一种熔池搅拌方法及焊接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种熔池搅拌方法及焊接装置，包括通过第一激光光束在工件的待焊接区域形成熔池，并通过第二激光光束对所述熔池进行扫描；其中，所述第一激光光束与所述第二激光光束投射于所述熔池。本发明专利技术通过第一激光光束形成熔池，并将第二激光光束投射于第一激光光束对熔池进行精确地扫描，精确性高，能够在液态熔池中形成充分对流，使得液态熔池中的搅拌更充分，有效抑制柱状晶的生长，改善焊缝组织，大幅提高焊缝的力学性能。大幅提高焊缝的力学性能。大幅提高焊缝的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种熔池搅拌方法及焊接装置


[0001]本专利技术涉及焊接
，尤其涉及一种熔池搅拌方法及焊接装置。

技术介绍

[0002]焊接过程中熔池体积小，温度梯度大，焊缝中柱状晶生长较为粗大，对焊缝组织和力学性能造成不良影响；对熔池进行搅拌能够削弱这种不良影响，现有搅拌方法包括激光扫描、电子束扫描、电磁搅拌和超声震荡等，但这些方法所起作用十分有限，例如，激光扫描和电子束扫描通过单一能量束的动态扫描，只是改变了原有条件下熔池的凝固状态，扫描过后的熔池仍快速凝固，并不能形成充分的对流；而电磁搅拌和超声震荡在熔池中液态持续时间非常短，并不能充分搅拌。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种熔池搅拌方法及焊接装置，能够在液态熔池中形成充分对流，搅拌更充分，有效抑制柱状晶的生长，且精确性高。所述技术方案如下：
[0004]本专利技术提供了一种熔池搅拌方法，包括：
[0005]通过第一激光光束在工件的待焊接区域形成熔池，并通过第二激光光束对所述熔池进行扫描；其中，所述第一激光光束与所述第二激光光束投射于所述熔池。
[0006]进一步地，所述第一激光光束的功率大于所述第二激光光束的功率。
[0007]进一步地，所述第一激光光束的功率密度小于所述第二激光光束的功率密度。
[0008]进一步地，所述第一激光光束在所述待焊接区域形成的光斑直径大于所述第二激光光束在所述待焊接区域形成的光斑直径。
[0009]进一步地，所述第二激光光束的扫描速度为0.5m/s～10m/s。
[0010]进一步地，所述通过第一激光光束在工件的待焊接区域形成熔池，并通过第二激光光束对所述熔池进行扫描包括：
[0011]将所述第一激光光束与所述第二激光光束通过光学组件进行合束处理，得到复合光束，所述复合光束中的所述第二激光光束对所述熔池进行扫描。
[0012]进一步地，所述合束处理包括：
[0013]对所述第一激光光束进行第一偏振处理得到第一偏振光束，对所述第二激光光束进行第二偏振处理得到第二偏振光束，以使得所述第一偏振光束与所述第二偏振光束合束得到所述复合光束。
[0014]进一步地，所述合束处理包括：
[0015]对所述第一激光光束进行第一光路偏转处理得到第一偏转光束，对所述第二激光光束进行第二光路偏转处理得到第二偏转光束，以使得所述第一偏转光束与所述第二偏转光束合束得到所述复合光束。
[0016]本专利技术还提供一种焊接装置，所述焊接装置包括激光发射组件与光学组件，所述
激光发射组件用于向所述光学组件分别发射第一激光光束与第二激光光束，所述光学组件用于接收所述第一激光光束与所述第二激光光束进行合束形成复合光束；所述激光发射组件包括扫描镜，所述扫描镜用于控制所述第二激光光束在待焊接区域进行扫描。
[0017]进一步地，所述激光发射组件包括第一激光发射机构与第二激光发射机构，所述第一激光发射机构用于发射所述第一激光光束，所述第二激光发射机构用于发射所述第二激光光束。
[0018]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0019]1、本专利技术通过第一激光光束形成熔池，并将第二激光光束投射于第一激光光束对熔池进行精确地扫描，能够结合第一激光光束和第二激光光束的能量在液态熔池中形成充分对流，使得第二激光光束对液态熔池的搅拌更充分，有效抑制柱状晶的生长，改善焊缝组织，大幅提高焊缝的力学性能；且第二激光光束易于控制，在小体积的熔池内也能够达到极高的精确性，进一步提升熔池搅拌的均匀性与充分性。
[0020]2、第二激光光束的功率密度较高，有利于快速提升熔池内的温度，提升熔池内液态焊料的流动性，进一步提升搅拌充分性，也有利于减缓焊后温度梯度，既抑制了柱状晶的形成，又提升焊缝的性能。
