一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置及方法

1.本发明涉及激光电弧复合焊接的技术领域，尤其涉及一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置及方法。


背景技术：

2.激光电弧复合焊接，简称lahw，现阶段，随着航空航天、轨道交通、船舶工业、武器装备、核电设备等领域中各种大型结构件的设计和出现，对于各类金属材料的厚板焊接需求不断增大，厚板焊接技术的进步可以得到更高质量的焊接接头，提高厚板在各领域的应用，对我国制造业的发展以及军事实力的增强有着极其重要的作用。
3.相较于传统厚板开设大截面坡口的焊接方法，厚板窄间隙焊接具有热输入低、填充量小、材料利用率高、焊接变形小、焊接应力小、焊接效率高的优势。但是由于厚板焊接中焊丝的干伸长较长，存在焊丝准直度不足的问题，容易导致焊丝末端位置偏移而造成电弧偏吹，在厚板窄间隙焊接中会造成严重的侧壁起弧、侧壁未熔合、焊道成形差等问题，直接影响厚板的最终成形与质量。
4.针对焊丝准直不足而导致电弧偏吹的难点，目前主要通过旋转导电嘴将电弧能量传递到窄间隙两侧，但是仍旧存在导电嘴易磨损、电机易故障等问题，此外这种机械方式不能很好的控制电弧能量的分布；而磁控窄间隙的焊接方法则通过磁场对电弧的偏转进行控制，具有无接触、控制简单的优点，但是焊丝末端的偏转量是实时变化的，该方法并不能调控电弧的动态变化，同时电弧在常规磁场中往两侧偏转的程度是不相同的，所以两侧侧壁的电弧能量仍然具有差异，甚至在焊丝偏转较大时，可能存在有一侧侧壁焊接完成时，另一侧侧壁仍具有焊接未熔合的缺陷。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置及方法，实现提高焊丝准直度、纠正电弧偏吹、改善多层焊接整体成形度的效果。
6.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，包括导轨平台以及设置于所述导轨平台上的焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构以及清理机构；所述导轨平台用于带动厚板沿焊接方向移动；所述焊接机构包括焊枪头以及设置于所述焊枪头一端的导电嘴，所述导电嘴沿所述焊枪头的长度方向伸缩，所述导电嘴用于引导焊丝；所述激光发射机构包括激光头以及激光束，所述激光束经过激光头照射于厚板的焊接位置；所述磁场调节机构包括夹持架、圆柱铁芯以及螺旋线圈，所述夹持架用于安装所述圆柱铁芯，所述螺旋线圈套设于圆柱铁芯外，所述螺旋线圈与磁场控制系统连接，用于调节焊接位置的磁场强度与极性；
所述清理机构包括夹持块、旋转杆以及钢丝棍刷，所述夹持块用于支撑旋转杆，所述旋转杆与夹持块转动连接，所述钢丝棍刷安装于旋转杆的底部。
7.进一步的，所述导轨平台上设有高速相机，所述高速相机的摄像头正对焊接方向设置，用于实时监测所述焊接机构的焊接位置；所述导轨平台上设有分别与高速相机、焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构相连接的监测系统，所述监测系统响应于高速相机的监测信号而控制焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构运作。
8.进一步的，所述焊枪头内部设有滑块通道、旋转螺柱以及平键滑块，所述滑块通道为圆头平键形状，所述旋转螺柱位于滑块通道且与所述平键滑块螺纹连接，所述平键滑块用于与所述导电嘴并在旋转螺柱的驱动下带动导电嘴移动。
9.进一步的，所述夹持架通过夹持组件与导轨平台连接，所述夹持组件用于调节夹持架与焊接位置的距离。
10.进一步的，所述螺旋线圈为串联结构，所述螺旋线圈连接磁场控制系统，所述磁场控制系统用于控制螺旋线圈的磁场强度大小以及极性。
11.进一步的，所述激光头连接激光器，所述激光器为固体激光器、气体激光器或光纤激光器。
12.进一步的，所述夹持块通过夹持杆连接在激光头上。
