The invention relates to a coaxial composite welding method for ultra high power laser and stirring electric field. At present, in the ultra-high power laser welding of medium and thick plates, the welding process is extremely unstable due to the excessive thermal energy conversion effect, and the welding problems such as porosity, cracks, spatter, forming and so on are very easy to occur. The invention is characterized in that a symmetrical ring distribution and coaxially agitated multi-tungsten electrode electric field is added to weakly compound the hole above the keyhole of ultra-high power laser welding, and the specific steps are as follows: firstly, a 10-500V direct electric field is applied between the workpiece and the tungsten electrode, and the tungsten electrode negative electrode of the direct power supply is described, and the workpiece is electrified. The source positive pole and the multi-tungsten pole are symmetrically annular above the laser welded keyhole, in which each tungsten pole has a coaxial shielding gas. The shielding gas multi-tungsten pole rotates in two coordinated directions along the axial direction of the laser welded keyhole with the frequency of 0-500 Hz. The invention is applied to the ultra high power laser and the stirring electric field coaxial composite welding method.
【技术实现步骤摘要】
超高功率激光与搅动电场同轴复合焊方法
:本专利技术涉及超高功率激光+同轴搅动电场复合焊接技术,具体涉及一种超高功率激光与搅动电场同轴复合焊方法。
技术介绍
:目前在超高功率激光中、厚板焊接中,焊件厚度在8mm以上,由于过于剧烈的热能转换效应使得焊接过程极为不稳,极易出现气孔、裂纹、飞溅、成形等焊接问题。同时在剧烈的等离子体羽辉及金属蒸汽的干扰下,使得激光功率对于熔深的转化效率远低于千瓦级激光器,这些不足都将对万瓦级激光技术的推广、应用产生严重影响;万瓦级激光器的出现为常规激光热源模式及焊接特性注入了新的概念,由于高功率激光热源可以很好地实现较厚壁高性能金属材料的高效优质连接,因此,其应用潜能正日益凸显出来,并已成为当前高端装备高性能金属材料焊接的一种重要方法。
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种超高功率激光与搅动电场同轴复合焊方法。上述的目的通过以下的技术方案实现:一种超高功率激光与搅动电场同轴复合焊方法,在超高功率激光焊接小孔正上方,加设一个对称环状分布且可同轴搅动的多钨极电场进行弱复合,具体步骤如下:首先是在工件与钨极之间施加一个10~500V的直流电场,根据不同焊接材料及工艺的特殊需求外设电场电势还可适当扩展,所述的钨极接电源负极,所述的工件接电源正极,多钨极在激光焊接小孔的正上方对称环状分布,且每个钨极头部均向内指向激光焊接小孔边缘,同时均通有同轴保护气体,所述的多钨极保护气体沿着激光焊接小孔的轴向方向通过两种方式协同定向旋转,其频率为0~500Hz;所述的多钨极是具有相同电势的双钨极或者三钨极环状分布构成,因此焊接时产生的电流方向均是从工件指 ...
【技术保护点】
1.一种超高功率激光与搅动电场同轴复合焊方法,其特征是:在超高功率激光焊接小孔正上方,加设一个对称环状分布且可同轴搅动的多钨极电场进行弱复合,具体步骤如下:首先是在工件与钨极之间施加一个10~500V的直流电场,根据不同焊接材料及工艺的特殊需求外设电场电势还可适当扩展,所述的钨极接电源负极,所述的工件接电源正极,多钨极在激光焊接小孔的正上方对称环状分布,且每个钨极头部均向内指向激光焊接小孔边缘,同时均通有同轴保护气体,所述的多钨极保护气体沿着激光焊接小孔的轴向方向通过两种方式协同定向旋转,其频率为0~500Hz;所述的多钨极是具有相同电势的双钨极或者三钨极环状分布构成,因此焊接时产生的电流方向均是从工件指向钨极,在其各自电流磁场的作用下,多个对称的电弧相互吸引,阳极斑点汇聚于激光小孔边缘附近,然后在同轴搅动电场的引导向下,多个电弧同时发生定向偏转,电弧阳极斑点沿激光小孔边缘附近作定向圆周运动,由此循环运动形成定向旋转的电弧;在激光焊接过程中,通过电势较高的外部电场引导等离子体中的正离子向钨极方向加速运动,负离子向激光焊接小孔及工件方向加速运动,加速带电粒子定向运动并在工件和钨极间形成电 ...
【技术特征摘要】
1.一种超高功率激光与搅动电场同轴复合焊方法,其特征是:在超高功率激光焊接小孔正上方,加设一个对称环状分布且可同轴搅动的多钨极电场进行弱复合,具体步骤如下:首先是在工件与钨极之间施加一个10~500V的直流电场,根据不同焊接材料及工艺的特殊需求外设电场电势还可适当扩展,所述的钨极接电源负极,所述的工件接电源正极,多钨极在激光焊接小孔的正上方对称环状分布,且每个钨极头部均向内指向激光焊接小孔边缘,同时均通有同轴保护气体,所述的多钨极保护气体沿着激光焊接小孔的轴向方向通过两种方式协同定向旋转,其频率为0~500Hz;所述的多钨极是具有相同电势的双钨极或者三钨极环状分布构成,因此焊接时产生的电流方向均是从工件指向钨极,在其各自电流磁场的作用下,多个对称的电弧相互吸引,阳极斑点汇聚于激光小孔边缘附近,然后在同轴搅动电场的引导向下,多个电弧同时发生定向偏转,电弧阳极斑点沿激光小孔边缘附近作定向圆周运动,由此循环运动形成定向旋转的电弧;在激光焊接过程中,通过电势较高的外部电场引导等离子体中的正离子向钨极方向加速运动,负离子向激光焊接小孔及工件方向加速运动,加速带电粒子定向运动并在工件和钨极间形成电流,同时还可快速电离小孔喷出的金属蒸汽形成正负离子,并以同样方式快速疏散已电离的金属蒸汽,减少等离子体及金属蒸汽对激光的干扰,增加熔深和提高焊接稳定性;此外,在电场及带电粒子定向移动形成的磁场中,激光焊接小孔内部的激光等离子体中的大量负电子在库仑力及洛仑兹力作用下,轨迹发生改变重新轰击激光焊接小孔内壁...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙谦,黄瑞生,雷振,王威,李小宇,周军,杨义成,邹吉鹏,梁晓梅,曹浩,蒋宝,聂鑫,
申请(专利权)人:哈尔滨焊接研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。