CN107755912A - 管材全位置激光‑电弧复合焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种管材全位置激光‑电弧复合焊接系统，包括全位置激光电弧复合焊接设备和用于控制全位置激光电弧复合焊接设备的全位置激光电弧复合焊控制系统，全位置激光电弧复合焊接设备包括电弧焊接系统、激光焊接系统、激光电弧复合焊运动系统和激光电弧复合焊嵌入式控制系统，电弧焊接系统、激光焊接系统、激光‑电弧复合焊运动系统与激光电弧复合焊嵌入式控制系统之间通过现场控制总线进行数据传输和协同控制，全位置激光电弧复合焊控制系统包括弧焊电源波形控制器和激光能量时序控制器，弧焊电源波形控制器用于控制电弧焊接系统，激光能量时序控制器用于控制激光焊接系统。利用本发明可以提高大直径大壁厚管材全位置焊接的质量和效率。

Description

管材全位置激光-电弧复合焊接系统

技术领域

本发明涉及焊接施工设备技术领域，更为具体地，涉及一种管材全位置激光-电弧复合焊接系统。

背景技术

随着石油化工、压力容器、管道、造船等行业的快速发展，全位置焊接技术的应用日益广泛。为降低制造成本和提高结构的安全性，新材料和新结构的设计持续朝着高强韧、高压力、大直径和大壁厚等方向发展，使全行业对优质、高效、低成本的全位置焊接技术有着根本的内在需求。

传统全位置焊接主要采用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊等电弧焊技术，由于其能量密度和熔透能力的限制，在大直径大壁厚材料焊接中，主要采用背部根焊和正面多层多道焊的两套复杂的焊接设备和繁琐的工艺来保障焊接接头质量，但是伴生的热影响区宽和粗晶区组织恶化的现象严重影响焊接接头的服役可靠性与耐久性，无法适应未来的行业需求。同时，新兴的激光焊接技术虽然具有强熔透能力和窄热影响区等优良特性，但是较高的装配精度要求、极差的搭桥性能和工艺气孔及裂纹等缺陷严重阻碍其在全位置焊接中的单独运用。由此，全位置激光-电弧复合焊接方法应运而生。

全位置激光-电弧复合焊接方法既保留了激光焊接能量密度高、焊接速度快、热输入小、变形小、焊接效率高等特点，又具有电弧焊接搭桥能力好、对间隙要求低、可使用填充材料来改善焊缝冶金性能的显著优点。另外，还可以实现厚钝边单面焊双面成形和坡口高效填充盖面焊接的完美统一。但是，现有的激光-电弧复合焊设备主要用于板材的实验性焊接，无法实现大直径大壁厚管材全位置焊的工业生产，更无法保证全位置焊接过程的自动化控制和焊接质量及效率的兼顾。

鉴于现有焊接装备及技术仍未解决激光-电弧复合焊在管材全位置焊接中的应用和质量控制问题，研发一种全位置激光-电弧复合焊自动化焊接设备成为当务之急。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种管材全位置激光-电弧复合焊接系统，以解决上述背景技术所提出的问题。

本发明提供的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，包括全位置激光-电弧复合焊接设备和用于控制全位置激光-电弧复合焊接设备的全位置激光-电弧复合焊控制系统，全位置激光-电弧复合焊接设备包括电弧焊接系统、激光焊接系统、激光-电弧复合焊运动系统和激光-电弧复合焊嵌入式控制系统，电弧焊接系统、激光焊接系统、激光-电弧复合焊运动系统与激光-电弧复合焊嵌入式控制系统之间通过现场控制总线进行数据传输和协同控制；其中，激光-电弧复合焊运动系统包括机械运动机构和控制盒，机械运动机构包括轨道、行走地盘、机箱和两套正交电机机构；轨道沿着管材的周向布置，两套正交电机机构设置在机箱内，每套正交电机机构包括电机支架、普通型丝杠步进电机和贯穿式丝杠步进电机，普通型丝杠步进电机和贯穿式丝杠步进电机成正交固定在电机支架上，普通型丝杠步进电机的输出轴连接有连杆，在电机支架上还固定有与连杆正交的圆柱形导轨，圆柱形导轨的两端支撑在机箱上，两根连杆各自伸出机箱的一端分别通过工具支架固定电弧焊接系统和激光焊接系统；行走地盘位于机箱的底部与电机支架固定连接，且在轨道上沿着管材做周向运动；控制盒固定在机箱上，在控制盒内设置有激光-电弧复合焊运动控制系统，激光-电弧复合焊运动控制系统包括运动控制器和运动驱动器，运动控制器用于控制运动驱动器，运动驱动器用于驱动普通型丝杠步进电机、贯穿式丝杠步进电机；激光-电弧复合焊嵌入式控制系统包括嵌入式控制主机和无线遥控装置，嵌入式控制主机分别与电弧焊接系统、激光焊接系统无线通信，无线遥控装置与嵌入式控制主机无线通信；全位置激光-电弧复合焊控制系统包括弧焊电源波形控制器和激光能量时序控制器，弧焊电源波形控制器用于控制电弧焊接系统，激光能量时序控制器用于控制激光焊接系统。