13.进一步的，所述夹持块内部设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与旋转杆同轴连接，进行激光电弧复合焊接操作时，所述钢丝棍刷垂直焊缝放置。
14.另一方面，本发明提供的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹方法采用如下的技术方案：一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹方法，使用了上述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，包括以下步骤：步骤一：将待焊的厚板固定夹持于导轨平台上，通过设定导轨平台的移动速度与位移来控制焊接速度与焊接距离；步骤二：调节焊枪头、激光头的设置角度与设置位置，调整激光离焦量、光丝间距等参数，进给焊丝并通过移动导电嘴保持焊丝干伸长的一致，随后调整高速相机的位置与角度，对准伸出焊丝的监测区域；步骤三：将螺旋线圈固定在焊接位置正上方并预留焊接距离，调整钢丝棍刷的位置，控制导轨平台移动进行预行走，若预行走操作无误，则打开出光、出弧设置；步骤四：移动导轨平台进行焊接，首先进行单激光的打底焊，保证钝边的双面成形；打开振镜系统进行激光电弧复合填充焊，高速相机实时监测被监测区域焊丝的偏转并计算焊丝末端的偏转量，根据焊丝偏转的方向以及大小，控制焊接位置的磁场极性以及强度大小，对电弧进行修正；经过数道激光电弧复合填充焊之后，进行激光电弧复合盖面焊，完成焊接操作。
15.综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：（1）本发明通过在焊枪头内部设计旋转螺柱、平键滑块、导电嘴，实现导电嘴在焊枪头方向的可调节性，通过旋转螺柱的转动可调节导电嘴的伸长量，控制焊丝干伸长的长度维持在合适的范围内，提高了焊接的稳定性，避免了焊丝干伸长改变所带来的的焊接差异；同时导电嘴也提高了焊丝的准直度，避免了焊丝干伸长过长而引起的焊接缺陷，具有灵
活调节的优点。
16.（2）本发明通过高速相机对焊丝上部分的区域进行实时监测，通过调试不同规格的滤波片减小光致等离子体以及弧光对焊丝监测的干扰；通过导轨平台带动厚板移动，而激光头、焊枪头、高速相机与导轨平台位置相对固定，可以对整个焊接过程进行稳定、精确地监测；根据监测区域焊丝的偏转角度预测焊丝末端的偏转量，可监测焊接不同时刻焊丝的偏转情况。
17.（3）本发明通过将钢丝棍刷固定在激光头上，并通过夹持块内部的旋转电动机进行高速转动，对焊后焊缝表面的油污进行高效清洁，避免对后续焊接的影响；该结构解决了窄间隙焊后清洁复杂以及清洁不彻底的问题，并根据激光聚焦的特性与激光头随焊道的增高而同步上升。
18.（4）本发明的一种厚板窄间隙激光电弧复合焊防电弧偏吹的装置，装置设计简单灵巧、可调节性强，各调节系统相辅相成，能够从多角度提高电弧能量在窄间隙的合理分布，提高厚板的焊接质量。
附图说明
19.图1为本发明实施例的整体结构示意图；图2为本发明实施例的主体结构示意图；图3为本发明实施例的主视图；图4为本发明实施例的左视图；图5为本发明高速相机监测焊丝偏转的结构示意图；图6为本发明夹持架与螺旋线圈的结构示意图；图7为本发明的焊枪头的剖视图；图8为本发明钢丝棍刷的结构示意图；图9为图8中a的局部放大图。
20.附图标记说明：1、厚板；2、高速相机；3、焊枪头；4、导电嘴；5、平键滑块；6、旋转螺柱；7、焊丝；71、焊丝监测区域；72、焊丝起弧区域；8、夹持架；9、螺旋线圈；10、激光头；11、激光束；12、夹持块；13、旋转杆；14、钢丝棍刷；15、第一通孔；16、第二通孔；17、圆柱铁芯；18、导轨平台。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
22.本发明实施例公开一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置。
