CN115008002A - 一种真空环境摆动激光焊接方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空环境摆动激光焊接方法，方法包括S100：将工件待焊部位进行打磨、酸洗或激光清洗焊前处理；S200：将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上固定；S300：将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点，确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；S400：关闭真空舱门开始抽真空，向舱内输送干燥的高纯惰性气体；S500：根据实际焊接需求设置相应的焊接工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度；S600：完成焊接过程后保持舱内压强一段时间。本发明通过高真空环境与摆动激光调谐能量场，具有更高的焊接质量和焊接稳定性。
Description
技术领域
本发明属于真空激光焊接技术领域，更具体地，涉及一种真空环境摆 动激光焊接方法及系统。
背景技术
大厚度金属焊接在许多重要的工业领域，诸如航空航天、船舶舰艇、 轨道车辆等领域都有着十分重要的作用与迫切的需求。常用的大厚度金属 焊接工艺有多层多道电弧焊、搅拌摩擦焊、激光填丝焊以及电子束焊接。 电弧焊与激光填丝焊在焊接大厚度材料时使用多层多道工艺，因此生产效 率很难得到保证。搅拌摩擦焊与电子束焊接属于一次成形焊接，但是对于 复杂结构的焊接较难实现，并且成本较高。因此如何实现高效率、低成本、高质量的大厚度金属连接成为一直以来急需解决的难题。
激光作为高能束的一种，具有很强的穿透能力，理论上可以达到大厚 度焊接的要求，但是由于激光焊接过程中会产生大量等离子羽辉和金属蒸 汽影响材料对激光能量的吸收，并且高能束的不稳定吸收会产生剧烈的熔 池行为和不稳定的匙孔，导致焊接金属对激光的吸收效率低。剧烈的焊接 过程导致金属飞溅、内部气孔、表面凹陷以及背部焊瘤等缺陷频发，无法 满足大厚度高质量焊接需求。在薄板焊接中摆动激光焊接应用较为广泛，但是在由于摆动激光能量分布均匀,能量密度较低，因此无法实现大厚度金 属材料焊接。而真空环境可以倍增焊接深度，并加以摆动激光调控方式对 焊接过程中激光能量分布进行优化调控。在摆动过程中同步调控激光输出 功率大小，从而精确调控焊接能量分布，进而优化调控激光焊接成形与质 量，改善组织性能均匀性，提高激光焊接的适应性。专利文献CN201911286360.1公开了一种中厚板装甲钢激光摆动焊接方法，提出了利 用摆动激光的手段提高焊接质量的新方法，但是采用多层多道填丝焊接， 仍需要对母材开坡口并且无法满足对中厚板连接的一次成形，工艺较为复 杂。专利文献CN201210002191.6公开了一种真空激光焊接设备及方法，该 方法工艺手段描述过于简略，并且没有利用摆动激光调谐能场，无法保证 大厚度焊接接头在厚度方向上的组织均匀性与性能一致性，专利文献CN201911228472.1公开了一种真空激光焊接方法及装置，同样没有使用摆 动激光调谐能场。由于真空激光焊接接头深宽比较高，焊缝过窄，因此其 焊缝适应性较低。
发明内容
针对大厚度金属材料焊接效率低、缺陷多，摆动激光焊接穿透能力差， 真空激光焊接组织性能均匀性差、焊接适应性低等问题，本发明提供一种 真空环境摆动激光焊接方法及系统，通过高真空环境与摆动激光调谐能量 场，在摆动过程中同步调控激光输出功率大小，从而精确调控焊接能量分 布，进而优化调控激光焊接成形与质量，改善组织性能均匀性，相比于电 弧焊、激光填丝焊具有更高的效率，可以实现一次成形，并且具有更高的焊接质量，有效抑制羽辉、飞溅的产生，提高焊接稳定性，有效减少常见 的气孔、凹陷、背部焊瘤等缺陷。
为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种真空环境摆动 激光焊接方法，包括如下步骤：
S100：将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部位表面进行打 磨、酸洗或激光清洗焊前处理；
S200：将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接平台上设 置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐，通过适合焊件结构、尺寸的工装夹 具固定；
S300：根据实际情况可将激光头置于真空舱内或置于真空舱外，将摆 动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点，通过行走机构或 焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；
S400：关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到1000Pa压强以下向舱 内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态平衡调节至指定真空 度环境条件；
S500：根据实际焊接需求设置相应的焊接工艺参数如焊接速度、焊接 功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数 如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊接过程中激光能量分布进行 优化调控；