[0021]3、本专利技术通过光学组件将第一激光光束和第二激光光束合束得到复合光束，能够在较低的激光功率下实现较大的熔深和焊接速度，有利于节省成本，且焊接精确性更高，热影响区域小，变形也小，有利于提升焊缝的力学性能。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所使用的附图作简单的介绍，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的一种焊接装置的结构简图；
[0024]图2为本专利技术提供的部分示例性的第二激光光束在熔池中的扫描轨迹图。
[0025]其中，图中附图标记对应为：1
‑
激光发射组件，11
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第一激光发射机构，12
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第二激光发射机构，2
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光学组件，21
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聚焦镜，22
‑
光学合束器件，3
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第一激光光束，4
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第二激光光束，5
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复合光束，6
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工件。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本专利技术的实施例能够以除了下述图示或下述描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例
如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0028]实施例
[0029]本专利技术提供一种熔池搅拌方法，本专利技术还提供一种焊接装置，用于进行该熔池搅拌方法，即该熔池搅拌方法基于该焊接装置实现，如图1所示，该焊接装置包括激光发射组件1，该激光发射组件1用于发射第一激光光束3与第二激光光束4，以使得第一激光光束3与第二激光光束4投射于工件6的待焊接区域进行焊接；该熔池搅拌方法包括：
[0030]通过第一激光光束在工件的待焊接区域形成熔池，并通过第二激光光束对所述熔池进行扫描；其中，所述第一激光光束与所述第二激光光束投射于所述熔池。
[0031]在自动化焊接过程中，工件6以预设速度移动到焊接工位上，第一激光光束3作为主要焊接热源，照射在工件6的待焊接区域以形成液态熔池；第二激光光束4也照射在熔池区域内，且第二激光光束4的光斑直径小于第一激光光束3的光斑直径，第二激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔池搅拌方法，其特征在于，包括：通过第一激光光束在工件的待焊接区域形成熔池，并通过第二激光光束对所述熔池进行扫描；其中，所述第一激光光束与所述第二激光光束投射于所述熔池。2.根据权利要求1所述的熔池搅拌方法，其特征在于，所述第一激光光束的功率大于所述第二激光光束的功率。3.根据权利要求1所述的熔池搅拌方法，其特征在于，所述第一激光光束的功率密度小于所述第二激光光束的功率密度。4.根据权利要求1所述的熔池搅拌方法，其特征在于，所述第一激光光束在所述待焊接区域形成的光斑直径大于所述第二激光光束在所述待焊接区域形成的光斑直径。5.根据权利要求1所述的熔池搅拌方法，其特征在于，所述第二激光光束的扫描速度为0.5m/s～10m/s。6.根据权利要求1所述的熔池搅拌方法，其特征在于，所述通过第一激光光束在工件的待焊接区域形成熔池，并通过第二激光光束对所述熔池进行扫描包括：将所述第一激光光束与所述第二激光光束通过光学组件进行合束处理，得到复合光束，所述复合光束中的所述第二激光光束对所述熔池进行扫描。7.根据权利要求6所述的熔池搅拌方法，其特征在于，所述合束处理包括：对所述第一激光光束进行第一偏振处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，
申请(专利权)人：上海涵涌科技有限公司，
类型：发明
国别省市：