23.参照图1-图9，一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，包括导轨平台18、焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构以及清理机构，焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构以及清理机构均设置于导轨平台18上。其中，焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构以及清理机构用于配合实现不易发生电弧偏吹的激光电弧复合焊接操作。
24.对厚板1窄间隙进行激光电弧复合焊操作时，操作人员将厚板1夹持紧固于导轨平台18上，导轨平台18用于支撑并带动厚板1沿焊接方向移动，导轨平台18通过电控箱控制其
自身的移动速度与移动距离。
25.厚板1为常见金属材料，包括铝合金、钛合金、不锈钢等材质；厚板1的厚度范围为15mm-50mm，厚板1的焊接位置开设有“u”型坡口，坡口根部半径为1-2mm，坡口角度为1-3
°
，厚板1钝边设为6-8mm，钝边满足单激光打底焊的正面、背面成形要求，厚板1坡口设计间隙变化较小，使表面电弧能量能充分传递到两侧侧壁。
26.导轨平台18上设有高速相机2，高速相机2的摄像头正对焊接方向设置，用于监测焊接机构焊接位置沿垂直方向的偏移量。高速相机2装有不同规格的滤波片，滤波片规格包括2倍、4倍、8倍、16倍滤波片，滤波片可叠加使用，以减少光致等离子体或弧光对监测的影响。
27.导轨平台18上设有分别与高速相机2、焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构相连接的监测系统，监测系统响应于高速相机2的监测信号而控制焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构运作。
28.对厚板1窄间隙进行激光电弧复合焊操作时，高速相机2对监测区域进行高速摄像监测，监测系统可根据监测区域内焊接机构的偏转角度预测焊接机构末端的偏移量，并反馈给与监测系统相集成的磁场控制系统，进而控制磁场调节机构运作，使焊接位置磁场强度的大小和方向根据实际的焊接机构末端的偏移量与偏移方向而实时改变。
29.焊接机构包括焊枪头3以及设置于焊枪头3一端的导电嘴4，导电嘴4沿焊枪头3的长度方向伸缩；焊枪头3内部设有滑块通道、旋转螺柱6以及平键滑块5，滑块通道为圆头平键形状，旋转螺柱6位于滑块通道且与平键滑块5螺纹连接，平键滑块5用于与导电嘴4并在旋转螺柱6的驱动下带动导电嘴4移动。
30.平键滑块5位于滑块通道中，平键滑块5上并排开设有第一通孔15与第二通孔16，第一通孔15与导电嘴4相连，导电嘴4内沿其长度方向开设有用于安装焊丝7的焊丝通道；第二通孔16内开设有螺纹，旋转螺柱6贯穿第二通孔16且与第二通孔16螺纹连接，旋转螺柱6与焊枪头3转动连接。
31.进行厚板1窄间隙激光电弧复合焊操作前，操作人员先将焊丝7穿设于焊丝通道内，实现导电嘴4的焊丝7安装操作，此时焊丝7一端伸出导电嘴4，焊丝7伸出导电嘴4的端部分为焊丝监测区域71以及焊丝起弧区域72，高速相机2对焊丝监测区域71进行高速摄像监测。而后调节导电嘴4与焊枪头3的相对位置关系，通过转动旋转螺柱6使其带动平键滑块5置于滑块通道内移动，进而使导电嘴4置于滑块通道内移动，实现导电嘴4与焊枪头3的位置调节功能。
32.激光发射机构包括激光头10以及激光束11，激光束11经过激光头10照射于两块厚板1的坡口中心处；激光头10连接激光器，激光器为固体激光器、气体激光器或光纤激光器。
33.磁场调节机构包括夹持架8、圆柱铁芯17以及螺旋线圈9，夹持架8通过夹持组件与导轨平台18连接，夹持组件用于调节夹持架8与焊接位置的距离，夹持架8位于焊接位置的正上方，夹持架8与焊接位置的距离可调，具体的，距离为5cm-15cm；夹持架8用于安装圆柱铁芯17，圆柱铁芯17的外侧设有绝缘外壳，螺旋线圈9套设于圆柱铁芯17外，螺旋线圈9与磁场控制系统连接，用于调节焊接位置的磁场强度与极性。
34.螺旋线圈9为两个线圈串联组成，螺旋线圈9的匝数可根据焊接电弧电流的大小进行增加或减少，螺旋线圈9的串联结构以及圆柱铁芯17相配合能够增加磁场强度，提高磁场
