CN113798636A - 精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和装置 - Google Patents

精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和装置，包括步骤：S1、工作站分析得到预期焊缝区域V1后规划电弧焊接及激光冲击锻打路径，并设置工艺参数；S2、对焊缝区域进行电弧熔覆形成焊缝，并对易塑性变形区域进行同步冲击锻打；S3、对焊缝进行超声与射线复合无损检测，若焊缝存在内部缺陷，则增大下一层焊缝的激光冲击锻打工艺参数；S4、将已成形的焊缝表面形貌数据传输到工作站分析，重新设定零件下一层焊缝的加工参数；S5、重复步骤S2、S3和S4，直到测量所得的焊缝区域与步骤S1测量所得的预期焊接区域V1一致时，停止加工。本发明能精确控制和覆盖整个预期焊缝区域，以强化焊缝的结构和质量，延长零件的服役寿命。

Description

精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和 装置
技术领域
本发明涉及一种激光锻造复合电弧焊接方法和装置，尤其是指一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和装置。
背景技术
随着海工装备制造领域的发展，金属材料的焊接焊缝性能要求越来越高，特别是原油输送船。原油输送船的系泊铰链机是系泊装置的重要核心部件。通过铰链将原油输送船系到油轮上，从而保证了原油输送船与油轮的距离在一定范围内，不会被风和浪吹离、推离太远，不然无法进行输油作业。因此原油输送船在海上作业时铰链有弹性连接，也会有突然的刚性连接，同时，系泊铰链在刚性连接时，整个铰链机承担着油轮和原油输送船两艘船的横向重量连接以及惯性作用，对强度要求极高，变形、应力腐蚀、裂纹、断裂都是常见的失效形式。而现有的大型海工装备结构件尺寸很大，所需要焊接的焊缝尺寸也大，现有采用的纯焊接无强化、焊接复合冷挤压或喷丸强化但无锻打的焊接技术，容易出现焊缝气孔，未熔合，裂纹以及缩松等内部缺陷，很难控制好焊缝的区域、质量以及规则性；并且海工装备结构件基本都是通过人工直接焊接在甲板上，长时间劳动的强度大，难以保证焊缝区域、质量和规则性，存在焊缝制造效率低和效果差的情况。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和装置。本发明通过激光锻造复合电弧熔融焊丝所形成的焊缝，细化金属晶粒和优化显微组织，有效解决焊缝的气孔，未熔合，裂纹以及缩松等内部缺陷，改善焊缝力学性能；通过激光冲击锻打和保护气将由于重力导致下垂的焊缝重新打回并吹回预期焊缝区域，并进行多层焊缝相互堆叠，逐层激光冲击锻打焊缝，焊缝宽度逐渐变宽，以保证焊缝能够堆叠出一定宽度，从而精确控制和覆盖整个预期焊缝区域，以强化焊缝的结构和质量，延长零件的服役寿命。
本发明的目的可采用以下技术方案来达到：
一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，包括以下步骤：
S1、通过光学动态测量系统扫描待拼焊海工装备结构件基座与支撑板之间的直角焊接区域并上传至工作站分析，得到预期焊接区域V1的形状与尺寸；然后工作站规划电弧焊接路径及激光冲击锻打路径，并设置电弧焊接及激光锻打工艺参数；电弧焊接装置采用多层电弧熔覆焊接，根据加工第i层焊缝的焊丝直径要求，自动选取并切换焊丝规格；
S2、启动电弧焊接装置和激光锻造装置，储气罐吹出连续的保护气覆盖焊接部位后，电弧焊接装置按步骤S1所述电弧焊接路径及工艺参数开始送丝，焊枪将焊丝熔融形成焊缝，同时激光锻造装置按步骤S1所述激光锻打路径及工艺参数对快速冷却到最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域进行同步冲击锻打；
