[发明专利]一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法

权利要求书

1.一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行：

步骤一、调节保护气相对激光辐照点位置，安装同轴高速摄像拍摄系统；

步骤二、采用常规激光圆形摆动焊接方式对待焊板面进行焊接，设置激光参数，其中激光自身圆形摆动幅度为R1；通过高速摄像拍摄系统记录焊接时激光圆形摆动M个周期内产生飞溅的位置及时间，然后将M个周期内产生的飞溅区域平移到一个周期内，形成整合周期；

步骤三、确定修正激光束摆动轨迹线的特征参数：

A、沿圆周方向将步骤二平移后的整合周期分为n个区域，通过高速摄像拍摄系统统计确定n个区域中易产生飞溅区域及易产生飞溅区域对应的圆心角φ；

B、通过公式确定易产生飞溅区域的修正摆动幅度R2，其中修正系数K的取值为：0.4≤K≤0.6；

C、利用已获得参数R1、R2和φ，根据公式R1²+d²-R2²＝2R1×d×cos(π-φ/2)，计算得到偏心距d；然后通过偏心距d确定修正摆动幅度R2的圆心位置；

步骤四、通过激光束摆动轨迹线编辑软件录入步骤三确定的修正激光束摆动轨迹线的特征参数，修改易产生飞溅区域的激光束摆动轨迹，获得优化的激光圆形摆动轨迹线，完成一种提高焊接稳定性的激光矢量焊接方法；

步骤四中所述修改易产生飞溅区域的激光束摆动轨迹具体过程如下：

D、以坐标原点为激光自身圆形摆动幅度R1的圆心坐标，绘制常规激光自身圆形摆动轨迹线；

E、确定步骤三A中的易产生飞溅区域对应激光自身圆形摆动轨迹线的终点和起点，并删除易产生飞溅区域对应的轨迹；

F、以步骤E中确定的终点和起点，设定修正激光束摆动轨迹线的特征参数，完成修改。

2.根据权利要求1所述的一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法，其特征在于步骤二中2000≥M≥500。

3.根据权利要求1所述的一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法，其特征在于步骤二所述高速摄像拍摄系统采用半导体辅助光源及808nm窄带滤光片进行成像，每秒拍摄2000帧图片。

4.根据权利要求1所述的一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法，其特征在于步骤二中待焊板面材质为Q235碳钢，设置激光摆动频率f为40～50Hz，激光功率P为5～6kW，激光自身圆形摆动幅度R1为0.7～0.9mm，激光离焦量F为2～8mm，焊接速度V为0.8～1.2m/min。

5.根据权利要求1所述的一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法，其特征在于步骤二中待焊板面材质为TC4钛合金，设置激光摆动频率f为50Hz，激光离焦量F为3mm，激光功率P为6kW，激光自身圆形摆动幅度R1为0.6mm，焊接速度V为1.2m/min。

6.根据权利要求1所述的一种提高焊接过程稳定性的激光矢量焊接方法，其特征在于步骤三中步骤A中20≥n≥8。