1~2s后激光器控制发出激光，然后施加超声振动，最后控制机器人 使得激光工作头和TIG焊枪共同运动完成焊接过程。
[0100] 实施例6
[0101 ]本实施例采用激光-TIG焊方法焊接3mm厚镁合金对接接头，具体过程如下：
[0102] 步骤一:将待焊工件的待焊接部位根据需要加工成所需要的精度，并对工件加工 后的两侧表面进行打磨或清洗；
[0103] 步骤二:将打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上，利用特制夹具将激 光头与TIG焊枪分别固定，并与超声变幅杆紧密连接；
[0104] 步骤三:离焦量为_3mm，激光功率3000W，电弧电流在50A，激光电弧间距3mm，焊接 速度在lm/min，辅助激光超声振动频率为101^2，振动幅度为^111，辅助1'16超声振动频率为 10kHz，振动幅度为Ιμπι;保护气采用Ar气，流量在20L/min;
[0105] 步骤四：在实际焊接过程中，采用机器人集成系统控制焊接工艺参数，首先TIG电 弧起弧，然后电弧稳定1~2s后激光器控制发出激光，然后施加超声振动，最后控制机器人 使得激光工作头和TIG焊枪共同运动完成焊接过程。
[0106] 实施例7
[0107] 本实施例采用激光-TIG焊方法焊接3mm厚镁合金对接接头，具体过程如下：
[0108] 步骤一:将待焊工件的待焊接部位根据需要加工成所需要的精度，并对工件加工 后的两侧表面进行打磨或清洗；
[0109] 步骤二:将打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上，利用特制夹具将激 光头与TIG焊枪分别固定，并与超声变幅杆紧密连接；
[0110] 步骤三:离焦量为3mm，激光功率5000W，电弧电流在100A，激光电弧间距6mm，焊接 速度在3m/min，辅助激光超声振动频率为1MHz，振动幅度为20μπι，辅助TIG超声振动频率为 1MHz，振动幅度为20μπι;保护气采用Ar气，流量在40L/min;
[0111] 步骤四：在实际焊接过程中，采用机器人集成系统控制焊接工艺参数，首先TIG电 弧起弧，然后电弧稳定1~2s后激光器控制发出激光，然后施加超声振动，最后控制机器人 使得激光工作头和TIG焊枪共同运动完成焊接过程。
[0112] 以上实施例4至7与现有技术相比具有如下优势：
[0113] 1、相比于传统电弧焊等，显著提高效率，焊接速度，降低了生产成本。减少热输入， 且由于超声振动的加入，可以防止更多的气孔在焊缝内聚集并长大；
[0114] 2、相比于单激光焊接，通过超声TIG的辅助，延长熔池冷却时间，振动并搅拌熔池 促进气泡溢出，从而抑制气孔缺陷。
[0115] 3、相比于超声辅助电弧焊，可有效提高焊接效率并消除气孔。
[0116] 最后应当说明的是，以上实施例仅是对本发明较佳实施方案的描述并不限制本发 明的保护范围，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解， 可以对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【主权项】
1. 一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的： 步骤一:将待焊接工件的待焊接部位两侧表面进行打磨或清洗； 步骤二:将打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上，将激光头与TIG焊枪采用 夹具分别固定，并与超声变幅杆连接； 步骤三:设置工艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为3000~5000W，电弧电流为50~ 100A，激光电弧间距为3~6mm，焊接速度为1~3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为Ιμπι~20μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为Ιμπι~20μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min; 步骤四：在实际焊接过程中，采用机器人集成系统控制焊接工艺参数，首先TIG电弧起 弧，然后电弧稳定1~2s后激光器控制发出激光，然后施加超声振动，最后控制机器人使得 激光工作头和TIG焊枪共同运动完成焊接过程。2. 根据权利要求1所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于激光焊接的激 光器为C〇2气体激光器、YAG固体激光器、半导体激光器或光纤激光器。3. 根据权利要求1所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为3500~5000W，电弧电流为70~100A，激光电弧间距 为3~5_，焊接速度为1~3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为5μπι~20μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为5μπι~20μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min。4. 根据权利要求3所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为4000~5000W，电弧电流为80~100A，激光电弧间距 为3~5_，焊接速度为1~2m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为ΙΟμπι~20μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为ΙΟμπι~20μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min。5. 根据权利要求4所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为4500~5000W，电弧电流为90~100A，激光电弧间距 为3~4_，焊接速度为1~2m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为15μπι~20μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为15μπι~20μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min。6. 根据权利要求5所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为3000~4500W，电弧电流为70~90A，激光电弧间距 为4~5_，焊接速度为1~3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为5μπι~15μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为5μπι~15μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min。7. 根据权利要求6所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为3000~4000W，电弧电流为70~80A，激光电弧间距 为4~5_，焊接速度为2~3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为ΙΟμπι~15μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为ΙΟμπι~15μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min。8. 根据权利要求7所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为3500~4000W，电弧电流为70~80A，激光电弧间距 为4~5_，焊接速度为2~3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为12μπι~15μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为12μπι~15μπι;保护气采用Ar气，流量 为20~40L/min。9. 根据权利要求8所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为3500W，电弧电流为70A，激光电弧间距为5mm，焊接 速度为3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为15μπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为15μπι;保护气采用Ar气，流量为20~ 40L/min〇10. 根据权利要求1所述的一种消除镁合金焊接气孔的方法，其特征在于步骤三中的工 艺参数:离焦量为-3~+3mm，激光功率为4000W，电弧电流为100A，激光电弧间距为3mm，焊接 速度为3m/min; 辅助激光超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为ΙΟμπι; 辅助TIG超声振动频率为10kHz~1MHz，振动幅度为ΙΟμπι;保护气采用Ar气，流量为20~ 40L/min〇
【专利摘要】一种消除镁合金焊接气孔的方法，它涉及一种消除镁合金焊接气孔的方法。本发明的方法为：将待焊接工件清洗装夹，设置工艺参数进行焊接。本发明相比于传统电弧焊等，显著提高效率，焊接速度，降低了生产成本。减少热输入，且由于超声振动的加入，可以防止更多的气孔在焊缝内聚集并长大；相比于单激光焊接，通过超声TIG的辅助，延长熔池冷却时间，振动并搅拌熔池促进气泡溢出，从而抑制气孔缺陷。相比于超声辅助电弧焊，可有效提高焊接效率并消除气孔。
【IPC分类】B23K26/322, B23K26/70, B23K26/348
【公开号】CN105458510
【申请号】CN201510989940
【发明人】雷正龙, 杨雨禾, 张可召, 陈彦宾, 郭涛, 黎炳蔚
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月24日