修正电弧偏吹效果，改善磁场的的调控效果；螺旋线圈9与磁场控制系统相连，磁场控制系统用于控制螺旋线圈9的磁场强度大小以及极性，使焊接位置产生不等磁场强度的交变磁场。
35.对厚板1窄间隙进行激光电弧复合焊操作时，通过磁场控制系统对焊接位置提供磁场强度、极性可调的交变磁场，间接对电弧进行修正；夹持架8的位置可调节，保持与焊接位置的距离合适，其中圆柱铁芯17以及螺旋线圈9的串联结构均能够提高磁场强度，改善磁场修正电弧的效果；磁控窄间隙需要通过磁场将电弧能量传递至两侧的侧壁，而本发明的磁场控制系统与高速相机2的监测系统集成，可根据监测系统预测焊丝7末端的偏移量来调整螺旋线圈9的电流方向以及大小，使电弧朝偏移方向进行小幅度偏转，朝反方向进行较大的偏转，保持电弧能量相对均匀的分布在焊缝处以及两侧侧壁处。
36.清理机构包括夹持块12、旋转杆13以及钢丝棍刷14，夹持块12用于支撑旋转杆13，旋转杆13与夹持块12转动连接，钢丝棍刷14安装于旋转杆13的底部；夹持块12通过夹持杆连接在激光头10上，夹持块12与激光头10同步移动。
37.夹持块12包括立方体部件与圆柱体部件，立方体部件的底端与圆柱体部件的顶端相连接，圆柱体部件的底端与旋转杆13相连接，立方体部件内部设有电动机，电动机的输出轴与圆柱体部件固定连接，用于带动圆柱体部件转动；圆柱体内部设有旋转电机，旋转电机的输出轴与旋转杆13同轴连接，圆柱体部件与旋转杆13非同心设置，二者的圆心距为1mm。
38.旋转杆13下端连接钢丝棍刷14，钢丝棍刷14包括多个沿径向分布的密集不锈钢钢丝，钢丝棍刷14转动时包含自传和绕圆柱体部件轴心的公转，旋转杆13和钢丝棍刷14具有良好的塑性，进行激光电弧复合焊接操作时，钢丝棍刷14垂直焊缝放置，可充分对窄间隙内的焊缝以及侧壁上的油污进行清洁，且不损伤焊缝表面。
39.本发明实施例还公开一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹方法。
40.一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹方法，使用了上述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，包括以下步骤：步骤一：将待焊的厚板1固定夹持于导轨平台18上，通过设定导轨平台18的移动速度与位移来控制焊接速度与焊接距离；具体的，对两个厚板1进行预处理，包括使用naoh溶液进行碱洗、使用hcl溶液进行酸洗，并使用钢丝刷或角磨机对待焊区域进行打磨，再使用乙醇或丙酮进行清洗以去除表面氧化膜和油污，用吹风机吹干；将厚板1夹持固定于导轨平台18上，通过电控箱设定导轨平台18的速度和位移，在本发明实施例中，所设速度为1.5m/min，所设位移为180mm，移动方向为从右到左。
41.步骤二：调节焊枪头3、激光头10的设置角度与设置位置，调整激光离焦量、光丝间距等参数，进给焊丝7并通过移动导电嘴4保持焊丝7干伸长的一致，随后调整高速相机2的位置与角度，对准焊丝监测区域71；具体的，对焊枪头3进行定位，将焊枪头3移至焊缝正上方，保持安全距离后偏转30
°
，移动导电嘴4使其伸出焊枪头3再进给焊丝7，控制焊丝7干伸长在15mm，距焊缝距离为4mm；然后对激光头10进行定位，将激光头10反向偏转10
°
，保持激光束11处于聚焦状态，保持光丝间距为2mm。而后，对高速相机2进行定位，使其从侧面对焊丝监测区域71进行监测，为保证高速摄像图像的清晰，在高速相机2镜头上安装滤波片。
42.步骤三：将螺旋线圈9固定在焊接位置正上方并预留焊接距离，调整钢丝棍刷14的位置，控制导轨平台18移动进行预行走，若预行走操作无误，则打开出光、出弧设置，设定激光参数与电弧参数；因为高速相机2需要全程拍摄，所以激光头10和焊枪头3的位置不变，只通过移动导轨平台18带动厚板1移动，通过导轨平台18沿焊接方向的移动速度，调整当前焊速；通过导轨平台18沿焊接方向的移动位移，调整当前焊接距离，此时只需要控制出光、出弧的时间即可。
