(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210964312.9 (22)申请日 2022.08.11 (71)申请人 怀化学院 地址 418000 湖南省怀化市鹤 城区金海路 138号东校区 (72)发明人 胡靖　张明军　彭和思　 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/70(2014.01) B23K 26/12(2014.01) (54)发明名称 一种改善厚板横焊接头激光焊接表面焊缝 成形的方法与系统 (57)摘要 本发明公开一种改善厚板激光焊接表面焊 缝成形的方法， 其步骤包括： 步骤1、 提供第一母 材和第二母材； 步骤2、 提供激光焊接系统； 步骤 3、 提供焊接保护气体吹送装置； 步骤4、 启动激光 焊接系统， 打开激光发生器， 聚焦激光束垂直辐 照第一母材和第二母材对接接头表 面， 吹气喷嘴 吹送焊接保护气体， 激光焊接头按既定焊接路径 运动， 焊接保护气体吹送装置与激光焊接头同步 运动， 实施激光焊接； 步骤5、 达到焊接路径末端 点， 完成激光焊接。 本发明还公开一种改善厚板 激光焊接表面焊缝成形系统。 相对于现有技术， 本发明在激光焊接区上方形成回旋气流， 影响厚 板横焊方位激光焊接表面熔池流动， 改善厚板横 焊方位激光焊缝成形。 权利要求书1页 说明书3页 附图4页 CN 115178871 A 2022.10.14 CN 115178871 A 1.一种改善厚板 激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 提供第一母材和第二母材， 除去第一母材和第二母材上下表面和对接面杂质， 采用焊接 夹具装夹； 步骤2： 提供激光焊接系统， 激光焊接系统包括激光发生器、 传输光纤、 激光焊接头和机 械手； 步骤3： 提供焊接保护气体吹送装置， 焊接保护气体吹送装置包括第 一挡板、 第二挡板、 第三挡板、 吹气喷 嘴、 定位支 架和固定环； 步骤4： 启动激光焊接系统， 打开激光发生器， 聚焦激光束垂直辐照第一母材和第二母 材对接接头表面， 吹气喷嘴吹送焊接保护气体， 激光焊接头按既定焊接路径运动， 焊接保护 气体吹送装置与激光焊接 头同步运动， 实施激光焊接； 步骤5： 达 到焊接路径末端点， 关闭激光发生器， 关闭焊接保护气体， 完成激光焊接 。 2.根据权利要求1所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在于， 吹气喷 嘴出口端与第一挡板距离d1为10 ‑20 mm， 吹气喷 嘴侧面与第二挡板距离d2为1 ‑2.5 mm。 3.根据权利要求1所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在于， 第 一挡 板最下方、 第二挡板最下方和吹气喷嘴轴线与第一母材和第二母材表面距离均为0.5 ‑2.5  mm。 4.根据权利要求1所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在于， 第 一挡 板与聚焦激光束的距离 δ 为2 ‑5 mm。 5.根据权利要求1所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在于， 吹气喷 嘴与第一母材和第二母材表面平行。 6.根据权利要求1所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在于， 焊接保 护气体吹送装置与激光焊接 头同步运动。 7.根据权利要求1所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在于， 焊接保 护气体流 量为10‑30 l/min。 8.一种改善厚板激光焊接表面焊缝成形系统， 其特征在于， 包括激光焊接系统、 焊接夹 具和焊接保护气 体吹送装置， 所述激光焊接系统包括激光 发生器、 传输光纤、 激光焊接头和 机械手； 其中激光焊接头通过固定环与机械手末端固连； 所述焊接保护气体吹送装置包括 第一挡板、 第二挡板、 第三挡板、 吹气喷 嘴、 定位支 架和固定环。 9.根据权利要求8所述的改善厚板激光焊接表面焊缝成形系统， 其特征在于： 吹气喷嘴 通过固定支架安装在第三挡板上； 第一挡板、 第二挡板和第三档板相互垂直布置并固连在 一起， 并与固定环固连在一 起； 焊接保护气体吹送装置与激光焊接 头同步运动。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115178871 A 2一种改善厚板横焊接头激光焊接表面焊缝成形的方 法与系统 发明领域 [0001]本发明涉及 一种激光焊接方法， 尤其涉及 一种改善厚板激光焊接表面焊缝成形的 方法与系统。 背景技术 [0002]厚板焊接是能源装备、 舰船等大型装备制造 的重要工序。 采用传统的电弧焊接方 法时， 焊接工件需要开设坡口， 并进 行多层多道施焊， 焊接效率低， 焊工 劳动强度大， 且焊后 变形大， 需要后续机加工； 采用电子束焊接方法时， 需要真空气氛， 局限于结构较小的试件 焊接。 [0003]激光深熔焊接类似于电子束焊接， 可以获得大深宽比的焊缝。 然而激光自熔焊接 大厚度平焊接头， 易产生塌陷和下掉等缺陷， 需要对焊缝上下表面进 行后处理， 或采用电磁 场辅助系统支撑焊接熔池下掉， 或采用双面焊工艺。 此外， 在工程 实际中也可以采用横 焊位 置克服重力的影响而获得没有塌陷和下掉的焊缝， 然而焊缝上表面易出现咬边缺陷， 影响 焊缝表面成形。 发明内容 [0004]本发明的目的是解决厚板横焊接头超高功率激光自熔焊接过程中焊缝上表面易 出现咬边 缺陷的问题。 [0005]本发明的技术方案是提供一种改善厚板激光焊接表面焊缝成形的方法， 其特征在 于： 步骤1： 提供第一母材和第二母材， 除去第一母材和第二母材上下表面和对接面杂 质， 采用焊接 夹具装夹； 步骤2： 提供激光焊接系统， 激光焊接系统包括激光发生器、 传输光纤、 激光焊接头 和机械手。 [0006]步骤3： 提供焊接保护气体吹送装置， 焊接保护气体吹送装置包括第一挡板、 第二 挡板、 第三挡板、 吹气喷 嘴、 定位支 架和固定环。 [0007]步骤4： 启动激光焊接系统， 打开激光发生器， 聚焦激光束垂直辐照第一母材和第 二母材对接接头表 面， 吹气喷嘴吹送焊接保护气体， 激光焊接头按既定焊接路径运动， 焊接 保护气体吹送装置与激光焊接 头同步运动， 实施激光焊接 。 [0008]步骤5： 达到焊接路径末端点， 关闭激光发生器， 关闭焊接保护气体， 完成激光焊 接。 [0009]进一步地， 在步骤3中， 吹气喷嘴出口端与第一挡板距离d1为10 ‑20 mm， 吹气喷嘴 侧面与第二挡板距离d2为1 ‑2.5 mm。 [0010]进一步地， 在步骤3中， 第一挡板最下方、 第二挡板最下方和吹气喷嘴轴线与第一 母材和第二母材表面距离均为h 。 [0011]进一步地， h为0.5 ‑2.5 mm。说　明　书 1/3 页 3 CN 115178871 A 3