与现有技术相比，本发明提供的管材全位置激光-电弧复合焊接系统设计紧凑，具有极高的稳定性、可操控性、高效性、开放性、灵活性以及友好的交互体验。其强大的运动能力和稳健的控制方法，使其在不同工况环境和工艺参数下的适应性运动控制、不同电弧和激光类型下激光-电弧复合焊焊接参数的自动优化控制、精准改变焊接路径和摆动方式避免焊接缺陷改善焊接接头热循环过程和显微组织分布提高其力学性能和服役安全性等方面具有高效和智能化的强大优势。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的全位置激光-电弧复合焊接设备的逻辑结构示意图；

图2为根据本发明实施例的激光-电弧复合焊运动系统的结构示意图；

图3为根据本发明实施例的正交电机机构的结构示意图；

图4为根据本发明实施例的行走地盘的结构示意图；

图5为根据本发明实施例的激光-电弧复合焊运动控制系统的逻辑结构示意图；

图6为根据本发明实施例的全位置激光-电弧复合焊控制系统的逻辑结构示意图；

图7为根据本发明实施例的摆动类型及其轨迹示意图。

图中的附图标记包括：电弧焊接系统1、弧焊电源11、电源控制器12、送丝机构13、冷却装置14、外设接口15、送丝软管16、电弧焊枪17、外设接口18、保护气体电磁阀19、激光焊接系统2、激光器21、光束控制器22、激光焊接头23、外设接口24、激光-电弧复合焊运动系统3、控制盒31、运动控制器311、运动驱动器312、机械运动机构321、轨道3211、行走地盘3212、机箱3213、电机支架3214、普通型丝杠步进电机3215、贯穿式丝杠步进电机3216、丝杠3217、连杆3218、圆柱形导轨3219、行走地盘322、行走步进电机3220、轮子3221、梯形槽状连接器3222、锁紧把手3223、工具支架3224、把手3225、编码器3226、外设接口33、激光-电弧复合焊嵌入式控制系统4、嵌入式控制主机41、外设接口42、触摸屏43、USB/NET接口44、无线遥控装置45、全位置激光-电弧复合焊控制系统5、弧焊电源波形控制器51、激光能量时序控制器52、运动机构自适应控制器53、保护气体自动混合器54。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

本发明提供的管材全位置激光-电弧复合焊接系统包括全位置激光-电弧复合焊接设备和用于控制全位置激光-电弧复合焊接设备的全位置激光-电弧复合焊控制系统两大组成部分，下面分别对全位置激光-电弧复合焊接设备和全位置激光-电弧复合焊控制系统两大组成部分进行详细说明。

