其中一个或几个【具体实施方式】的组合同样也可以实现发明的目的。
[0054]通过以下实施例验证本发明的有益效果:
[0055]实施例1
[0056]本实施例的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，它是按照以下步骤进行的:
[0057]—、在焊接前将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，同时对加工后的坡口及工件表面进行打磨并采用丙酮清洗，以去除材料表面的油污、氧化膜等杂质，将打磨清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上；
[0058]二、利用夹具将激光头与送粉工作头固定在共同作用的待连接区域上，调整送粉头与竖直方向夹角至60° ;
[0059]待连接材料为对激光无反射的材料，保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至60°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5mm ;
[0060]三、设置激光增材制造工艺参数:激光光斑直径为2mm，离焦量为+3mm，激光功率为900W，扫描速度为8mm/s，粉末直径为20?100 μ m，送粉速率为3g/min，分层厚度0.5?1mm，扫描间距为2mm，保护气为惰性气体，保护气流量为10L/min ；
[0061]四、采用机器人集成系统运行步骤三中的焊接工艺参数，激光头与送粉头由计算机控制，由激光头和送粉头共同运动完成材料连接过程；即完成所述的基于激光增材制造技术的激光填粉焊接过程。
[0062]本实施例所述的待焊接工件为1mm厚Ti2AlNb材料。
[0063]本实施例对1mm厚Ti2AlNb材料焊接的焊缝金相图如图3所示。
[0064]实施例2
[0065]本实施例的单激光焊接方法，它是按照以下步骤进行的:
[0066]—、在焊接前将待焊工件的表面进行打磨并采用丙酮清洗，以去除材料表面的油污、氧化膜等杂质，将打磨清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上；
[0067]二、设置激光焊接工艺参数:激光功率为1800W，焊接速度为1.5m/min，保护气为惰性气体，保护气流量为15L/min ;
[0068]三、采用机器人集成系统运行步骤二中的焊接工艺参数，即完成所述的单激光焊接过程。
[0069]本实施例对1mm厚Ti2AlNb材料采用单激光焊接的焊缝金相图如图4所示。
[0070]从图4可以看出，当采用单激光焊接Ti2AlNb时，通过焊缝横截面金相图可以看出存在大量尺寸大小不一的气孔，这会大大降低焊缝的力学性能，同时，焊缝晶粒粗大，由于激光焊接过程中加热和冷却速度非常快，容易产生裂纹。
[0071]从图3可以看出，焊缝是由一层层熔合后的粉末连接到一起的，可以看到明显的“层状”分布，而且在焊缝的横截面没有发现气孔，说明采用实施例1的方法可以明显的减少Ti2AlNb焊接时出现的气孔等缺陷，能够显著提高焊缝的性能；同时由于采用激光逐层沉积，降低了热输入，也避免了裂纹的产生。
【主权项】
1.一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的: 一、在焊接前将待焊工件的待焊接部位进行坡口加工，同时对加工后的坡口及工件表面进行打磨及清洗，将打磨清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上； 二、在采用旁轴送粉的基于激光増材制造连接过程中，利用夹具将激光头与旁轴送粉工作头固定在共同作用的待连接区域上，调整送粉头与竖直方向夹角至10°?80° ； 若待连接材料为对激光无反射的材料，则保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至10°?80°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为2?20mm ； 若待连接材料为对激光有反射的材料，则调整激光束与待焊接工件竖直线夹角至5?20°，并调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至10°?80°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为2?20_ ； 三、设置激光增材制造工艺参数:激光光斑直径为1?6mm，离焦量为-5?+5mm，激光功率为400?10000W，扫描速度为5?40mm/s，粉末直径为20?100 μ m，送粉速率为2?20g/min，分层厚度0.5?5mm，扫描间距为1?4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为5?30L/min ； 四、采用机器人集成系统运行步骤三中的焊接工艺参数，激光头与送粉头由计算机控制，由激光头和送粉头共同运动完成材料连接过程；或若激光头未装载在机械臂上，则采用机床控制待焊接工件的移动，实现材料的连接过程；即完成所述的基于激光增材制造技术的激光连接过程。2.根据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于步骤一所述的进行坡口加工，焊缝坡口加工成V型坡口，V形坡口角度至少大于90°。3.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于步骤一中所述的清洗是采用丙酮进行的。4.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光无反射的材料，则保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至20°?70°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5?15mm。5.据权利要求4所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光无反射的材料，则保持激光头与待焊接工件垂直设置，调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至30°?60°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5?10mm。6.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光有反射的材料，则调整激光束与待焊接工件竖直线夹角至5?15°，并调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至20°?70°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5?1 5mm η7.据权利要求6所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于若待连接材料为对激光有反射的材料，则调整激光束与待焊接工件竖直线夹角至5?10°，并调整旁轴送粉工作头与激光头夹角至30°?60°，并使送粉喷嘴距离激光焦平面的距离为5?10mm η8.据权利要求1所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于设置激光增材制造工艺参数:激光光斑直径为1?5_，离焦量为-3?+3_，激光功率为1000?8000W，扫描速度为10?40mm/s，粉末直径为30?100 μ m，送粉速率为5?20g/min，分层厚度1?5mm，扫描间距为2?4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为10?30L/min。9.据权利要求8所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于设置激光增材制造工艺参数:激光光斑直径为2?5_，离焦量为-3?+3_，激光功率为2000?8000W，扫描速度为30?40mm/s，粉末直径为40?100 μ m，送粉速率为10?20g/min，分层厚度2?5mm，扫描间距为2?4mm，保护气为惰性气体，保护气流量为20?30L/min。10.据权利要求9所述的一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，其特征在于所述的基于激光增材制造技术的激光连接若采用同轴送粉，则只需安装同轴送粉头。
【专利摘要】一种基于激光增材制造技术的激光连接方法，它涉及一种特种材料的焊接连接方法。本发明利用激光沉积的方法在两连接材料的焊缝之间根据激光増材制造的原理，通过逐层堆积的方法形成一个类似于两母材之间焊缝形状的新材料，利用所形成的新材料来连接两母材的新方法。本发明可以改善焊缝冶金成分和接头性能，实现近净成形连接，极大地节省材料，降低成本，控制焊接缺陷，自动化程度高、易操作。以光纤激光器、YAG固体激光器、半导体激光器或CO2激光器为核心，并辅以送粉装置、保护气系统、冷却系统等，整个系统自动化水平高，可实现全程计算机控制，操作步骤简单，易于实现。
【IPC分类】B23K26/144, B23K26/60, B23K26/26
【公开号】CN105414762
【申请号】CN201511028021
【发明人】陈彦宾, 李鹏, 陈曦, 雷正龙, 张可召, 张恒泉
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月30日