S3、在电弧焊接与激光冲击锻打加工完成第1层焊缝时，无损探测装置对焊缝进行超声与射线复合无损检测，若焊缝存在内部缺陷，则增大下一层焊缝的激光冲击锻打工艺参数，使得激光冲击锻打第2层焊缝时，激光束冲击波也对第1层焊缝又进行一次锻打，再次消除焊缝内部缺陷；
S4、光学动态测量系统将已成形的焊缝表面形貌数据，如支撑板焊脚尺寸、基座焊脚尺寸等传输到工作站分析，重新设定零件下一层焊缝的加工参数；
S5、重复步骤S2、S3和S4，直到光学动态测量系统测量所得的焊缝区域与步骤S1测量所得的预期焊接区域V1一致时，停止加工。
所述步骤S1中的电弧焊接装置根据加工第i层焊缝的焊丝直径Di：
Figure BDA0003298305460000021
要求自动选取并切换焊丝规格及送丝速度，以控制支撑板焊脚尺寸Ax和基座焊脚尺寸Bx；再根据支撑板焊脚尺寸Ax和基座焊脚尺寸Bx确定锻打脉冲激光参数；如果支撑板焊脚尺寸Ax或基座焊脚尺寸Bx超出激光锻造装置所能设置的最大脉冲宽度或光斑直径，则降低电弧熔融焊丝形成焊缝的速度，从而形成闭环控制。
作为一种优选的方案，所述步骤S1中的第1层熔覆时以支撑板预期焊脚尺寸Amax或基座预期焊脚尺寸Bmax的一半作为焊丝规格的选择标准，通过分多次、多层电弧熔覆焊缝，并逐层激光冲击锻打的方式逐渐逼近支撑板预期焊脚尺寸Amax和基座预期焊脚尺寸Bmax来精确控制焊缝区域的大小。
作为一种优选的方案，焊枪喷嘴中心线和基座、焊枪喷嘴中心线和支撑板之间的夹角均为45°，在焊接直角区域形成的激光束光斑中心与电弧热源之间的间距低于1mm量级；储气罐出气口与锻打激光头之间的间距为2mm至10mm。
进一步地，所述步骤S2的具体内容为：在电弧熔融金属焊丝形成焊缝时，红外热成像仪对焊缝的温度进行实时数据采集并发送到工作站；当监测到焊缝的温度冷却至最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域时，工作站控制激光锻造装置跟随电弧焊接装置进行连续的边焊接边冲击锻打作业，对其余温度区的焊缝则自锁不进行任何冲击锻打作业。
作为一种优选的方案，红外热成像仪所采集的数据通过工作站显示屏实现数据可视化；工作站导出温度变化曲线图及工艺报告。
进一步地，在自然重力作用下导致熔池流向支撑板，冷却后的焊缝偏离了预期焊缝区域V1，形成偏离焊缝区域V2；通过激光冲击锻打和保护气体将偏离焊缝区域V2的焊缝锻打和吹回预期焊缝区域V1，并进行多层焊缝相互堆叠，逐层激光冲击锻打焊缝，焊缝宽度逐渐变宽，实现控制和覆盖整个预期焊缝区域V1。
一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法的装置，包括工作站、红外热成像仪、电弧焊接装置、激光锻造装置、无损探测装置和光学动态测量系统；通过控制电弧焊接装置供丝机构自动切换并提供不同规格焊丝给焊枪，焊枪移动并熔融焊丝，通过激光锻造装置进行同步冲击锻打，形成焊缝；所述工作站通过红外热成像仪探测器对焊缝的温度进行实时监测，所述工作站的输出端与所述电弧焊接装置、激光锻造装置、无损探测装置电连接，所述工作站通过光学动态测量系统对海工装备结构件待焊接区域以及支撑板焊脚尺寸Ax和基座焊脚尺寸Bx进行扫描，并计算分析获得焊接路径、设置焊接锻打工艺参数，以及得到预期焊接区域V1。
进一步地，所述电弧焊接装置包括储料室、储气罐、冷却系统、供丝机构和焊枪，所述工作站通过电源与所述电弧焊接装置电连接；所述储料室的出料口与所述供丝机构的进料口连通；所述焊枪的进料口与所述供丝机构的出口连通；所述储气罐输出保护气体到焊缝上；所述冷却系统对焊枪进行冷却。
进一步地，所述储气罐输出保护气体为氩气或二氧化碳，且出气口平行于锻打激光头；保护气既作为保护待焊金属免受其他气体和杂质污染，又可以作为将偏离的焊缝吹回预期焊接区域的双重作用。
实施本发明，具有如下有益效果：
1、本发明通过冲击波力学效应，精确地作用在最佳锻造温度区的易塑性变形区域，即在焊缝凝固成形前就施以激光冲击锻打作用，细化金属晶粒的效果更优，能更好地消除焊缝的残余内应力、变形、组织缺陷和裂纹等内部缺陷，改善焊缝力学性能，焊缝组织性能得到增强。
