台前进方向为参照,激光出射作用点在后,电弧热源作用点在前,使得激光能量作用于电弧熔池尾部区域;2)设定电弧电流脉冲与激光脉冲的协同工作模式:当电弧电流为非脉冲模式时,激光脉冲能量与电弧能量为任意匹配;当电弧电流为脉冲模式时,激光脉冲与电弧电流脉冲的能量匹配包括:当电弧电流脉冲与激光脉冲为同步脉冲,在一个能量匹配周期内,脉冲能量匹配为峰值‑峰值匹配;当电弧电流脉冲与激光脉冲为异步脉冲,激光脉冲频率至少2倍于电弧电流脉冲频率,在一个能量匹配周期内,至少包括一个脉冲能量匹配为峰值‑峰值匹配,其余脉冲能量匹配为峰值‑基值匹配;3)设定脉冲激光束作用模式为微动扫描模式,脉冲激光束以圆形轨迹、椭圆形轨迹、三角形轨迹、月形轨迹或直线往复轨迹作用于 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于激光高频振荡熔池的电弧焊接方法,其特征在于:所述方法利用电弧热源提供焊接成形所需要的主要能量,借助高频脉冲激光能量振荡熔池,激发熔池高频振荡使熔凝过程形成致密且细晶的焊缝组织结构,其包括如下步骤:1)将待焊工件固定于焊接平台上,调整电弧焊枪和激光出射头的相对位置,使得激光出射方向与电弧出射方向沿铅锤线对称分布,两者之间的夹角为5~10°,且以工作台前进方向为参照,激光出射作用点在后,电弧热源作用点在前,使得激光能量作用于电弧熔池尾部区域;2)设定电弧电流脉冲与激光脉冲的协同工作模式:当电弧电流为非脉冲模式时,激光脉冲能量与电弧能量为任意匹配;当电弧电流为脉冲模式时,激光脉冲与电弧电流脉冲的能量匹配包括:当电弧电流脉冲与激光脉冲为同步脉冲,在一个能量匹配周期内,脉冲能量匹配为峰值-峰值匹配;当电弧电流脉冲与激光脉冲为异步脉冲,激光脉冲频率至少2倍于电弧电流脉冲频率,在一个能量匹配周期内,至少包括一个脉冲能量匹配为峰值-峰值匹配,其余脉冲能量匹配为峰值-基值匹配;3)设定脉冲激光束作用模式为微动扫描模...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗怡,张成洋,陈东,谭念青,杜金龙,唐学鹏,杨忠仪,祝进,
申请(专利权)人:重庆理工大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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