[发明专利]一种激光激励超声能场辅助等离子弧填粉焊接方法

摘要

本发明公开了一种激光激励超声能场辅助等离子弧填粉焊接方法，其包括如下步骤：1）将待焊工件固定于焊接平台上，调整等离子弧焊枪和激光出射头的相对位置，使得激光能量作用于等离子弧熔池尾部区域；2）设定等离子弧电流脉冲与激光脉冲的协同工作模式；3）设定激光束作用模式；4）启动焊接程序；5）焊接过程结束时，先关停激光束出射，再熄灭等离子弧，停止送粉，并延迟停止保护气，结束全部焊接流程。其能够提高焊缝熔凝结构致密度，提高熔池中的异质形核率，促进均匀形核，使熔池凝固过程晶粒生长得以显著细化。

主权项

1.一种激光激励超声能场辅助等离子弧填粉焊接方法，其特征在于：所述方法利用等离子弧热源提供焊接成形所需要的主要能量，借助高频脉冲激光冲击熔池并激励产生熔池超声能场，使熔池熔凝过程形成致密且细晶的焊缝组织结构，其包括如下步骤：1）将待焊工件固定于焊接平台上，调整等离子弧焊枪和激光出射头的相对位置，使得出射等离子弧倾斜作用于待焊工件表面，出射激光束垂直于待焊工件表面，且以工作台前进方向为参照，等离子弧热源作用点在前，激光出射作用点在后，使得激光能量作用于等离子弧熔池尾部区域；2）设定等离子弧电流脉冲与激光脉冲的协同工作模式：当等离子弧电流为非脉冲模式时，激光脉冲能量与等离子弧能量为任意匹配；当等离子弧电流为脉冲模式时，激光脉冲与等离子弧电流脉冲的能量匹配包括：当等离子弧电流脉冲与激光脉冲为同步脉冲，在一个能量匹配周期内，脉冲能量匹配为峰值‑峰值匹配；当等离子弧电流脉冲与激光脉冲为异步脉冲，激光脉冲频率至少2倍于等离子弧电流脉冲频率，在一个能量匹配周期内，至少包括一个脉冲能量匹配为峰值‑峰值匹配，其余脉冲能量匹配为峰值‑基值匹配；3）设定激光束作用模式；4）启动焊接程序，等离子弧的引燃弧工作，同时启动送粉器，使送粉喷嘴喷射粉末流，然后引弧使等离子弧的主弧开始工作，同时启动激光器工作，出射激光束，焊接开始，激光脉冲频率为可听声频100Hz～20kHz或超声频20kHz以上，脉冲峰值功率不低于2kW；5）焊接过程结束时，先关停激光束出射，再熄灭等离子弧，停止送粉，并延迟停止保护气，结束全部焊接流程。