[发明专利]一种基于激光增材制造技术的激光连接方法

权利要求书

1.一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

一、在焊接前将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，同时对加工后的坡口及工件表面进行打磨及清洗，将打磨清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上；

二、在采用旁轴送粉的基于激光増材制造连接过程中，利用夹具将激光头与旁轴送粉工作头固定在共同作用的待连接区域上，调整送粉头与竖直方向夹角至10°～80°；

若待连接材料为对激光无反射的材料，则保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至10°～80°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为2～20mm；

若待连接材料为对激光有反射的材料，则调整激光束与待焊接工件竖直线夹角至5～20°，并调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至10°～80°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为2～20mm；

三、设置激光增材制造工艺参数：激光光斑直径为1～6mm，离焦量为-5～+5mm，激光功率为400～10000W，扫描速度为5～40mm/s，粉末直径为20～100μm，送粉速率为2～20g/min，分层厚度0.5～5mm，扫描间距为1～4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为5～30L/min；

四、采用机器人集成系统运行步骤三中的焊接工艺参数，激光头与送粉头由计算机控制，由激光头和送粉头共同运动完成材料连接过程；或若激光头未装载在机械臂上，则采用机床控制待焊接工件的移动，实现材料的连接过程；即完成所述的基于激光增材制造技术的激光连接过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于步骤一所述的进行坡口加工，焊缝坡口加工成V型坡口，V形坡口角度至少大于90°。

3.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于步骤一中所述的清洗是采用丙酮进行的。

4.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光无反射的材料，则保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至20°～70°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5～15mm。

5.据权利要求4所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光无反射的材料，则保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至30°～60°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5～10mm。

6.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光有反射的材料，则调整激光束与待焊接工件竖直线夹角至5～15°，并调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至20°～70°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5～15mm。

7.据权利要求6所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光有反射的材料，则调整激光束与待焊接工件竖直线夹角至5～10°，并调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至30°～60°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5～10mm。

8.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于设置激光增材制造工艺参数：激光光斑直径为1～5mm，离焦量为-3～+3mm，激光功率为1000～8000W，扫描速度为10～40mm/s，粉末直径为30～100μm，送粉速率为5～20g/min，分层厚度1～5mm，扫描间距为2～4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为10～30L/min。

9.据权利要求8所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于设置激光增材制造工艺参数：激光光斑直径为2～5mm，离焦量为-3～+3mm，激光功率为2000～8000W，扫描速度为30～40mm/s，粉末直径为40～100μm，送粉速率为10～20g/min，分层厚度2～5mm，扫描间距为2～4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为20～30L/min。

10.据权利要求9所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于所述的基于激光增材制造技术的激光连接若采用同轴送粉，则只需安装同轴送粉头。