S600：完成焊接过程后保持舱内压强一段时间防止高温焊缝表面与空 气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定，然后关闭保护气进气阀、 泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门取出焊件。
进一步地，步骤S300中，所述摆动激光光斑形状为激光摆动行走路径， 由激光头内部振镜摆动实现，所述摆动光斑形状一般为直线、圆形、8字形、 ∞形、方形或三角形中的一种或几种，特殊图形可利用编程控制激光头内 部振镜摆动实现。
进一步地，步骤S500中，所述焊接工艺参数包括：焊接速度在0.1～ 6m/min、焊接功率为1～50kW、离焦量为-30～0mm。
进一步地，步骤S500中，所述摆动幅度为0.4～10mm，通过控制激光 头内部振镜在X、Y轴的协同高速运动实现。
进一步地，步骤S200中，所述成型槽采用散热性能良好的金属或者非 金属柔性基板材质制作而成；
所述成型槽的宽度为1～10mm，深度为1～5mm。
进一步地，步骤S200中，所述焊缝间隙的最大值不得超过2mm。
进一步地，步骤S400中，所述真空度在0.01～1000Pa之间。
进一步地，步骤S500中，焊接采用高功率激光器，最大功率不小于10000W。
进一步地，步骤S100中，所述工件的最大厚度由激光器功率上限决定， 不超过200mm。
按照本发明的另一个方面，提供一种真空摆动激光调谐焊接系统，包 括：
焊前处理机构，用于将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部 位表面进行打磨、酸洗或激光清洗；
焊接工装，用于将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接 平台上设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐装夹固定；
摆动激光路径规划机构，用于根据实际情况可将激光头置于真空舱内 或置于真空舱外，将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起 焊点，通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；
真空环境处理机构，用于关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到 1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态 平衡调节至指定真空度环境条件；
激光摆动焊接参数控制模块，用于根据实际焊接需求设置相应的焊接 工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊 接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊 接过程中激光能量分布进行优化调控直至完成焊接；
真空激光摆动焊接机构，用于完成焊接过程后保持舱内压强一段时间 防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定， 然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强， 打开舱门取出焊件。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够 取得下列有益效果：
1.本发明的方法，通过高真空环境与摆动激光调谐能量场，在摆动过 程中同步调控激光输出功率大小，从而精确调控焊接能量分布，进而优化 调控激光焊接成形与质量，改善组织性能均匀性，相比于电弧焊、激光填 丝焊具有更高的效率，可以实现一次成形，并且具有更高的焊接质量，有 效抑制羽辉、飞溅的产生，提高焊接稳定性，有效减少常见的气孔、凹陷、 背部焊瘤等缺陷。
2.本发明的方法，所述摆动激光光斑形状为激光摆动行走路径，激光 的摆动通过控制激光头内部振镜在X、Y轴的协同高速运动实现，所述摆动 光斑形状一般为直线、圆形、8字形、∞形、方形或三角形中的一种或几种， 特殊图形可利用编程控制激光头内部振镜摆动实现，，以摆动激光调控方 式对焊接过程中激光能量分布进行优化调控。
3.本发明的方法，相比于常规单激光真空焊接，加入了摆动激光进行 能场调谐的手段，提高了真空激光焊接的稳定性，同时起到了焊缝整形的 效果，使焊接接头上下宽度具有更高的一致性，从而焊接接头在厚度方向 上组织性能更加均匀，提高了焊接质量。
4.本发明的方法，真空舱达到1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯 惰性气体，控制舱内进、抽气动态平衡调节至指定真空度环境条件，高真 空环境可以倍增焊接深度。
附图说明
图1为本发明实施例一种真空环境摆动激光焊接装置示意图；
图2为本发明实施例一种真空环境摆动激光焊接方法流程示意图；
图3为本发明实施例2219铝合金真空激光焊接横截面金相示意图；
图4为本发明实施例2219铝合金真空激光焊接显微组织示意图；
图5为本发明实施例5083铝合金摆动激光焊接横截面金相示意 图；
图6为本发明实施例中真空摆动激光焊接接头与常压激光焊接 接头的横截面宏观金相图。