图1示出了根据本发明实施例的全位置激光-电弧复合焊接设备的逻辑结构，如图1所示，全位置激光-电弧复合焊接设备包括：电弧焊接系统1、激光焊接系统2、激光-电弧复合焊运动系统3和激光-电弧复合焊嵌入式控制系统4，电弧焊接系统1、激光焊接系统2、激光-电弧复合焊运动系统3与激光-电弧复合焊嵌入式控制系统4之间通过现场控制总线进行数据传输和协同控制，现场控制总线可以采用RS232、RS485、DeviceNet、CANopen、EtherCAT等现代数字总线和协议；电弧焊接系统1包括弧焊电源11、电源控制器12、送丝机构13、冷却装置14、外设接口15、送丝软管16、电弧焊枪17、外设接口18、保护气体电磁19，由于电弧焊接系统1为现有技术，故弧焊电源11、电源控制器12、送丝机构13、冷却装置14、外设接口15、送丝软管16、电弧焊枪17、外设接口18、保护气体电磁19之间的连接关系在本发明中不再赘述，弧焊电源11可以是非熔化极气体保护焊TIG、熔化极气体保护焊MIG/MAG/CO₂、脉冲PLUS焊接或冷金属过度CMT焊接用数字化焊接电源，送丝机构13可以采用推丝机构、拉丝机构或推拉送丝机构，保护气体可以选择Ar、He、CO₂、O₂、H₂、N₂及其二元或三元保护气体；激光焊接系统2包括激光器21、光束控制器22、激光焊接头23和外设接口24，激光器21的类型可以是CO₂激光、Nd:YAG激光、碟片激光、光纤激光，采用柔性光纤进行传输，能够保证现场焊接操作的灵活性。

图2示出了根据本发明实施例的激光-电弧复合焊运动系统的结构示意图

如图1和图2共同所示，激光-电弧复合焊运动系统包括外设接口33、机械运动机构和控制盒31，机械运动机构包括轨道3211、行走地盘3212、机箱3213和两套正交电机机构；轨道3211沿着管材的周向布置，轨道3211可以采用圆形轨道、异形截面轨道或直线形轨道，能够满足相似焊接结构的全位置、对接或搭接的需求；两套正交电机机构设置在机箱3213内，行走地盘3212设置在机箱3213的底部与电机支架固定连接，且在轨道3211上沿着管材做周向运动，带动正交电机机构沿着管材做周向运动；控制盒31固定在机箱3213上，在控制盒31内设置有激光-电弧复合焊运动控制系统，激光-电弧复合焊运动控制系统包括运动控制器311和运动驱动器312，运动控制器311具体为三通道伺服控制器，通过外设接口33接收控制指令，并下发至运动驱动器312，运动驱动器312具体为三路步进电机驱动板，用于根据控制指令驱动正交电机机构。

为了搬运激光-电弧复合焊运动系统，在箱体34上通过螺钉紧固连接有把手3225，把手3225用于供人工搬运激光-电弧复合焊运动系统。

图3示出了根据本发明实施例的正交电机机构的结构。

如图3所示，每套正交电机机构包括电机支架3214、普通型丝杠步进电机3215和贯穿式丝杠步进电机3216，普通型丝杠步进电机3215和贯穿式丝杠步进电机3216成正交固定在电机支架3214上，普通型丝杠步进电机3215的输出轴连接有连杆3218，在电机支架3214上还固定有与连杆3218正交的圆柱形导轨3219，圆柱形导轨3219的两端支撑在机箱3213上，两套正交电机机构共包括两根连杆3218，电弧焊枪17和激光焊接头23分别通过工具支架3224固定在连杆3218伸出机箱3213的一端。

正交电机机构通过普通型丝杠步进电机3215实现管材轴向摆动，通过贯穿式丝杠步进电机3216实行管材径向移动，其中周向运动必须适应管径大于300mm的所有管材，轴向运动范围应大于8mm，径向运动范围应大于40mm，以保证激光和电弧两热源相对位置和弧长调节的需要以及焊枪姿态调整的灵活性。运动驱动器312用于驱动普通型丝杠步进电机、贯穿式丝杠步进电机工作。

图4示出了根据本发明实施例的行走地盘的结构。

如图4所示，行走地盘包括行走步进电机3220、轮子3221和梯形槽状连接器3222；梯形槽状连接器3222与电机支架3214固定连接，从而将行走地盘与正交电机机构固定在一起，行走地盘通过行走步进电机3220驱动，行走步进电机3220采用中等功率步进电机或伺服电机，以满足全位置焊接过程对转矩和速度特性的需求；轮子3221的数量为四个，四个轮子分布在轨道3211的两侧，其中的一个轮子3221套设在行走步进电机3220上，位于轨道3211同侧的两个轮子3221之间连接有锁紧把手3223；套设在行走步进电机3220上的轮子3221为主动轮，其余三个轮子3221为从动轮，主动轮和与主动轮相对的位于轨道3211另一侧的从动轮为偏心轮，偏心轮与锁紧把手3223组成锁紧结构，实现行走地盘与轨道3211的可靠紧密连接，保证运动的稳定性。

