专利名称：一种激光焊接闭合曲线首尾连接处的方法
技术领域：
本发明涉及激光焊接技术领域，更具体地，本发明涉及一种激光焊 接闭合曲线首尾连接处方法。
背景技术：
使用激光来焊接闭合曲线焊缝，通常由于激光深熔焊接匙孔效应以 及焊接时工艺参数配合的不合理， 一般会在闭合曲线焊缝的焊接收尾处 出现类似凹坑的缺陷，如图1所示。目前，处理这种凹坑缺陷的方法主
要使用带有T型功率的激光器，但是T型功率为激光器制造商提供的附 加功能，与激光器结合困难，造价昂贵，使得多数激光器难以配置。也 就是说，目前由于闭合曲线激光加工技术的不足，针对闭合曲线的激光 焊接1€处的凹坑等缺陷，没有很好的消除方法。
发明内容
为克服现有技术中激光焊接M处出现凹坑的缺陷，本发明提出了 一种激光焊接闭合曲线首尾连接处方法。
根据本发明的一个方面，提供一种激光焊接闭合曲线首尾连接处方 法，包括在激光焊接叙收尾阶段后，提高焊接速度，焊接闭合曲线焊缝的剩余部分。
其中，所述闭合曲线焊缝包括平面环形焊缝和空间环形焊缝以及其 它焊接轨迹闭合的焊缝。
其中，提高焊接速度的时刻可以是iiX以闭合曲线重心为圆心、离 闭合曲线焊缝的首尾连接处角度为正负30度的范围后的任一时刻。
其中，根据焊接材料的属性和焊缝深度确定焊接速度提高的数值， 一般地，焊接速度提高1倍以上。
根据本发明的另一方面，提供一种激光焊接闭合曲线首尾连接处方 法，包括在激光焊接进入收尾阶段后，提高焊接速度的同时降低激光 功率，焊接闭合曲线焊缝的剩余部分。
其中，所述降低激光功率包括突然降低激光功率到某一固定值或者 线形降低激光功率到某一 固定值。
其中，根据焊接材料的属性和所述闭合曲线的焊缝深度确定所述固 定值，通常情况下，所述固定值为原激光功率的2/3以下。
通过应用本发明，保证激光焊接闭合曲线首尾连接处时的焊缝不产 生凹坑等缺陷，达到良好的焊接收尾成型效果，保证闭合焊缝焊接首尾 连接处的平滑连接，而且本方法可以在目前的激光自动焊接设备上通过 软件控制实现，应用方便筒单。
图l是闭合曲线焊接首尾连接处的凹坑示意图； 图2是一种空间环形闭合焊缝示意图；图3是一种平面环形闭合焊缝示意图4是根据本发明的实施例2中的焊接速度和激光功率随焊接角度 变化示意图5是根据本发明的实施例3中的焊接速度与激光功率随焊接角度 变化示意图6是使用本发明的闭合曲线首尾连接处激光焊接效果示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明提供的一种激光焊接闭合曲 线首尾连接处的方法作进一步说明。
使用激光焊接闭合曲线焊缝，在焊接首尾连接处容易出现类似凹坑 的缺陷，所述闭合曲线焊缝一般包括平面环形焊缝和空间环焊缝以及其 它焊接轨迹闭合的焊缝。
在根据本发明的实施例中，激光焊接如图2和图3所示的环形闭合 焊缝时，将需焊接的零件固定在工作台上，激光焊接头置于一五轴联动 机器人上，五轴联动机器人可以进行圆周运动。激光焊接时，五轴联动 机器人作圃周运动以提供焊接所需速度。在激光焊接闭合曲线焊缝时， 焊接速度提高到 一个稳定值，在此稳定的焊接速度下激光头射出激光， 进行焊接。当焊接ii^以闭合曲线重心为圆心、离焊缝曲线首尾连接处 角度为正负30度的范围(在本实施例中，此范围限定收尾阶段)后，突 然将焊接速度提高到一个较高的稳定数值，完成剩余段的焊接。速度提 高的数值根据焊接材料的属性和焊接曲线的属性确定，根据经验值果焊接材料的导热性高，则速度可以提高更高些，焊缝深度更深，则速 度提高较小一些， 一般情况下，焊接速度需要提高一倍以上，持续时间 为从提高焊接速度时刻起到焊接结束。提高焊接速度的时刻，可以在焊 接收尾阶段的任一时刻，优选地，在未进入离焊缝曲线首尾连接处角度
为正负2度范围之内的时刻，但当焊接材料的直径很大，则角度范围可 以取^离焊缝曲线首尾连接处角度为正负2度范围之内。