2、本发明通过激光冲击锻打和保护气将由于重力导致下垂的焊缝重新打回并吹回预期焊缝区域，并进行多层焊缝相互堆叠，逐层激光冲击锻打焊缝，焊缝宽度逐渐变宽，以保证焊缝能够堆叠出一定宽度，从而精确控制和覆盖整个预期焊缝区域，以强化焊缝的结构和质量，延长零件的服役寿命；
3、本发明通过多层激光锻造复合电弧焊接可以提高焊接制造效率，为海工装备结构件的去应力抗疲劳制造加工提供新的途径和指导。本发明装置能实现边焊接边冲击锻打，摒弃了人工直接焊接在甲板上低效且焊接效果差的焊接工艺，同时，避免了后期附加的表面处理等强化工序或修复工序，大大提高焊接效率和焊接加工质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法的控制流程框图。
图2是本发明精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法的加工示意图。
图3是本发明精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接装置的结构示意图。
图4是本发明精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法实施例的铰链机的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1至图4，以原油输送船系泊铰链机为例，说明本发明一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法和装置的实施过程，包括以下步骤：
S1、通过光学动态测量系统6扫描待拼焊原油输送船系泊铰链机基座10与支撑板11之间的直角焊接区域12并上传至工作站1分析，得到预期焊接区域V1的形状与尺寸；然后工作站1规划电弧焊接路径及激光冲击锻打路径，并设置电弧焊接及激光锻打工艺参数；电弧焊接装置3采用多层电弧熔覆焊接，根据加工第i层焊缝的焊丝61直径要求，自动选取并切换焊丝61规格；电弧焊接装置3根据加工第i层焊缝的焊丝61直径Di：
Figure BDA0003298305460000051
要求自动选取并切换焊丝61规格及送丝速度，以控制支撑板11焊脚尺寸Ax和基座10焊脚尺寸Bx；再根据支撑板11焊脚尺寸Ax和基座10焊脚尺寸Bx确定锻打脉冲激光参数；如果支撑板11焊脚尺寸Ax或基座10焊脚尺寸Bx超出激光锻造装置4所能设置的最大脉冲宽度或光斑直径，则降低电弧熔融焊丝61形成焊缝的速度，从而形成闭环控制。
第1层熔覆时以支撑板11预期焊脚尺寸Amax或基座10预期焊脚尺寸Bmax的一半作为焊丝61规格的选择标准，通过逐层电弧熔覆，并逐层激光冲击锻打；通过分多次、多层电弧熔覆焊缝方式逐渐逼近支撑板11预期焊脚尺寸Amax和基座10预期焊脚尺寸Bmax来精确控制焊缝区域的大小。
根据支撑板11焊脚尺寸Ax确定脉冲激光的脉冲宽度，确保当前深度的焊缝获得充分锻打透彻；根据基座10焊脚尺寸Bx来确定脉冲激光的光斑大小，使当前宽度的焊缝获得充分覆盖和锻打透彻；根据支撑板11焊脚尺寸Ax与基座10焊脚尺寸Bx之差来确定脉冲激光的脉冲能量，以确保通过激光锻造装置4将偏离焊缝区域V2重新锻打矫正回预期焊接区域V1；通过红外热成像仪2实时监测焊缝快速冷却到最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域所需时间来确定锻打频率，此外，还要确保激光冲击锻打移动速度与电弧熔融焊丝61形成焊缝速度相匹配，从而保证锻打动作始终作用于最佳锻打温度区间内。