图5示出了根据本发明实施例的激光-电弧复合焊运动控制系统的逻辑结构。

如图5所示，激光-电弧复合焊运动控制系统还包括编码器3226，行走步进电机3220、普通型丝杠步进电机3215、贯穿式丝杠步进电机3216、运动控制器311、运动驱动器312和编码器3226形成闭环控制，实现周向、轴向和径向速度和位置的联动伺服控制，并提供基于CANopen总线的外设接口。

回到图1，激光-电弧复合焊嵌入式控制系,4包括嵌入式控制主机41、触摸屏43和无线遥控装置45，嵌入式控制主机41具有外设接口42和USB/NET接口44；其中，嵌入式控制主机与电弧焊接系统1、激光焊接系统2、激光-电弧复合焊运动系统3之间通过各自的外设接口进行通信。

嵌入式控制主机41基于ARM Cortex-A8微处理器的Linux3.16开源通用操作系统，实现激光-电弧复合焊焊接系统的通信控制、资源管理、人机交互和焊接任务编程，并预留摄像机接口。

触摸屏43配合tslib触摸屏库、QT qml图形库和QWT科学绘图库为用户提供友好的人机交互界面，便于维护和功能拓展。

USB/NET接口44包括USB主站接口和NET网络接口，USB主站接口为用户提供方便的数据传输接口，可用于控制系统的升级、备份和恢复，还用于在焊接过程中实时监控数据的导出、复合焊接工艺和程序的导入；NET网络接口可用于PC通信和控制，易于组建本地工控网络实现数据整合和云端备份分析。

无线遥控装置45由STM32微控制器和4.3寸触摸屏组成，并通过无线通信模块与主机连接，无线通信模块可以采用蓝牙模块、2.4G模块或WiFi模块，采用小型图形库图形库设计人机交互界面，利用虚拟按键实现激光-电弧符合焊接参数的设定和焊接位置的快速调整，小型图形库可以是μC/GUI、grilb或emWin等图形库，通过附加的焊接过程监控模块可以实现焊接过程远程监视与特征信息提取。

图6为根据本发明实施例的全位置激光-电弧复合焊控制系统的逻辑结构。

如图6所示，全位置激光-电弧复合焊控制系统6包括弧焊电源波形控制器51、激光能量时序控制器52、运动机构自适应控制器53、保护气体自动混合器54和人机交互接口55五大部分，下面分别对着五大部分进行详细说明。

弧焊电源波形控制器51基于神经网络的自整定PID控制技术实现弧焊电源11的焊接电流、送丝机构13的送丝速度和电弧电压的实时独立控制，并根据焊接材料特性、焊丝直径、保护气类型确定电弧模型参数，进而通过高效的波形匹配和相位协同算法实现对熔滴过渡、电弧长度和电弧力的精准控制，以改善母材融化和熔池流场环境条件。

激光能量时序控制器52其最终控制目标是实现激光能量的时域控制，即控制激光器21产生周期变化的激光脉冲或连续的不同类型的激光能量波，以充分高效利用激光能量实现对不同材料的超强适应能力和满足高品质焊接的需求，最终实现与电弧等热源的高度协同和强化作用的控制。激光能量时序控制器52可以通过设定增益、稳定和衰减的时间调节焊接过程的激光能量，也可以通过函数或特定曲线产生周期变化的激光脉冲或连续的不同类型的激光能量波，或可以设定为以实现与电弧等热源的高度协同和强化作用为的控制目标的自动优化模式进行全局的工艺调优。

运动机构自适应控制器53的主要任务是实现对错边、坡口倾斜等装配问题的适应性控制、对不同管径、不同壁厚、不同坡口形式的多层多道焊运动路径的适应性控制、对可能的电弧和激光束不同运动形式的适应性控制、对主运动和摆动运动的协同控制和适应性运动叠加。

