本申请涉及一种激光电弧复合焊接设备，其包括焊接台，为工件的焊接提供平稳的平台，所述焊接台内形成有内腔；激光焊接装置，设置在所述焊接台上发出激光束使工件融化形成特定的熔池；电弧焊接装置，沿靠近或背离激光束中心线的方向转动设置在所述焊接台上且位于激光焊接装置一侧；电磁搅拌装置，所述电磁搅拌装置设置在所述焊接台内，并朝焊接台上表面产生磁场方向及磁力可控的磁场以调控熔池流态。本申请具有降低厚板窄间隙焊接过程中出现气孔、未熔合等缺陷而影响接头的使用性能的可能性的效果。
1、激光-电弧复合焊接，是将激光和电弧两种热源相结合，获得较大的焊接熔深以及实现高效、高质量的焊接过程的方法。结合了激光和电弧两个独立热源各自的优点（如激光热源具有高的能量密度、极优的指向性、及透明介质传导的特性，电弧等离子体具有高的热-电转化效率、低廉的设备成本的运行成本、技术发展成熟等优势），极大程度地避免了二者的缺点（如金属材料对激光的高反射率造成的激光能量损失、激光设备高的设备成本、低的电-光转化效率等，电弧热源较低的能量密度、高速移动时放电稳定性差等），同时二者的有机结合衍生出了很多新的特点（高能量密度、高能量利用率、高的电弧稳定性、较低的工装准备精度以及待焊接工件表面质量等），使之成为具有极大应用前景的新型焊接热源。
2、现有的，厚板结构件在船舶、航空航天、工程机械等领域应用非常广泛，如何对厚壁结构件 进行高效连接也是该结构连接的重要发展方向。尤其是在厚板窄间隙焊接过程中，极易出现气孔、未熔合等缺陷而影响接头的使用性能，因此亟需一种激光电弧复合焊接设备及焊接方法以解决上述问题。
>4、焊接台，为工件的焊接提供平稳的平台，所述焊接台内形成有内腔；5、激光焊接装置，设置在所述焊接台上发出激光束使工件融化形成特定的熔池；
6、电弧焊接装置，沿靠近或背离激光束中心线的方向转动设置在所述焊接台上且位于所述激光焊接装置一侧；
7、电磁搅拌装置，所述电磁搅拌装置设置在所述焊接台内，并朝焊接台上表面产生磁场方向及磁力可控的磁场以调控熔池流态。
8、可选的，所述电磁搅拌装置包括轴向磁场发生器和供给电源机构，所述供给电源机构向所述轴向磁场发生器输出多种形式的电流以形成与对应形式电流对应的磁场。
9、可选的，所述轴向磁场发生器包括磁场线圈、屏蔽外罩及固定组件，所述磁场线圈通过所述固定组件固定设置在所述焊接台内壁上，所述屏蔽外罩围设在磁场线圈外侧。
10、可选的，所述供给电源机构包括可调直流电源输出件、可调交流电源输出件、可调脉冲电源输出件、稳压电源、稳压及整流电源、可控整流电路、逆变器、脉冲发生件及电源调控组件；
11、所述可调直流电源输出件与所述稳压电源电连接，可调直流电源输出件与所述可控整流电路及电源调控组件电连接；
12、所述可调交流电源输出件与所述稳压及整流电源电连接，稳压及整流电源与逆变器连接，可调交流电源输出件与逆变器及电源调控组件电连接；
13、所述可调脉冲电源输出件与所述稳压及整流电源电连接，可调脉冲电源输出件与所述脉冲发生件及电源调控组件电连接。
14、可选的，所述电弧焊接装置包括电弧焊枪、等离子焊枪及固定套盒，所述电弧焊枪和等离子焊枪均转动设置在所述固定套盒内，所述固定套盒内设置有驱动电弧焊枪和等离子焊枪转动的驱动组件，所述电弧焊枪和等离子焊枪焊头均朝向所述激光焊接装置产生的激光束中心线设置。
15、可选的，所述固定套盒内开设有供所述电弧焊枪转动的第一容置槽和供所述等离子焊枪转动的第二容置槽，所述驱动组件设置有两组并分别设置在第一容置槽和第二容置槽内。
16、可选的，所述驱动组件包括驱动齿轮、扭控件、从动齿轮及连接座，所述驱动齿轮转动设置在所述第一容置槽或第二容置槽内壁上，所述扭控件转动设置在所述固定套盒外壁上用于带动驱动齿轮转动，所述从动齿轮转动设置在所述第一容置槽或第二容置槽内壁上并与所述驱动齿轮啮合，所述连接座设置在所述从动齿轮上用于连接电弧焊枪或等离子焊枪。
17、可选的，所述激光焊接装置包括滑移设置在所述焊接台上的激光头和设置在焊接台内的驱动控制器，所述激光头与驱动控制器电连接，所述焊接台上设置有驱动激光头滑移的滑移件，所述固定套盒通过连接组件转动设置在所述激光头外壁上。
