[发明专利]激光-低电流焊丝自发诱导电弧复合焊接系统的焊接方法

权利要求书

1.一种激光-低电流焊丝自发诱导电弧复合焊接系统的焊接方法，复合焊接系统包括用于产生激光束的激光头、可实时调节焊丝送进速度的送丝机构、焊丝和保护气装置，其特征在于：所述送丝机构包括适用于窄间隙的环形电极、用于约束焊丝位置、辅助送丝并实现环形电极与焊丝电连接的导电送丝轮、约束焊丝送进位置的送丝嘴和与环形电极连接的送丝机；所述复合焊接系统还包括恒压特性电源和电弧控制中心，恒压特性电源的正极与送丝机构的环形电极电连接，恒压特性电源的负极与待焊工件电连接；

焊接过程中，恒压特性电源输出小电流，送丝机构送进焊丝，焊丝在待焊工件表面自发诱导电弧，与激光头产生的激光束复合进行焊接；恒压特性电源、环形电极、导电送丝轮、焊丝与待焊工件之间形成电回路，电弧控制中心通过恒压特性电源实时监测焊接过程中电回路的电流大小，并根据电流大小调节送丝机构的焊丝送进行为和恒压特性电源的输出电流以维持电弧稳定，具体步骤包括：

S1、开始焊接，恒压特性电源加载恒定电压，送丝机构以设定的焊丝送进速度送进焊丝，焊丝接触待焊工件表面时，电流回路中形成短路电流，焊丝尖端在电阻热和激光束热作用形成液态熔滴；恒压特性电源监测到电回路中的短路电流，电弧控制中心通过调节恒压特性电源的输出电流，控制电流增长速度，防止熔滴迅速爆断，同时通过减小送丝机构的焊丝送进速度，增加熔滴脱离的驱动力，使得焊丝尖端的液态熔滴与焊丝迅速脱离并过渡至待焊工件熔池中，完成第一次熔滴过渡；熔滴过渡后焊丝与待焊工件表面分离引燃电弧；

S2、焊丝尖端在电弧热和激光束热作用形成液态熔滴，随着焊丝送进速度降低，焊丝尖端与待焊工件之间距离增大，电弧变长，恒压特性电源监测到电回路中的电流迅速变小；

S3、当电回路中电流减小到设定的最小电流值，恢复焊丝送进速度至设定的焊丝送进速度；

S4、焊丝尖端液态熔滴接触待焊工件表面，在电流回路中形成短路电流，电弧熄灭，恒压特性电源监测到电回路中的短路电流，电弧控制中心通过调节恒压特性电源的输出电流，控制电流增长速度，防止熔滴迅速爆断，同时通过减小送丝机构的焊丝送进速度，增加熔滴脱离的驱动力，使得焊丝尖端的液态熔滴与焊丝迅速脱离并过渡至待焊工件熔池中，完成一次熔滴过渡；

S5、熔滴过渡后焊丝与待焊工件表面分离引燃电弧，循环步骤S2-S4。

2.根据权利要求1所述的一种激光-低电流焊丝自发诱导电弧复合焊接系统的焊接方法，其特征在于：环形电极外壳为绝缘的圆筒形外壳，圆筒形外壳外径为10~20mm，圆筒形外壳壁厚为1.2~2.5mm，导电送丝轮直径4.5~9.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种激光-低电流焊丝自发诱导电弧复合焊接系统的焊接方法，其特征在于：当恒压特性电源监测到电回路中电流减小到设定的最小电流值时，焊丝尖端与待焊工件表面之间的距离是0.5-2mm。

4.根据权利要求1所述的一种激光-低电流焊丝自发诱导电弧复合焊接系统的焊接方法，其特征在于：所述恒压特性电源输出电流的范围是0-100A。

5.根据权利要求1所述的一种激光-低电流焊丝自发诱导电弧复合焊接系统的焊接方法，其特征在于：焊接过程中，激光束作用点与焊丝尖端之间的距离为-3mm-+3mm。