对错边、坡口倾斜等装配问题的适应性控制采用线激光传感器对轨道平面到焊缝中心的误差进行闭环控制实现焊枪良好对中和焊接过程的路径引导，并且提供了必要的变轨设置选项，以避免大型全位置焊接结构的装配误差。

对不同管径、不同壁厚、不同坡口形式的多层多道焊运动路径的适应性控制是通过同时改变焊接参数和焊接路径并进行协同控制，以此避免常规焊接过程中固定工艺参数和层道路径导致的粗晶区组织恶化引发严重可靠性隐患的问题，来改变原有热影响区的组织分布状态改善焊接接头的力学性能。

通过对激光和电弧两热源的独立或协同控制实现热源的串联或高效协同，以两热源不同的运动方式和焊接参数设定增强了激光-电弧复合焊的适应能力。

对可能的电弧和激光束不同运动形式的适应性控制的原理在于，电弧和激光束两种热源在小范围内不同形式的运动不会改变激光-电弧复合焊的热源协同增强作用，还可以提高复合焊的适应能力，甚至热源串联也有不逊的焊接效果。因此，通过两热源的独立或协同控制实现热源的串联或协同，以不同的运动方式和焊接参数设定拓宽激光-电弧复合焊的适用范围。

对主运动和摆动运动的协同控制和适应性运动叠加，是实现热源的流畅运动和改善焊接接头的显微组织和力学性能的关键。通过对摆动运动和主运动的三向分解与合成以及协同控制，实现焊接热源运动方式的电气调节和流畅运动，提高设备的运行稳定性、可靠性和使用寿命，从而提高焊接质量。

一种保护气体对应一种保护气体电磁阀，保护气体自动混合器54通过控制保护气体电磁阀的开闭实现不同保护气体的种类和比例的控制，通过改变电弧性质和参与液态金属的合金化反应，提高焊缝成形质量及其力学性能。

人机交互接口55采用主机触摸屏和无线手持终端两种方式，提供焊接材料、焊丝直径、焊接模式、焊接速度、焊接电流、电弧电压、摆动参数、激光功率、光丝间距、离焦量、保护气流量、激光倾角和电弧倾角等激光-电弧复合焊焊接工艺参数的设定和实时显示，对应材料的焊接工艺由独立的工艺软件包提供，焊接参数都可以独立调节也可由全位置激光-电弧复合焊控制系统6提供推荐值。

焊接模式包含TIG、MIG/MAG/CO2、脉冲PLUS、冷金属过度CMT等模式，具体由选用的数字化焊接电源确定。

摆动参数包含摆动类型、摆动形状参数和摆动周期间隔，摆动类型包括V型、倒V型、螺旋形、C型、方型、J型、三角型、T型、直线型和8型，对应类型的轨迹如图7所示，具体摆动参数根据实际焊接情况由工艺人员确定，通过不同的行进路径影响焊接接头的热循环过程，进而改善焊接接头显微组织和力学性能。摆动形状参数对焊缝成形影响最大，摆动形状参数中最主要的是摆动宽度和摆动周期长度，摆动宽度是指电弧和激光两热源所在平面在工件表面方向偏离焊缝中心的距离，摆动周期长度是指一个完整摆动周期在焊缝中心方向投影的长度。摆动周期间隔即为两个相邻摆动周期的间隔距离。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种管材全位置激光-电弧复合焊接系统，包括全位置激光-电弧复合焊接设备和用于控制所述全位置激光-电弧复合焊接设备的全位置激光-电弧复合焊控制系统，所述全位置激光-电弧复合焊接设备包括电弧焊接系统、激光焊接系统、激光-电弧复合焊运动系统和激光-电弧复合焊嵌入式控制系统，所述电弧焊接系统、所述激光焊接系统、所述激光-电弧复合焊运动系统与所述激光-电弧复合焊嵌入式控制系统之间通过现场控制总线进行数据传输和协同控制；其中，