18、可选的，所述固定套盒与所述激光头的夹角在35°~42°之间。
19、第二方面，本申请提供了一种激光电弧复合焊接方法，应用上述的激光电弧复合焊接设备，包括如下步骤：
20、将待焊公件置于焊接台上，将激光头移动至工件的焊接起点处；
21、调节固定套盒与激光头间的夹角，使得电弧焊枪和等离子焊枪以及激光束的热源点基本位于焊接起点处；
22、通过驱动组件调节电弧焊枪和等离子焊枪在固定套盒内的角度，使得电弧焊枪和等离子焊枪以及激光束的热源点完全处于焊接起点处；
23、启动激光焊接装置及电弧焊接装置进行焊接，并同时启动电磁搅拌装置；
24、根据缺陷类型选择电磁搅拌装置的磁场类型。
25、可选的，所述缺陷类型为存在较多气泡时，通过电源调控组件调节电流至可控脉冲电流形成脉冲磁场，打破熔池表面的氧化膜，促进气体的排出。
26、可选的，所述缺陷类型为未融合时，通过电源调控组件调节电流至可控制直流电源或可控交流电源形成横向磁场或纵向磁场，提升融合效果。
27、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
28、本专利技术使用时，将激光和电弧两种热源相结合，获得较大的焊接熔深及实现高效、高质量的焊接过程，弥补了激光焊接和电弧焊的缺点，同时加以磁场辅助控制熔池的流态，从而加速气泡的排出以及进一步提升融合效果。
29、本专利技术使用时，通过等离子焊枪及电弧焊枪的结合，在焊接前缘位置形成等离子弧，并在母材内生成匙孔，焊接电弧与等离子弧形成复合热源，焊丝连续熔化并填充熔池，在拥有了等离子焊熔深大的特点的同时具备电弧焊接熔敷效率较高的特点。
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【技术保护点】
1.一种激光电弧复合焊接设备，包括：
2.根据权利要求1所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述电磁搅拌装置（4）包括轴向磁场发生器（41）和供给电源机构（42），所述供给电源机构（42）向所述轴向磁场发生器（41）输出多种形式的电流以形成与对应形式电流对应的磁场。
3.根据权利要求2所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述轴向磁场发生器（41）包括磁场线圈（411）、屏蔽外罩（412）及固定组件（413），所述磁场线圈（411）通过所述固定组件（413）固定设置在所述焊接台（1）内壁上，所述屏蔽外罩（412）围设在磁场线圈（411）外侧。
4.根据权利要求2所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于，所述供给电源机构（42）包括可调直流电源输出件、可调交流电源输出件、可调脉冲电源输出件、稳压电源、稳压及整流电源、可控整流电路、逆变器、脉冲发生件及电源调控组件；
5.根据权利要求1所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于，所述电弧焊接装置（3）包括电弧焊枪（31）、等离子焊枪（32）及固定套盒（33），所述电弧焊枪（31）和等离子焊枪（32）均转动设置在所述固定套盒（33）内，所述固定套盒（33）内设置有驱动电弧焊枪（31）和等离子焊枪（32）转动的驱动组件（7），所述电弧焊枪（31）和等离子焊枪（32）焊头均朝向所述激光焊接装置（2）产生的激光束中心线设置。
6.根据权利要求5所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述固定套盒（33）内开设有供所述电弧焊枪（31）转动的第一容置槽（5）和供所述等离子焊枪（32）转动的第二容置槽（6），所述驱动组件（7）设置有两组并分别设置在第一容置槽（5）和第二容置槽（6）内。