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-真 空舱；2-摆动激光头；3-待焊工件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本 发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以 相互组合。
如图3所示，本发明实施例提供一种真空环境摆动激光焊接方法，具 体实施方式包括如下步骤：
步骤一：将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部位表面进行 打磨、酸洗或激光清洗；待焊工件表面的油膜、污渍、氧化膜等其他物质 需要利用特定手段将其去除，否则会降低激光能量的吸收效果并且产生大 量的缺陷。
步骤二：将打磨、酸洗或激光清洗好的待焊工件放置于真空舱内焊接 平台上，焊接平台上放设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐，然后用适 合焊件结构、尺寸的工装夹具固定；
步骤三：将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点， 通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；
步骤四：关闭真空舱门，打开真空舱电控挡板阀，打开抽真空泵组， 当真空舱抽至1kPa压强以下，打开保护气进气阀，向舱内输送干燥的高纯 惰性气体，设置自动调节，舱内进、抽气动态平衡调节到指定真空度准备 焊接。其中，控制真空度达到激光焊接需要的阈值，根据研究结果应保持 在1000Pa以下的真空度，焊接深度和气孔率可以得到有效的保证，对于一 些对氧气非常敏感的金属如锆合金等则需要更低的环境压力来抑制焊缝表 面氧化的问题。并且如步骤6所述要保证在焊接完成后继续保持舱内压强 一段时间，以保证某些对氧气非常敏感的有色金属会由于空气的过早充入 而氧化变色。
步骤五：根据实际焊接需求，设置相应的焊接参数如焊接速度、焊接 功率、离焦量等，并根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数 如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度等。焊接工艺参数主要为焊接速度、 焊接功率以及离焦量，摆动工艺参数主要为摆动幅度、摆动频率以及摆动 光斑形状等。这些参数的选择需要根据实际待焊试件的厚度、性能要求、 焊接结构以及焊缝形状要求来具体实施。
步骤六：完成上述工作后开始焊接，完成焊接过程后保持舱内压强一 段时间防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况 而定，然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气 压强，打开舱门，取出焊件，焊接完成。本发明的方法，通过高真空环境 与摆动激光调谐能量场，在摆动过程中同步调控激光输出功率大小，从而 精确调控焊接能量分布，进而优化调控激光焊接成形与质量，改善组织性 能均匀性，相比于电弧焊、激光填丝焊具有更高的效率，可以实现一次成 形，并且具有更高的焊接质量，有效抑制羽辉、飞溅的产生，提高焊接稳 定性，有效减少常见的气孔、凹陷、背部焊瘤等缺陷。
优选地，所述步骤一中待焊工件材料为激光可焊接金属材料，待焊工 件最大厚度由激光器功率上限决定，理论上不超过200mm；
优选地，所述步骤二中成型槽宽度为1-10mm，深度为1-5mm。所述柔 性基板材质为散热性能良好的金属或者非金属基板；
优选地，所述步骤二中焊缝间隙的最大值不得超过2mm；
优选地，所述步骤三中摆动激光光斑形状即为激光摆动行走路径，由 激光头内部振镜摆动实现，所述摆动光斑形状一般为直线、圆形、8字形、 ∞形、方形以及三角形等，特殊图形可利用编程控制激光头内部振镜摆动 实现；
优选地，所述步骤四中所述干燥的高纯惰性气体水分含量不得高于 1000ppm、纯度不得低于99.9％、流量不得高于10L/min；
优选地，所述步骤四中所述真空舱尺寸、形式可根据实际需求进行调 整；
优选地，所述步骤四中所述指定真空度应在0.01～1000Pa之间；
优选地，所述步骤四中所述工艺参数焊接速度在0.1～6m/min、焊接功 率为1～50kW、离焦量为-30～0mm、摆动频率为10～1000Hz、摆动幅度为 0.4～10mm；
优选地，所述激光器为高功率激光器，最大功率不小于10000W；
如图1和图2所示，所述激光头为摆动激光焊接头，根据实际情况可 将激光头置于真空舱内或置于真空舱外，激光的摆动通过控制激光头内部 振镜在X、Y轴的协同高速运动实现。
在本发明另一个实施例中，提供一种真空摆动激光调谐焊接系统，包 括：
焊前处理机构，用于将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部 位表面进行打磨、酸洗或激光清洗；
焊接工装，用于将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接 平台上设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐装夹固定；
摆动激光路径规划机构，用于根据实际情况可将激光头置于真空舱内 或置于真空舱外，将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起 焊点，通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；
