The characteristics of the system are as follows: the system includes a pulse laser source, a pulse laser control unit, a working platform, an insulating backplane, a motion control host, a high-energy pulse power supply, a copper electrode 1 and a copper electrode 2. The utility model has the advantages of coupling high-energy pulse current with laser welding for metal materials and metal solid materials in solidification and crystallization process, thereby reducing the residual stress of laser welding from the source of defects.
【技术实现步骤摘要】
一种耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统
本技术涉及焊接
,特指一种耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统及方法。技术背景激光焊接是一项重要的材料成型工艺,被广泛应用于航空航天、海洋工程、汽车等领域。然而激光焊接是一个材料的局部区域快速加热和冷却的过程,非均匀的温度场会在成型后的材料中产生残余应力,尤其是焊缝区域会产生较大的拉伸残余应力,从而降低了材料的屈服强度和疲劳寿命,增加了应力腐蚀开裂作用,同时也是材料产生变形和裂纹萌生、扩展、开裂的重要原因。因此,如何消除材料激光焊接成型时产生的拉伸残余应力一直是机械制造
中的一项重要研究课题。传统的残余应力消除工艺有自然时效和热时效技术。自然时效技术是最古老的时效方法,这种时效技术处理效果很差、耗时太长、占地面积大。热时效技术相对于自然时效技术极大地缩短了时效的周期,应用广泛,然而热时效技术的缺点也是明显的:时效周期较长、能耗高、工件容易氧化、经济成本高、环境污染严重且不易处理大型工件、小尺寸工件、加热易受损伤的工件以及装配后无法热处理的装配件。磁处理技术是一种通过动态磁场与钢铁材料相互作用来改善构件中残余应力分布的时效方法。磁处理技术具有操作简捷、能耗低等特点,但是该技术仅能处理铁磁性材料。电脉冲时效技术是将高能量脉冲电流注入材料内部,激发材料内部带电粒子的运动,最终达到降低材料内部残余应力的目的。电脉冲时效技术具有处理设备简单、环境污染小等特点,属于绿色环保的残余应力消除技术。爆炸法和锤击法是两种采用机械法消除残余应力的时效技术。这两种方法消除残余应力的效果有限,并且爆炸法只适用 ...
【技术保护点】
1.耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统,其特征在于:耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统包括脉冲激光源、脉冲激光控制单元、工作平台、绝缘底板、运动控制主机、高能量脉冲电源、铜电极一和铜电极二;所述的脉冲激光控制单元与所述的脉冲激光源相连接,用于控制脉冲激光源产生脉冲激光;所述的工作平台与运动控制主机相连接,用于控制工作平台的三轴向运动,实现脉冲激光的定位以及脉冲激光沿着激光焊接件焊缝方向的运动;所述的高能量脉冲电源两个输出端口分别与所述的铜电极一和所述的铜电极二相连接;所述的铜电极一和所述的铜电极二分别与激光焊接件相连接,用于将高能量脉冲电流传输到激光焊接件焊缝熔池中;所述的绝缘底板装夹于工作平台上;所述的激光焊接件装夹于绝缘底板上。
【技术特征摘要】
1.耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统,其特征在于:耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统包括脉冲激光源、脉冲激光控制单元、工作平台、绝缘底板、运动控制主机、高能量脉冲电源、铜电极一和铜电极二;所述的脉冲激光控制单元与所述的脉冲激光源相连接,用于控制脉冲激光源产生脉冲激光;所述的工作平台与运动控制主机相连接,用于控制工作平台的三轴向运动,实现脉冲激光的定位以及脉冲激光沿着激光焊接件焊缝方向的运动;所述的高能量脉冲电源两个输出端口分别与所述的铜电极一和所述的铜电极二相连接;所述的铜电极一和所述的铜电极二分别与激光焊接件相连接,用于将高能量脉冲电流传输到激光焊接件焊缝熔池中;所述的绝缘底板装夹于工作平台上;所述的激光焊接件装夹于绝缘底板上。2.如权利要求1所述的耦合高能量脉冲电流降低激光焊接残余应力的系统,其特征在于:所述的高能量脉冲电源包括交流电输入模块、电压放大模块、充电模块、电能储存模块、放电模块、上位机主控模块、脉冲电流测量模块、断电泄荷模块、输出端口一和输出端口二。3.如权利要求2所述的耦合高能量脉冲电流...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾邦平,梅潇,胡雄,
申请(专利权)人:上海海事大学,
类型:新型
国别省市:上海,31
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