43.具体的，移动夹持架8至焊接位置正上方60mm-80mm的位置，将螺旋线圈9连接磁场控制系统，使焊接位置磁场强度为0.5t-90t；通过夹持杆将夹持块12、旋转杆13、钢丝棍刷14竖直固定在焊缝正上方，使钢丝棍刷14底部距离钝边2mm。而后，对导轨平台18进行预行走，检查焊接过程的安全性，确认无误后，设定好激光参数、电弧参数开始正式焊接。
44.步骤四：移动导轨平台18进行焊接，首先进行单激光的打底焊，保证钝边的双面成形；打开振镜系统进行激光电弧复合填充焊，高速相机2实时监测焊丝监测区域71的偏转并计算焊丝7末端的偏转量，根据焊丝7偏转的方向以及大小，控制焊接位置的磁场极性以及强度大小，对电弧进行修正；经过数道激光电弧复合填充焊之后，进行激光电弧复合盖面焊，完成焊接操作。
45.具体的，首先使用5200w的激光功率进行单激光打底焊接，保证厚板1钝边部分的双面成形良好；其次使用4500w的激光功率、150a的焊接电流进行数次的填充焊，进行填充焊操作时可打开激光的振镜系统，设定好振荡参数，包括振荡轨迹为圆形、矩形、“8”字形，振荡频率为50hz-500hz，振荡幅度为0.5mm-4mm，填充焊接过程中，高速相机2对焊丝监测区域71进行监测，根据焊丝监测区域71的偏转角度，预测焊丝7末端垂直焊缝方向的偏移量，并通过与监测系统集成的磁场控制系统对螺旋线圈9施加顺时针与逆时针交替，且电流大小实时变化的交变电流，以此产生交变磁场对电弧施加洛伦兹力，使电弧朝焊丝7偏移方向小幅度偏转，朝焊丝7偏移反方向大幅度偏转，最后使用4000w激光功率、180a焊接电流完成厚板1的盖面焊接。
46.本发明实施例一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置的实施原理为：对厚板1窄间隙进行激光电弧复合焊操作时，高速相机2对焊丝监测区域71进行监测，根据焊丝7在焊丝监测区域71的偏转角度，预测焊丝7末端垂直焊缝方向的偏移量，以改变对螺旋线圈9施加的电流，进而使电弧能量较为均匀的分布于焊缝表面以及两侧侧壁，防止了由于焊丝7准直问题而引起的电弧偏吹以及后续的焊接缺陷，同时激光束11提高了电弧的挺度，电弧后方的振镜激光加强熔滴和熔池润湿铺展性，进一步保证了焊道的平整度，跟随激光头10移动的钢丝棍刷14能对焊后焊道进行全面的清洁，为后续焊接提供较好的焊接预处理；本发明通过可移动导电嘴4、实时变化的交变磁场、激光电弧复合运作解决了焊丝7干伸长较长时带来的侧壁起弧、侧壁未熔合、焊道成形差等问题，增强了厚板1窄间隙多层焊接的每层焊接的稳定性，提高了厚板1焊接接头的质量。
47.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于，包括：导轨平台(18)以及设置于所述导轨平台(18)上的焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构以及清理机构；所述导轨平台(18)用于带动厚板(1)沿焊接方向移动；所述焊接机构包括焊枪头(3)以及设置于所述焊枪头(3)一端的导电嘴(4)，所述导电嘴(4)沿所述焊枪头(3)的长度方向伸缩，所述导电嘴(4)用于引导焊丝(7)；所述激光发射机构包括激光头(10)以及激光束(11)，所述激光束(11)经过激光头(10)照射于厚板(1)的焊接位置；所述磁场调节机构包括夹持架(8)、圆柱铁芯(17)以及螺旋线圈(9)，所述夹持架(8)用于安装所述圆柱铁芯(17)，所述螺旋线圈(9)套设于圆柱铁芯(17)外，所述螺旋线圈(9)与磁场控制系统连接，用于调节焊接位置的磁场强度与极性；所述清理机构包括夹持块(12)、旋转杆(13)以及钢丝棍刷(14)，所述夹持块(12)用于支撑旋转杆(13)，所述旋转杆(13)与夹持块(12)转动连接，所述钢丝棍刷(14)安装于旋转杆(13)的底部。2.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述导轨平台(18)上设有高速相机(2)，所述高速相机(2)的摄像头正对焊接方向设置，用于实时监测所述焊接机构的焊接位置；所述导轨平台(18)上设有分别与高速相机(2)、焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构相连接的监测系统，所述监测系统响应于高速相机(2)的监测信号而控制焊接机构、激光发射机构、磁场调节机构运作。