真空环境处理机构，用于关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到 1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态 平衡调节至指定真空度环境条件；
激光摆动焊接参数控制模块，用于根据实际焊接需求设置相应的焊接 工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊 接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊 接过程中激光能量分布进行优化调控直至完成焊接；
真空激光摆动焊接机构，用于完成焊接过程后保持舱内压强一段时间 防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定， 然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强， 打开舱门取出焊件。本发明的系统，相比于常规单激光真空焊接，加入了 摆动激光进行能场调谐的手段，提高了真空激光焊接的稳定性，同时起到 了焊缝整形的效果，使焊接接头上下宽度具有更高的一致性，从而焊接接 头在厚度方向上组织性能更加均匀，提高了焊接质量
实施例1
本实例对10mm厚2219铝合金进行真空激光焊接，2219铝合金具有气 孔敏感性高，易产生裂纹等焊接问题，因此一般只能进行薄板焊接或者大 厚度真空电子束焊接。为了消除气孔问题，应在焊接前尽量去除焊缝表面 与对接平面的氧化膜，并降低真空度。为了解决裂纹问题应调整焊接工艺， 增加熔池流动性。激光器采用通快高功率激光器，最大功率为10000W，激 光头为IPG摆动激光焊接头，其它设备包括1台库卡机器人，抽真空系统 以及真空舱。
步骤一：用激光清洗或化学清洗的方法将待焊工件表面氧化膜去除；
步骤二：将打磨、酸洗或激光清洗好的待焊工件放置于真空舱内焊接 平台上，焊接平台上放设置成型槽，成型槽的宽度为1mm，深度为1mm，成 型槽应与焊缝间隙对齐，然后用适合焊件结构、尺寸的工装夹具固定；
步骤三：将摆动激光光斑形状调整到圆形光斑，将光斑中心对准起焊 点中心，通过真空舱内焊接平台行走机构的调整，确定光斑行走路径覆盖 整个焊缝间隙，该焊缝间隙为1mm；
步骤四：关闭真空舱门，打开真空舱电控挡板阀，打开抽真空泵组， 当真空舱抽至100Pa压强以下，打开保护气进气阀，向舱内输送干燥的高 纯惰性气体，设置自动调节，舱内进、抽气动态平衡调节到100Pa真空度 准备焊接；
步骤五：设置焊接速度为1.2m/min，焊接功率6000W，离焦量为-5mm， 摆动激光频率150Hz，摆动幅度0.6mm；
步骤六：完成上述工作后开始焊接，完成焊接过程后保持舱内压强3 分钟防止高温焊缝表面与空气迅速反应，然后关闭保护气进气阀、泵组、 挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门，取出焊件，焊接完成。
如图4所示，图(a)、图(b)分别为真空环境中，在相同的焊接速 度、激光功率和离焦量的参数下，不加摆动的激光焊接与摆动激光焊接接 头横截面宏观金相图。可以发现在真空环境无法有效消除焊接过程中产生 的冶金气孔，而摆动激光的加入不仅没有影响焊接深度，而且有效的使气 孔逃逸，且接头上表面更加平整。
如图5所示，图(a)、图(b)分别为真空环境中，在相同的焊接速 度、激光功率和离焦量的参数下，不加摆动的激光焊接与摆动激光焊接接 头微观组织金相图。真空环境可以起到细化晶粒的最用，而摆动激光的加 入进一步细化晶粒，并可以促进蔷薇状组织的生长，达到抑制微裂纹的萌 生的效果，有效提高力学性能。
实施例2
本实施例对20mm厚5083铝合金接头采用真空摆动激光焊接方法进行 焊接，激光器采用通快高功率激光器，最大功率为10000W，激光头为IPG 摆动激光焊接头，其它设备包括1台库卡机器人，抽真空系统以及真空舱。
步骤一：用激光清洗的方法将待焊工件表面氧化膜去除；
步骤二：将打磨、酸洗或激光清洗好的待焊工件放置于真空舱内焊接 平台上，焊接平台上放设置成型槽，成型槽的宽度为10mm，深度为2mm， 成型槽应与焊缝间隙对齐，然后用适合焊件结构、尺寸的工装夹具固定；
步骤三：将摆动激光光斑形状调整到圆形光斑，将光斑中心对准起焊 点中心，通过真空舱内焊接平台行走机构的调整，确定光斑行走路径覆盖 整个焊缝间隙，焊缝间隙为2mm；
步骤四：关闭真空舱门，打开真空舱电控挡板阀，打开抽真空泵组， 当真空舱抽至1kPa压强以下，打开保护气进气阀，向舱内输送干燥的高纯 惰性气体，设置自动调节，舱内进、抽气动态平衡调节到1000Pa真空度准 备焊接；
步骤五：设置焊接速度为0.3m/min，焊接功率9000W，离焦量为-5mm， 摆动激光频率150Hz，摆动幅度0.3mm；
步骤六：完成上述工作后开始焊接，完成焊接过程后保持舱内压强3 分钟防止高温焊缝表面与空气迅速反应，然后关闭保护气进气阀、泵组、 挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门，取出焊件，焊接完成。
