The invention discloses a laser arc compound heat source device and its welding method, including a laser head, an arc welding torch and a motion mechanism for adjusting the relative position between the laser head and the arc welding torch. The motion mechanism comprises an arc rod, a motion unit and a ring unit. The motion unit comprises an X direction motion unit, a Y direction motion unit and an angle motion unit on the XZ plane. The device can be used for the purpose of controlling the relative position between the laser head and the arc welding torch. Combination welding of two or more overlapping plates, especially for plates with coatings.
【技术实现步骤摘要】
一种激光电弧复合热源装置及其焊接方法
本专利技术涉及一种激光电弧复合热源装置及其焊接方法,属于焊接装备
技术介绍
镀层材料,比如镀锌层钢板,由于具有优良的防腐蚀性能,在汽车、家电、建筑等领域得以广泛应用。在汽车行业中,白车身所使用的钢板材料表面通常含有镀锌层,比如电镀锌、热镀锌、合金化镀锌等。材料进行焊接的组合方式通常是搭接,包括两层板或者多层板材料搭接组合,对这类材料组合进行焊接的常规方法是电阻点焊,是一种通过使用铜电极,从搭接材料板上下两面使用几千牛顿的压力压住材料,然后通过几千安培甚至更大的焊接电流,利用材料之间的接触电阻产热熔化实现连接的焊接方法。这种焊接方法需要双面操作、针对不同的材料组合需要不同的电极和焊枪,同时能耗高、二氧化碳排放量大。在中国制造2025背景下汽车轻量化与节能减排是汽车制造的发展方向,因此需要新的耗能更少的焊接方法。同时新的汽车轻量化材料,比如超高强钢,在电阻点焊过程中会出现裂纹、飞溅大等问题,因此需要新的更为有效的焊接方法。激光焊接作为一种高效率、高柔性、低能耗的绿色焊接方法,最近十几年在汽车行业中得到越来越多的应用。但是,单独使用激光在镀锌钢板零间隙搭接焊过程中,搭接界面镀锌层低沸点(907℃)的锌蒸发,形成高压锌蒸汽,会造成焊缝产生飞溅、孔洞等缺陷。为了应用激光,在实际生产中使用了激光制造凸点的预处理工序(laserdimpling),这种预处理工序增加了固定资产投入,降低了生产效率。更为重要的是,即使使用了预处理工序,也只能进行短线、C形等焊缝形状的焊接,而无法获得强度更高的圆形焊点形状焊缝。为了扩大激光焊接 ...
【技术保护点】
1.一种激光电弧复合热源装置,其特征在于:包括激光头(1)、弧焊枪(2)和用于调节激光头与弧焊枪相对位置的运动机构(3),所述运动机构(3)包含有圆弧杆(31)、运动单元和环形单元(35),所述运动单元包含X方向运动单元(34)、Y方向运动单元(33)和XZ面夹角运动单元(32)。
【技术特征摘要】
1.一种激光电弧复合热源装置,其特征在于:包括激光头(1)、弧焊枪(2)和用于调节激光头与弧焊枪相对位置的运动机构(3),所述运动机构(3)包含有圆弧杆(31)、运动单元和环形单元(35),所述运动单元包含X方向运动单元(34)、Y方向运动单元(33)和XZ面夹角运动单元(32)。2.根据权利要求1所述的激光电弧复合热源装置,其特征在于:所述XZ面夹角运动单元(32)安装在圆弧杆(31)上,所述X方向运动单元(34)安装在环形单元(35)上,所述Y方向运动单元(33)连接在圆弧杆(31)一端,另一端与X方向运动单元(34)连接。3.根据权利要求1所述的激光电弧复合热源装置,其特征在于:所述激光电弧复合热源装置还包括电磁调节机构,利用软件控制运动机构(3)各运动单元的位置,实现在焊接过程中弧焊枪尖端与激光束焦点相对位置的自动调节;所述激光头通过光纤与激光器连接,所述弧焊枪通过钨极或焊丝与工件之间产生电弧。4.一种采用权利要求1-3任一项所述的激光电弧复合热源装置进行两层或多层搭接板材组合焊接的方法,其特征在于,包括如下步骤:(a)通过弧焊枪在上层板的上表面产生电弧并持续或者以脉冲的形式作用一段时间,从起弧到电弧熄灭作用时间整体范围0.1-5秒;(b)将单束或多束激光束作用在电弧作用区域的中心,持续或者以脉冲的形式整体作用时间0.1-5秒;(c)焊接区...
【专利技术属性】
技术研发人员:陶武,杨上陆,王艳俊,
申请(专利权)人:中国科学院上海光学精密机械研究所,
类型:发明
国别省市:上海,31
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