一种厚壁材料的窄间隙激光焊接方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种厚壁材料的窄间隙激光焊接方法及装置，包括如下操作步骤：S1、待焊工件开设窄间隙坡口后，通过激光头发出的正立焦平顶激光束作用于窄间隙坡口底部及侧壁，将送入坡口的药芯焊丝熔化，形成熔滴过渡至熔池，填充坡口并凝固形成填充层；S2、使用激光传感器获取焊缝原始几何形状，通过坐标变换和视觉图像分析，提取带有特征点的焊缝坡口形貌；S3、通过控制单元将焊缝坡口形貌转换为焊接机器人坐标系下的几何形状，根据坡口深度和宽度调整焊接机器人位置，确保药芯焊丝与坡口两侧距离相同；该方法能够提高焊接质量和焊接效率，还能显著提高焊接过程稳定性、减少侧壁未熔合缺陷的产生，从而实现大厚度材料的自适应和自动化焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接，尤其涉及一种厚壁材料的窄间隙激光焊接方法及装置。

技术介绍

1、随着我国工业和科技的不断发展，重大技术装备的制造和应用逐步推进，推动了相关产业链的发展。在这些重大装备中，大厚度材料结构应用广泛，如国际热核聚变实验堆(iter计划)核心部件环向场线圈盒、核反应堆压力容器以及核电汽轮机转子等大型结构。这些结构所用的材料厚度为200～300mm，需要通过焊接工艺进行材料的连接，并且对焊接结构变形和力学性能有很高要求。

2、目前，工程领域用中大厚度材料的焊接仍以传统电弧焊接制造工艺为主，该类技术方案普遍存在工艺实施过程复杂，焊接热输入大，焊后变形控制难度大，焊缝接头力学性能恶化严重等共性问题，已经成为制约大型装备制造业快速发展的瓶颈技术之一。

3、高能束焊接技术，如激光束、电子束和等离子束，由于热源能量密度高，焊缝深而窄，焊接应力和变形小，非常适合用于大厚度材料的高精度焊接。目前，国内已经具备成熟的国产工业万瓦级的光纤激光器制造能力，推动了我国万瓦级激光深熔焊研究，充分发挥了激光焊接小应力、小变形的优势，实现了大型厚壁结本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

2.如权利要求1所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：在步骤S1中，还包括对送丝机构和激光头进行定位，确保激光头的出光口和送丝机构的送丝出口位于同一平面内，激光头的出光口垂直于焊接平面，将药芯焊丝的端部靠近焊接前进方向一侧，并使平顶激光光斑中心和药芯焊丝端部重合。

3.如权利要求2所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：所述平顶激光束光斑直径大于窄间隙坡口宽度1～3mm。

4.如权利要求2所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：药芯焊丝与打底焊缝所在平面之间...

【技术特征摘要】

1.一种厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

2.如权利要求1所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：在步骤s1中，还包括对送丝机构和激光头进行定位，确保激光头的出光口和送丝机构的送丝出口位于同一平面内，激光头的出光口垂直于焊接平面，将药芯焊丝的端部靠近焊接前进方向一侧，并使平顶激光光斑中心和药芯焊丝端部重合。

3.如权利要求2所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：所述平顶激光束光斑直径大于窄间隙坡口宽度1～3mm。

4.如权利要求2所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：药芯焊丝与打底焊缝所在平面之间的夹角为20°～60°。

5.如权利要求1所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：所述药芯焊丝的直径为1.0～2.2mm，所述药芯焊丝的送丝速度为4～9m/min，药芯焊丝包括金属外皮及填充在内部的药芯，所述药芯包括铁粉、脱氧剂、合金元素、造渣剂及造气成分。

6.如权利要求1所述的厚壁材料的窄间隙激光焊接方法，其特征在于：所述窄间隙坡口的形状为i型、u型或带有1-3°坡口面角度的v型，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭维，米航彪，冯凌云，游鹏程，廖诗浓，何斌燕，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：