[发明专利]一种激光对接焊工艺参数的优化方法和装置

摘要

本发明公开了一种激光对接焊工艺参数的优化方法和装置，首先建立典型的超声波回波特征与对应的焊缝截面金相组织的对应关系，然后在焊接试块的表面进行超声波检测，通过激光对接焊正交试验获得检测的超声波回波特征与特征波形库峰度系数比对分析，获得最优的激光对接焊工艺参数。装置包括由控制装置、Nd:YAG激光发生器、激光束、导光管、全反镜、光斑调节装置、对接焊焊头、工件、工件夹具系统和三轴工作台组成的焊接试验装置和由试验台、待测焊接完成工件、超声波探伤仪、探头、耦合液和计算机组成的焊件超声波检测装置。本发明能够快速优化激光对接焊工艺参数、降低检测成本，可应用于激光对接焊工艺参数优化。

主权项

一种激光对接焊工艺参数的优化方法，首先建立典型的超声波回波特征与对应的焊缝截面金相组织的对应关系，其特征在于：还包括在焊接试块的表面进行超声波检测，通过激光对接焊正交试验获得检测的超声波回波特征与特征波形库峰度系数比对分析，获得最优的激光对接焊工艺参数，具体步骤如下：步骤一，根据对接焊工件的参数要求，通过控制装置(1)编程生成激光对接焊焊接工 艺参数；通过激光对接焊初期试验，确定激光对接焊的激光频率、激光电压、激光离焦量和焊接平台移动速度的工艺参数焊接参数范围；步骤二，根据上述确定的参数变化的范围，利用控制装置(1)控制激光器(2)的参数和三轴联动工作台(11)对工件进行对接焊试验；根据初期对接焊试验得到的对接焊参数范围，在此范围内，通过控制装置(1)控制对激光器(2)参数和三轴联动工作台(11)进行正交试验，直到焊接完成；步骤三，用砂纸将对接焊完成的工件（以下用焊件代替）表面打磨平整，并用丙酮清洗打磨表面，以去除氧化膜、污垢、毛刺等杂物；步骤四，设置超声波探伤仪参数，分别设置扫描方式、探头角度、探头类型（单晶或者双晶探头）、探头频率、阻尼大小、扫描范围，延迟时间、检波模式、脉冲类型等，准备好偶合液；对超声波探伤仪探头进行校准，并可以获得超声波在焊件中的传播速度；此时，用超声波在焊件中的传播速度和焊件的厚度，可以计算出超声波在试块中传播时间；步骤五，采用双晶直探头对试块进行探伤，将探头放在试块上面，利用超声波探伤仪对焊接试块分别探伤，获得焊件的超声波波形图；利用线切割方法将焊件沿着横截面切开，采用标准金相试样制备工序制成试样，采用激光共聚焦显微镜拍摄焊缝截面金相组织图，然后建立典型的超声波回波特征与对应的焊缝截面金相组织的对应关系，利用经验波形分析法建立焊缝各种形态对应的典型特征波形库；步骤六，对所有激光对接焊正交试验的焊件进行超声波回波检测，得到不同焊接工艺参数下超声波回波特征，与特征波形库的回波特征对比分析，从而获得对接焊的最佳工艺参数。