S2、启动电弧焊接装置3和激光锻造装置4，储气罐32吹出连续的保护气覆盖焊接部位后，电弧焊接装置3按步骤S1所述电弧焊接路径及工艺参数开始送丝，焊枪7将焊丝61熔融形成焊缝，同时激光锻造装置4按步骤S1所述激光锻打路径及工艺参数对快速冷却到最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域进行同步冲击锻打；在电弧熔融金属焊丝61形成焊缝时，红外热成像仪2对焊缝的温度进行实时数据采集并发送到工作站1；当监测到焊缝的温度冷却至最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域时，工作站1控制激光锻造装置4跟随电弧焊接装置3进行连续的边焊接边冲击锻打作业，对其余温度区的焊缝则自锁不进行任何冲击锻打作业。
红外热成像仪2对焊缝的温度进行数据采集，采集的数据传到工作站1，工作站1自动对数据信号进行过滤、降噪、优化处理，从而获得更为精准的温度值。红外热成像仪2所采集的数据可通过工作站1显示屏实现数据可视化，方便操作人员观察。工作站1可导出温度变化曲线图及工艺报告，方便不同材质的材料焊接加工时调整焊接装置的工艺参数，又能进行仿真计算与离线编程。
S3、在电弧焊接与激光冲击锻打加工完成第1层焊缝时，无损探测装置5对焊缝进行超声与射线复合无损检测，若焊缝存在内部缺陷，则增大下一层焊缝的激光冲击锻打工艺参数，使得激光冲击锻打第2层焊缝时，激光束冲击波也对第1层焊缝又进行一次锻打，再次消除焊缝内部缺陷，以保证焊缝的质量；
S4、光学动态测量系统6将已成形的焊缝表面形貌数据，如支撑板11焊脚尺寸、基座10焊脚尺寸等传输到工作站1分析，重新设定零件下一层焊缝的加工参数；
S5、重复步骤S2、S3和S4，直到光学动态测量系统6测量所得的焊缝区域与步骤S1测量所得的预期焊接区域V1一致时，停止加工。
在自然重力作用下导致熔池流向支撑板11，冷却后的焊缝偏离了预期焊缝区域V1，形成偏离焊缝区域V2；通过激光冲击锻打和保护气体将偏离焊缝区域V2的焊缝锻打和吹回预期焊缝区域V1，并进行多层焊缝相互堆叠，逐层激光冲击锻打焊缝，焊缝宽度逐渐变宽，以保证焊缝能够堆叠出一定宽度，并通过光学动态测量系统6实时测量焊缝区域从而精确控制和覆盖整个预期焊缝区域V1，以强化焊缝的结构和质量，延长零件的服役寿命
焊枪7喷嘴中心线和基座10、焊枪7喷嘴中心线和支撑板11之间的夹角均为45°，锻打激光束平行于支撑板焊接平面101，垂直聚焦于基座焊接平面102。储气罐出气口321平行于支撑板11，垂直于基座焊接平面102，位于锻打激光头13下方。在焊接直角区域形成的激光束光斑中心与电弧热源之间的间距低于1mm量级；储气罐出气口321与锻打激光头13之间的间距为2mm至10mm。
本方法通过冲击波力学效应，精确地作用在最佳锻造温度区的易塑性变形区域，即在焊缝凝固成形前就施以激光冲击锻打作用，细化金属晶粒的效果更优，能更好地消除焊缝的残余内应力、变形、组织缺陷和裂纹等内部缺陷，改善焊缝力学性能，焊缝组织性能得到增强。
另外，该方法通过激光冲击锻打和保护气将由于重力导致下垂的焊缝重新打回并吹回预期焊缝区域，并进行多层焊缝相互堆叠，逐层激光冲击锻打焊缝，焊缝宽度逐渐变宽，以保证焊缝能够堆叠出一定宽度，从而精确控制和覆盖整个预期焊缝区域，以强化焊缝的结构和质量，延长零件的服役寿命；并且通过多层激光冲击锻打复合电弧焊接可以提高焊接制造效率，为原油输送船系泊装置铰链机的去应力抗疲劳制造加工提供新的途径和指导。本发明装置能实现边焊接边冲击锻打，摒弃了人工直接焊接在船舶尾甲板上低效且焊接效果差的焊接工艺，同时，避免了后期附加的表面处理等强化工序或修复工序，大大提高焊接效率和焊接加工质量。
一种精确控制直角焊缝区域的多层激光冲击锻打复合电弧焊接装置，如图2至图4所示，包括工作站1、红外热成像仪2、电弧焊接装置3、激光锻造装置4、无损探测装置5和光学动态测量系统6；通过控制电弧焊接装置3供丝机构34自动切换并提供不同规格焊丝61给焊枪7，焊枪7移动并熔融焊丝61，通过激光锻造装置4进行同步冲击锻打，形成焊缝；所述工作站1通过红外热成像仪探测器20对焊缝的温度进行实时监测，所述工作站1的输出端与所述电弧焊接装置3、激光锻造装置4、无损探测装置5电连接，所述工作站1通过光学动态测量系统6对铰链机待焊接区域以及支撑板11焊脚尺寸Ax和基座10焊脚尺寸Bx进行扫描，并计算分析获得焊接路径、设置焊接锻打工艺参数，以及得到预期焊接区域V1。