所述激光-电弧复合焊运动系统包括机械运动机构和控制盒，所述机械运动机构包括轨道、行走地盘、机箱和两套正交电机机构；所述轨道沿着管材的周向布置，两套正交电机机构设置在所述机箱内，每套正交电机机构包括电机支架、普通型丝杠步进电机和贯穿式丝杠步进电机，所述普通型丝杠步进电机和所述贯穿式丝杠步进电机成正交固定在所述电机支架上，所述普通型丝杠步进电机的输出轴连接有连杆，在所述电机支架上还固定有与所述连杆正交的圆柱形导轨，所述圆柱形导轨的两端支撑在所述机箱上，两根连杆各自伸出所述机箱的一端分别通过工具支架固定所述电弧焊接系统和所述激光焊接系统；所述行走地盘位于所述机箱的底部与所述电机支架固定连接，且在所述轨道上沿着所述管材做周向运动；所述控制盒固定在所述机箱上，在所述控制盒内设置有激光-电弧复合焊运动控制系统，所述激光-电弧复合焊运动控制系统包括运动控制器和运动驱动器，所述运动控制器用于控制所述运动驱动器，所述运动驱动器用于驱动所述普通型丝杠步进电机、所述贯穿式丝杠步进电机；

所述激光-电弧复合焊嵌入式控制系统包括嵌入式控制主机和无线遥控装置，所述嵌入式控制主机分别与所述电弧焊接系统、所述激光焊接系统无线通信，所述无线遥控装置与所述嵌入式控制主机无线通信；

所述全位置激光-电弧复合焊控制系统包括弧焊电源波形控制器和激光能量时序控制器，所述弧焊电源波形控制器用于控制所述电弧焊接系统，所述激光能量时序控制器用于控制所述激光焊接系统。

2.根据权利要求1所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述行走地盘包括行走步进电机、四个轮子和梯形槽状连接器；所述梯形槽状连接器与所述电机支架固定连接，四个轮子分布在所述轨道的两侧，其中的一个轮子套设在所述行走步进电机上，位于所述轨道同侧的两个轮子之间连接有锁紧把手；套设在所述行走步进电机上的轮子为主动轮，其余三个轮子为从动轮，所述主动轮和与所述主动轮相对的位于所述轨道另一侧的从动轮为偏心轮。

3.根据权利要求2所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述激光-电弧复合焊运动控制系统还包括编码器，所述行走步进电机、所述普通型丝杠步进电机、所述贯穿式丝杠步进电机、所述运动控制器、所述运动驱动器和所述编码器形成闭环控制。

4.根据权利要求3所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述电弧焊接系统包括保护气体电磁阀；以及，所述全位置激光-电弧复合焊控制系统还包括保护气体自动混合器和运动机构自适应控制器，所述运动机构自适应控制器用于对所述运动控制器进行适应性控制；所述保护气体自动混合器用于控制所述保护气体电磁阀。

5.根据权利要求1所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述轨道为圆形轨道、异形截面轨道或直线形轨道，以及，在所述箱体的两侧固定有搬运把手。

6.根据权利要求1所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述嵌入式控制主机扩展有USB接口和NET接口。

7.根据权利要求1所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述全位置激光-电弧复合焊控制系统还包括用于设定和实时显示所述全位置激光-电弧复合焊接设备的焊接工艺参数的人机交互接口，所述焊接工艺参数包括焊接材料、焊丝直径、焊接模式、焊接速度、焊接电流、电弧电压、摆动参数、激光功率、光丝间距、离焦量、保护气流量、激光倾角和电弧倾角。

8.根据权利要求7所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述摆动参数包含摆动类型、摆动形状参数和摆动周期间隔，所述摆动形状参数包括摆动宽度和摆动周期长度，所述摆动宽度为电弧和激光两热源所在平面在工件表面方向偏离焊缝中心的距离，所述摆动周期长度为一个完整摆动周期在焊缝中心方向投影的长度，所述摆动周期间隔为两个相邻摆动周期的间隔距离。

9.根据权利要求1所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述激光焊接系统激光器和激光焊接头，所述激光器与所述激光焊接头通过光纤连接；所述激光能量时序控制器用于控制所述激光器产生周期性变化的激光脉冲或连续且不同类型的激光能量波。

10.根据权利要求1所述的管材全位置激光-电弧复合焊接系统，其特征在于，所述电弧焊接系统包括弧焊电源和送丝机构；所述弧焊电源波形控制器用于独立控制电弧电压、所述弧焊电源的焊接电流和所述送丝机构的送丝速度。