另外，也可以当激光焊接i^yM^阶段后，在提高焊接速度的同时， 降低激光功率为某一固定值，根据经验值，所述固定值与焊接材料的属 性和焊缝深度有关，焊接材料的导热性高，功率降低的高多一些，焊缝 深度大，功率提高的少一些， 一般情况下，需要降为原功率的2/3以下， 或者可以在提高烊接速度的同时，线形降低激光功率，线形降低功率的 斜率由以原焊接功率为起点、设定的固定值为终点的直线段确定。采用 提高焊接速度的同时降低激光功率的方法，和仅提高焊接速度的方法相 比，所提高的速度可以相对较小，实现上更容易，并且焊接效果更为良 好，焊接曲线更为平滑。
实施例1
激光焊接如图3所示的环形焊缝，所示焊缝可以取任何直径，在本实 施例中，环形焊缝直径为50咖，零件装夹在旋转工作台上，激光焊接头 置于待焊接焊缝之上。激光焊接开始后，旋转工作台带动待焊零件转动， 达到匀速后(例如5mm/s)激光焊接头射出激光，激光功率P为2000W， 当焊接ii^^阶段，在本实施例中，收尾阶段开始处设置为旋转焊接 到完成340度的部分，此时，突然提高旋转工作台的速度V(例如20mm/s)，以此更快的焊接速度继续加工，焊接完成剩余焊接段。
实施例2
在对实施例1所述的环形焊缝进行焊接时，当激光焊接开始后，旋 转工作台带动待焊零件转动，达到匀速后(例如5mm/s )激光焊接头射出 激光，激光功率P为2000W。如图4所示，图中L为激光焊接长度(对于 环形焊缝以角度表示)，P为激光功率，V为激光焊接速度。当焊接iix 收尾阶段，在本实施例中，收尾阶段开始处设置为旋转焊接到完成330 度的部分，此时，突然提高转台速度V (例如20mm/s)，同时降低激光功 率为800W，以此提高的焊接速度和降低的功率继续加工，焊接完成剩余 焊接段。
实施例3
激光焊接如图3所示的环形焊缝，与实施例2不同的是焊接ii^收 尾阶段后，突然提高转台速度V，同时线形降低激光功率，即最后收尾处 激光功率不是立刻降低为一个固定数值，而是线形下降到一个固定值， 如图5所示，图中L为激光焊接长度(对于环形焊缝以角度表示)，P为 激光功率，V为激光焊接速度。
图6示出使用本发明的il^处焊接效果示意图，明显看出闭合曲线 收尾的焊缝闭合处不产生凹坑等缺陷，达到良好的焊接收尾成型效果， 保证闭合焊缝焊接首尾连接处的平滑连接。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对 其限制，并且在应用上可以延伸到其他的^^改、变化、应用和实施例， 同时认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和范围内。
权利要求
1、一种激光焊接闭合曲线首尾连接处的方法，包括在激光焊接进入收尾阶段后，提高焊接速度，焊接闭合曲线焊缝的剩余部分。
2、 权利要求l的方法，其中，所述闭合曲线焊缝包括平面环形焊缝 和空间环形焊缝以及其它焊接轨迹闭合的焊缝。
3、 权利要求l的方法，其中，提高焊接速度的时刻可以是进入以闭 合曲线重心为圆心、离闭合曲线焊缝的首尾连接处角度为正负30度的范 围后的任一时刻。
4、 权利要求l的方法，其中，根据焊接材料的属性和焊缝深度确定 焊接速度提高的数值， 一般地，焊接速度提高l倍以上。
5、 权利要求l的方法，进一步包括在提高焊接速度的同时降低激 光功率，焊接闭合曲线焊缝的剩余部分，
6、 权利要求5的方法，其中，所述降低激光功率包括突然降低激光 功率到某一 固定值或者线形降低激光功率到某一 固定值。
7、 权利要求6的方法，其中，根据焊接材料的属性和所述闭合曲线 的焊缝深度确定所述固定值，通常情况下，所述固定值为原激光功率的 2/3以下。
全文摘要
本发明公开了一种激光焊接闭合曲线首尾连接处的方法，在激光焊接闭合曲线焊缝进入收尾阶段后，通过突然提高焊接速度，或者提高焊接速度的同时降低激光功率，焊接闭合曲线焊缝的剩余部分，保证激光焊接闭合曲线收尾时的焊缝首尾连接处不产生凹坑等缺陷，达到良好的焊接收尾成型效果，确保闭合焊缝焊接首尾连接处的平滑连接，而且本方法可以在目前的激光自动焊接设备上通过软件控制实现，应用方便简单。
文档编号B23K26/28GK101468427SQ20071030851
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者宁伟健, 宋宏伟, 王恒海, 王立新, 钢 虞, 郑彩云 申请人:中国科学院力学研究所