所述电弧焊接装置3包括储料室31、储气罐32、冷却系统33、供丝机构34和焊枪7，所述工作站1通过电源与所述电弧焊接装置3电连接；所述储料室31的出料口与所述供丝机构34的进料口连通；所述焊枪7的进料口与所述供丝机构34的出口连通；所述储气罐32输出保护气体到焊缝上；所述冷却系统33对焊枪7进行冷却。
储气罐32输出保护气体为氩气或二氧化碳，且出气口平行于锻打激光头13；保护气既作为保护待焊金属免受其他气体和杂质污染，又可以作为将偏离的焊缝吹回预期焊接区域的双重作用。
光学动态测量系统6光源为LED光源；测量区域为200×130mm2～600×500mm2；点距为0.015mm～0.258mm；工作距离为730mm～1030mm；大三维扫描场测量范围可达2000mm。
电弧焊接装置3的输入电源为380V，额度容量为23KVA，负载持续率为60％，电压调节范围为14V-50V。
红外热成像仪探测器20分辨率为640×480，视场为34°H×25.5°V，最小聚焦焦距为15cm，温度测量范围为-10℃至+2000℃，可拍摄整个视角中的近焦和远焦图像，数码可变焦，最高16倍。
无损探测装置5为超声复合射线无损探测装置，检测范围为0～6000mm，声速范围为1000～9999m/s，管电压调节范围为20KV～300KV，射线辐射角为15°～45°。
最佳锻造温度区间是指胚料开始锻造温度和结束锻造温度之间的一段温度区间。不同材料的最佳锻造温度区是不一样的，这与材料的再结晶温度和熔点有关，可通过查询资料手册获得或者实验获得。
直角焊接区域12与铰链机的大小和部位有关，铰链机越大，与支撑板11焊接的基座10越大，铰链机焊接在支撑板11上就要更牢固，所需形成的焊缝就越大；此外，铰链机焊接在支撑板11上时需要焊接四边的直角焊接区域12，但由于铰链机工作时，铰链机在外拉力方向上的两条焊接边受到的倾覆力矩最大，焊缝区域要比其它两边更大些，焊缝要更厚，需要根据铰链机大小焊上相应数量的加强筋103。焊接工艺一般是先焊接倾覆力矩相对更小的两个对角面，然后再焊接倾覆力矩大的两个对角面。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、通过光学动态测量系统扫描待拼焊海工装备结构件基座与支撑板之间的直角焊接区域并上传至工作站分析，得到预期焊接区域V1的形状与尺寸；然后工作站规划电弧焊接路径及激光冲击锻打路径，并设置电弧焊接及激光锻打工艺参数；电弧焊接装置采用多层电弧熔覆焊接，根据加工第i层焊缝的焊丝直径要求，自动选取并切换焊丝规格；
S2、启动电弧焊接装置和激光锻造装置，储气罐吹出连续的保护气覆盖焊接部位后，电弧焊接装置按步骤S1所述电弧焊接路径及工艺参数开始送丝，焊枪将焊丝熔融形成焊缝，同时激光锻造装置按步骤S1所述激光锻打路径及工艺参数对快速冷却到最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域进行同步冲击锻打；
S3、在电弧焊接与激光冲击锻打加工完成第1层焊缝时，无损探测装置对焊缝进行超声与射线复合无损检测，若焊缝存在内部缺陷，则增大下一层焊缝的激光冲击锻打工艺参数，使得激光冲击锻打第2层焊缝时，激光束冲击波也对第1层焊缝又进行一次锻打，再次消除焊缝内部缺陷；
S4、光学动态测量系统将已成形的焊缝表面形貌数据传输到工作站分析，重新设定零件下一层焊缝的加工参数；
S5、重复步骤S2、S3和S4，直到光学动态测量系统测量所得的焊缝区域与步骤S1测量所得的预期焊接区域V1一致时，停止加工。
2.根据权利要求1所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：所述步骤S1中的电弧焊接装置根据加工第i层焊缝的焊丝直径Di：
Figure FDA0003298305450000011
