激光-旋转电弧复合焊接系统及其复合焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108406118A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810283290.3(22)申请日2018.04.02(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市金牛区二环路北一段111号(72)发明人杨涛孙凯陈卫林陈辉庄园(74)专利代理机构成都众恒智合专利代理事务所(普通合伙)51239代理人吴桐(51)Int.Cl.B23K26/348(2014.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称激光-旋转电弧复合焊接系统及其复合焊接方法(57)摘要一种激光-旋转电弧复合焊接系统及其复合焊接方法，所述焊接系统包括用于产生激光束的激光焊接部和用于产生电弧的电弧焊接部；所述电弧焊接部包括可实现电弧旋转的TIG旋转电弧焊枪；所述TIG旋转电弧焊枪包括圆筒形外壳、位于圆筒形外壳内壁的齿圈、圆筒形外壳内部通过电动机驱动转动的主动齿轮、与所述主动齿轮和齿圈配合的从动齿轮；TIG旋转电弧焊枪的钨极与从动齿轮的中心连接，电动机驱动主动齿轮转动时，从动齿轮绕主动齿轮的转动带动钨极绕主动齿轮转动，从而形成旋转电弧；激光焊接部、电弧焊接部和电动机的控制端均与集成控制中心相连。该焊接系统及焊接方法，对装配间隙要求降低，可实现高反射材料的焊接。CN108406118ACN108406118A权利要求书1/1页1.一种激光-旋转电弧复合焊接系统，包括用于产生激光束的激光焊接部和用于产生电弧的电弧焊接部，其特征在于：所述电弧焊接部包括可实现电弧旋转的TIG旋转电弧焊枪；TIG旋转电弧焊枪包括圆筒形外壳、位于圆筒形外壳内壁的齿圈、圆筒形外壳内部通过电动机驱动转动的主动齿轮、与所述主动齿轮和齿圈配合的从动齿轮；所述TIG旋转电弧焊枪的钨极与从动齿轮的中心连接，电动机驱动主动齿轮转动时，从动齿轮绕主动齿轮的转动带动TIG旋转电弧焊枪的钨极绕主动齿轮转动，从而形成旋转电弧，所述激光焊接部、电弧焊接部和电动机的控制端均与集成控制中心相连。2.根据权利要求1所述的一种激光-旋转电弧复合焊接系统，其特征在于：所述TIG旋转电弧焊枪的钨极与从动齿轮的中心连接的具体方式是：从动齿轮的中心处开有中心轴孔，用于固定钨极的钨极卡安装于从动齿轮中心上表面，TIG旋转电弧焊枪的钨极上端固定于钨极卡中，下端穿过从动齿轮的中心轴孔，对准焊件。3.根据权利要求1所述的一种激光-旋转电弧复合焊接系统，其特征在于：所述TIG旋转电弧焊枪的圆筒形外壳侧壁为双层中空结构，与保护气体的气瓶相连接，焊接时用于输出保护气体。4.根据权利要求1-3所述的一种激光-旋转电弧复合焊接系统，其特征在于：可通过更换所述圆筒形外壳、主动齿轮和从动齿轮的尺寸调节所形成的旋转电弧的电弧旋转半径，电弧旋转半径L的范围为3-8mm。5.一种权利要求1所述的激光-旋转电弧复合焊接系统的复合焊接方法，包括在焊接系统启动时，激光焊接部产生激光束，电弧焊接部产生电弧，其特征在于：在焊接系统工作的同时，集成控制中心控制电动机驱动主动齿轮以设定旋转频率转动，带动从动齿轮绕主动齿轮转动，从而带动TIG旋转电弧焊枪的钨极绕绕主动齿轮转动，形成作用于焊件表面的旋转电弧，在焊件表面形成旋转电弧熔池；集成控制系统控制在焊接过程中激光束始终对准旋转电弧熔池的沿焊接方向的前边缘位置。6.一种权利要求1所述的激光-旋转电弧复合焊接系统的复合焊接方法，包括在焊接系统启动时，激光焊接部产生激光束，电弧焊接部产生电弧，其特征在于：在焊接系统工作的同时，集成控制中心控制电动机驱动主动齿轮以设定旋转频率转动，带动从动齿轮绕主动齿轮转动，从而带动TIG旋转电弧焊枪的钨极绕绕主动齿轮转动，形成作用于焊件表面的旋转电弧，在焊件表面形成旋转电弧熔池；集成控制系统控制在焊接过程中激光束始终对准旋转电弧熔池的中心位置。7.根据权利要求5-6所述的激光-旋转电弧复合焊接系统的复合焊接方法，所述集成控制中心控制电动机驱动主动齿轮以设定旋转频率转动的设定旋转频率为2Hz-5Hz；作用于焊件表面的旋转电弧的电弧旋转半径L的范围为3-8mm。2CN108406118A说明书1/4页激光-旋转电弧复合焊接系统及其复合焊接方法技术领域[0001]本发明涉及激光-旋转电弧复合焊接系统及其复合焊接方法，属于焊接技术领域。背景技术[0002]激光焊光束直径很细，对工件的装配间隙要求很严格，跟踪精度要求很高，且在尚未形成熔池时其热效率较低，因为在焊接时容易产生气孔、咬边等缺陷。为了消除或减少上述激光焊接的缺陷，在保持激光加工优点的基础上，提出了激光-电弧复合焊接技术。激光与电弧复合热源焊接的主要思想是有效利用电弧能量，在较小激光功率下获得较大的焊接熔深。这种方法综合了激光和电弧的优