如图6所示，图(a)、图(b)分别为相同工艺参数下，真空摆动激 光焊接接头与常压激光焊接接头的横截面宏观金相图。相比常压激光焊接， 真空环境激光焊接使熔深提高一倍，小幅度摆动激光焊接并不影响焊接深 度，实现了单道焊接20mm厚5083铝合金全熔透。并且真空环境加摆动激 光，加快了熔池流动，有利于气孔逃逸，有效消除焊接过程中产生的冶金 气孔。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等 同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部位表面进行打磨、酸洗或激光清洗焊前处理；
S200：将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接平台上设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐，通过适合焊件结构、尺寸的工装夹具固定；
S300：根据实际情况可将激光头置于真空舱内或置于真空舱外，将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点，通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；
S400：关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态平衡调节至指定真空度环境条件；
S500：根据实际焊接需求设置相应的焊接工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊接过程中激光能量分布进行优化调控；
S600：完成焊接过程后保持舱内压强一段时间防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定，然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门取出焊件。
2.根据权利要求1所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S300中，所述摆动激光光斑形状为激光摆动行走路径，由激光头内部振镜摆动实现，所述摆动光斑形状一般为直线、圆形、8字形、∞形、方形或三角形中的一种或几种，特殊图形可利用编程控制激光头内部振镜摆动实现。
3.根据权利要求1所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S500中，所述焊接工艺参数包括：焊接速度在0.1～6m/min、焊接功率为1～50kW、离焦量为-30～0mm。
4.根据权利要求3所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S500中，所述摆动幅度为0.4～10mm，通过控制激光头内部振镜在X、Y轴的协同高速运动实现。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S200中，所述成型槽采用散热性能良好的金属或者非金属柔性基板材质制作而成；
所述成型槽的宽度为1～10mm，深度为1～5mm。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S200中，所述焊缝间隙的最大值不得超过2mm。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S400中，所述真空度在0.01～1000Pa之间。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S500中，焊接采用高功率激光器，最大功率不小于10000W。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的一种真空环境摆动激光焊接方法，其特征在于，步骤S100中，所述工件的最大厚度由激光器功率上限决定，不超过200mm。
10.一种真空环境摆动激光焊接系统，其特征在于，包括：
焊前处理机构，用于将工件待焊部位正反两面加工平整，并对待焊部位表面进行打磨、酸洗或激光清洗；
焊接工装，用于将焊前处理好的工件置于真空舱内焊接平台上，焊接平台上设置成型槽，成型槽应与焊缝间隙对齐装夹固定；
摆动激光路径规划机构，用于根据实际情况可将激光头置于真空舱内或置于真空舱外，将摆动激光光斑形状调整到需要的形状，将光斑对准起焊点，通过行走机构或焊缝跟踪装置确定光斑行走路径覆盖整个焊缝间隙；
真空环境处理机构，用于关闭真空舱门开始抽真空，当真空舱达到1000Pa压强以下向舱内输送干燥的高纯惰性气体，控制舱内进、抽气动态平衡调节至指定真空度环境条件；
激光摆动焊接参数控制模块，用于根据实际焊接需求设置相应的焊接工艺参数如焊接速度、焊接功率、离焦量，同时根据焊缝性能要求以及焊接间隙适应性调节摆动参数如激光摆动模式、摆动频率、摆动幅度，对焊接过程中激光能量分布进行优化调控直至完成焊接；
真空激光摆动焊接机构，用于完成焊接过程后保持舱内压强一段时间防止高温焊缝表面与空气迅速反应，保压时间根据焊接材料视情况而定，然后关闭保护气进气阀、泵组、挡板阀，打开空气进气阀直至大气压强，打开舱门取出焊件。
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|---|---|---|---|
| CN202210285987.0A CN115008002A (zh) | 2022-03-22 | 2022-03-22 | 一种真空环境摆动激光焊接方法及系统 |
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