要求自动选取并切换焊丝规格及送丝速度，以控制支撑板焊脚尺寸Ax和基座焊脚尺寸Bx；再根据支撑板焊脚尺寸Ax和基座焊脚尺寸Bx确定锻打脉冲激光参数；如果支撑板焊脚尺寸Ax或基座焊脚尺寸Bx超出激光锻造装置所能设置的最大脉冲宽度或光斑直径，则降低电弧熔融焊丝形成焊缝的速度，从而形成闭环控制。
3.根据权利要求2所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：所述步骤S1中的第1层熔覆时以支撑板预期焊脚尺寸Amax或基座预期焊脚尺寸Bmax的一半作为焊丝规格的选择标准，通过分多次、多层电弧熔覆焊缝，并逐层激光冲击锻打的方式逐渐逼近支撑板预期焊脚尺寸Amax和基座预期焊脚尺寸Bmax来精确控制焊缝区域的大小。
4.根据权利要求3所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：焊枪喷嘴中心线和基座、焊枪喷嘴中心线和支撑板之间的夹角均为45°，在焊接直角区域形成的激光束光斑中心与电弧热源之间的间距低于1mm量级；储气罐出气口与锻打激光头之间的间距为2mm至10mm。
5.根据权利要求1所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：所述步骤S2的具体内容为：在电弧熔融金属焊丝形成焊缝时，红外热成像仪对焊缝的温度进行实时数据采集并发送到工作站；当监测到焊缝的温度冷却至最佳锻造温度区间内的易塑性变形区域时，工作站控制激光锻造装置跟随电弧焊接装置进行连续的边焊接边冲击锻打作业，对其余温度区的焊缝则自锁不进行任何冲击锻打作业。
6.根据权利要求5所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：红外热成像仪所采集的数据通过工作站显示屏实现数据可视化；工作站导出温度变化曲线图及工艺报告。
7.根据权利要求1所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法，其特征在于：在自然重力作用下导致熔池流向支撑板，冷却后的焊缝偏离了预期焊缝区域V1，形成偏离焊缝区域V2；通过激光冲击锻打和保护气体将偏离焊缝区域V2的焊缝锻打和吹回预期焊缝区域V1，并进行多层焊缝相互堆叠，逐层激光冲击锻打焊缝，焊缝宽度逐渐变宽，实现控制和覆盖整个预期焊缝区域V1。
8.基于权利要求1至5任一项所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光冲击锻打复合电弧焊接方法的装置，其特征在于：包括工作站、红外热成像仪、电弧焊接装置、激光锻造装置、无损探测装置和光学动态测量系统；通过控制电弧焊接装置供丝机构自动切换并提供不同规格焊丝给焊枪，焊枪移动并熔融焊丝，通过激光锻造装置进行同步冲击锻打，形成焊缝；所述工作站通过红外热成像仪探测器对焊缝的温度进行实时监测，所述工作站的输出端与所述电弧焊接装置、激光锻造装置、无损探测装置电连接，所述工作站通过光学动态测量系统对海工装备结构件待焊接区域以及支撑板焊脚尺寸Ax和基座焊脚尺寸Bx进行扫描，并计算分析获得焊接路径、设置焊接锻打工艺参数，以及得到预期焊接区域。
9.根据权利要求8所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法的装置，其特征在于：所述电弧焊接装置包括储料室、储气罐、冷却系统、供丝机构和焊枪，所述工作站通过电源与所述电弧焊接装置电连接；所述储料室的出料口与所述供丝机构的进料口连通；所述焊枪的进料口与所述供丝机构的出口连通；所述储气罐输出保护气体到焊缝上；所述冷却系统对焊枪进行冷却。
10.根据权利要求9所述一种精确控制直角焊缝区域的多层激光锻造复合电弧焊接方法的装置，其特征在于：所述储气罐输出保护气体为氩气或二氧化碳，且出气口平行于锻打激光头。
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