3.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述焊枪头(3)内部设有滑块通道、旋转螺柱(6)以及平键滑块(5)，所述滑块通道为圆头平键形状，所述旋转螺柱(6)位于滑块通道且与所述平键滑块(5)螺纹连接，所述平键滑块(5)用于与所述导电嘴(4)并在旋转螺柱(6)的驱动下带动导电嘴(4)移动。4.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述夹持架(8)通过夹持组件与导轨平台(18)连接，所述夹持组件用于调节夹持架(8)与焊接位置的距离。5.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述螺旋线圈(9)为串联结构，所述螺旋线圈(9)连接磁场控制系统，所述磁场控制系统用于控制螺旋线圈(9)的磁场强度大小以及极性。6.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述激光头(10)连接激光器，所述激光器为固体激光器、气体激光器或光纤激光器。7.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述夹持块(12)通过夹持杆连接在激光头(10)上。8.根据权利要求1所述的一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置，其特征在于：所述夹持块(12)内部设有旋转电机，所述旋转电机的输出轴与旋转杆(13)同轴连接，进行激光电弧复合焊接操作时，所述钢丝棍刷(14)垂直焊缝放置。9.一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将待焊的厚板(1)固定夹持于导轨平台(18)上，通过设定导轨平台(18)的移动速度与位移来控制焊接速度与焊接距离；步骤二：调节焊枪头(3)、激光头(10)的设置角度与设置位置，调整激光离焦量、光丝间
距等参数，进给焊丝(7)并通过移动导电嘴(4)保持焊丝(7)干伸长的一致，随后调整高速相机(2)的位置与角度，对准伸出焊丝(7)的监测区域；步骤三：将螺旋线圈(9)固定在焊接位置正上方并预留焊接距离，调整钢丝棍刷(14)的位置，控制导轨平台(18)移动进行预行走，若预行走操作无误，则打开出光、出弧设置；步骤四：移动导轨平台(18)进行焊接，首先进行单激光的打底焊，保证钝边的双面成形；打开振镜系统进行激光电弧复合填充焊，高速相机(2)实时监测被监测区域焊丝(7)的偏转并计算焊丝(7)末端的偏转量，根据焊丝(7)偏转的方向以及大小，控制焊接位置的磁场极性以及强度大小，对电弧进行修正；经过数道激光电弧复合填充焊之后，进行激光电弧复合盖面焊，完成焊接操作。

技术总结
本发明公开了一种厚板窄间隙激光复合焊接防电弧偏吹装置及方法，属于激光电弧复合焊接的技术领域，厚板夹持紧固于导轨平台上，导轨平台用于带动厚板沿焊接方向移动；焊接机构包括焊枪头以及设置于焊枪头一端的导电嘴，导电嘴沿焊枪头的长度方向伸缩，导电嘴用于引导焊丝；激光发射机构包括激光头以及激光束，激光束经过激光头照射于厚板的焊接位置；磁场调节机构包括夹持架、圆柱铁芯以及螺旋线圈，螺旋线圈套设于圆柱铁芯外；清理机构包括夹持块、旋转杆以及钢丝棍刷，旋转杆与夹持块转动连接，钢丝棍刷安装于旋转杆的底部。本装置设计简单灵巧、可调节性强，能够从多角度提高电弧能量在窄间隙的合理分布，提高厚板的焊接质量。量。量。


技术研发人员：于涛 檀卓鸣 张召 高培鑫 秦旭东 檀财旺 刘福运 周晓辉 周明琦
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（威海）
技术研发日：2023.08.07
技术公布日：2023/9/9