7.根据权利要求6所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述驱动组件（7）包括驱动齿轮（71）、扭控件（72）、从动齿轮（73）及连接座（74），所述驱动齿轮（71）转动设置在所述第一容置槽（5）或第二容置槽（6）内壁上，所述扭控件（72）转动设置在所述固定套盒（33）外壁上用于带动驱动齿轮（71）转动，所述从动齿轮（73）转动设置在所述第一容置槽（5）或第二容置槽（6）内壁上并与所述驱动齿轮（71）啮合，所述连接座（74）设置在所述从动齿轮（73）上用于连接电弧焊枪（31）或等离子焊枪（32）。
8.根据权利要求5所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述激光焊接装置（2）包括滑移设置在所述焊接台（1）上的激光头（21）和设置在焊接台（1）内的驱动控制器（22），所述激光头（21）与驱动控制器（22）电连接，所述焊接台（1）上设置有驱动激光头（21）滑移的滑移件，所述固定套盒（33）通过连接组件（8）转动设置在所述激光头（21）外壁上。
9.根据权利要求8所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于，所述固定套盒（33）与所述激光头（21）的夹角在35°~42°之间。
10.一种激光电弧复合焊接方法，其特征在于，应用如权利要求1至9任意一项所述的激光电弧复合焊接设备，包括如下步骤：
11.根据权利要求10所述的一种激光电弧复合焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
12.根据权利要求10所述的一种激光电弧复合焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
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【技术特征摘要】
1.一种激光电弧复合焊接设备，包括：
2.根据权利要求1所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述电磁搅拌装置（4）包括轴向磁场发生器（41）和供给电源机构（42），所述供给电源机构（42）向所述轴向磁场发生器（41）输出多种形式的电流以形成与对应形式电流对应的磁场。
3.根据权利要求2所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述轴向磁场发生器（41）包括磁场线圈（411）、屏蔽外罩（412）及固定组件（413），所述磁场线圈（411）通过所述固定组件（413）固定设置在所述焊接台（1）内壁上，所述屏蔽外罩（412）围设在磁场线圈（411）外侧。
4.根据权利要求2所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于，所述供给电源机构（42）包括可调直流电源输出件、可调交流电源输出件、可调脉冲电源输出件、稳压电源、稳压及整流电源、可控整流电路、逆变器、脉冲发生件及电源调控组件；
5.根据权利要求1所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于，所述电弧焊接装置（3）包括电弧焊枪（31）、等离子焊枪（32）及固定套盒（33），所述电弧焊枪（31）和等离子焊枪（32）均转动设置在所述固定套盒（33）内，所述固定套盒（33）内设置有驱动电弧焊枪（31）和等离子焊枪（32）转动的驱动组件（7），所述电弧焊枪（31）和等离子焊枪（32）焊头均朝向所述激光焊接装置（2）产生的激光束中心线设置。
6.根据权利要求5所述的一种激光电弧复合焊接设备，其特征在于：所述固定套盒（33）内开设有供所述电弧焊枪（31）转动的第一容置槽（5）和供所述等离子焊枪（32）转动的第二容置槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：王志伟，魏康明，张海荣，
申请(专利权)人：深圳市铭镭激光设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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