[实用新型]一种激光焊接系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接领域，特别是涉及一种激光焊接系统。

背景技术

我国作为制造业大国，激光焊接广泛应用于工业制造领域，例如汽车制造，建筑业和军事领域等。激光焊接是利用激光瞬时能量密度高的特点，通过激光束与金属材料的热能量传递与作用，将金属材料转变为熔融状态再冷却凝固的过程，但是由于激光功率过大，焊接过程的匙孔形态的变化，金属蒸汽的流动，飞溅的产生都会对熔融金属凝固时的晶粒组织产生影响，进而影响焊缝成形。

目前，为了改善焊缝质量，一般采用以下四种方法：

1、调整激光焊接过程中的工艺参数：焊接速度、焊接激光功率、保护气体的流速、离焦量等，来改善激光焊接中产生的缺陷；

上述方法，通过激光焊接工艺参数的调节来改善焊缝成形需要大量的实验数据才能得到最优的焊接参数，且不同金属材料的焊接所需要的焊接参数各不相同，工艺复杂，参数确定繁琐。

2、设置横向旋转磁场：施加磁场后熔池金属不断切割磁力线，从而被搅动并不断冲刷凝固层，此时液固界面前沿晶体和枝晶破碎、脱落，造成较强的温度起伏，加强晶体脱落以后的形核增殖作用并获得细小晶体，从而改善焊缝质量；

上述方法，横向旋转磁场对熔池的影响只能在水平方向上，对熔池的搅拌不够充分，当励磁电流低于临界值时对焊缝成形无影响。

3、设置超声发生器：通过超声振动作用于焊接板上，减少焊缝气孔的产生，优化焊接熔池的形成、流动和凝固等跨状态转变阶段，达到改善焊缝组织的效果；

上述方法，超声发生作用器通过传递方法作用于熔池。超声作用位置距离熔池越远，其作用效果越差，作用范围越有限制。电弧超声在熔池中为纵波传播，熔合区中间的晶粒细化程度优于两侧焊趾处。

4、在焊板上涂层活性剂，可以有效改变激光焊接过程中焊缝咬边的深度以及焊缝的熔宽和余高，改善焊缝形貌；

上述方法，不同成分的活性剂的加入可以随着使用者的意愿使焊缝熔宽、余高等参数增加或者减小，改善焊缝外貌。单活性剂的加入会使焊缝熔合区的气孔数增加。有些活性剂(Cr₂O₃)会使熔合区出现金属夹杂现象，而在添加活性剂的激光焊焊接接头抗拉强度均比无活性剂激光焊焊接接头的抗拉强度低等缺点。

现有技术中，一般采用上述四种方法中的任意一种方法，来改善焊缝的质量，每种方法都具有其较为明显的缺点，对于焊缝质量的改善效果不显著。

因此，如何有效改善焊缝的质量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光焊接系统，用于细化熔池中的晶粒，使得凝固组织分布更加均匀，提高抗腐蚀和力学性能，减少气泡的产生。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种激光焊接系统，包括位于焊件的焊缝两侧的两个横向旋转磁场发生器，以及位于所述焊件的焊缝上方的超声波发生器，所述横向旋转磁场发生器与所述超声波发生器位于同一纵面上。

优选的，位于所述焊缝两侧的所述横向旋转磁场发生器的连线，与所述超声波发生器正下方的交界点位于所述焊件的熔池内。

优选的，还包括安装在机床上并位于所述焊件的焊缝上方的激光头。

优选的，所述焊件为对接焊件。

优选的，所述焊件为非磁性材料。

优选的，所述横向旋转磁场发生器为交流电旋转磁场发生器，并且，交流旋转磁场的强度可通过交流频率调节，所述交流频率为8hz～12hz。

优选的，所述超声波发生器包括超声波振动源、换能器、变幅杆和工具头，上述超声波振动源可将工频电转化为高功率、高频率的电流提供给所述换能器，所述换能器将其转化为机械振动能，通过所述变幅杆将振幅放大后送到所述工具头，从而作用于熔体。

优选的，所述工具头的底部与所述熔池上方的距离为0.5～1mm。