(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 202210913009.6 (22)申请日 2022.07.31 (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　何思聪　 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种有色金属厚板窄间隙激光填带焊接方 法与系统 (57)摘要 本发明提供一种有色金属厚板窄间隙激光 填带焊接方法与系统。 包括以下步骤： 坡口形状 设计及焊前处理； 提供激光焊接系统； 提供压紧 滚轮系统； 完成激光自熔打底焊； 开启激光焊接 系统和压紧滚轮系统进行激光填带焊接。 本发明 方案充分利用激光束的柔性可控 特点， 配合压紧 滚轮系统， 填充带材与下层焊缝紧密贴合， 类似 于激光搭接焊， 可以获得具有焊接小孔的激光深 熔焊接模式。 此外， 窄间隙激光填带焊接分为两 种具体实施方式： 采用摆动激光进行窄间隙激光 填带焊接， 通过优化摆动激光扫描路径实现良好 侧壁熔合； 采用V型槽填充带材进行窄间隙激光 填带焊接， 激光束在填充带材V型槽中的一次反 射吸收增强， 激光能量深入填充带材， 可 以实现 单层大厚度填充。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 115194328 A 2022.10.18 CN 115194328 A 1.一种有色金属厚板窄间隙激光 填带焊接方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 提供待焊板材， 对待焊板材的对接面进行打磨清洗， 在对接面加工出U型坡口， 然后将待焊板材用夹具夹紧； 步骤2： 提供激光焊接系统， 所述激光焊接系统包括激光发生器、 传输光纤、 激光焊接 头； 步骤3： 提供填充带 材， 去除填充带 材表面氧化层； 步骤4： 提供压紧滚轮系统， 所述压紧滚轮系统包括压紧滚轮， 滚轮支架， 弹簧， 调节螺 栓， 下滑块， 上滑块， 丝杆， 支撑滑板， 驱动电机， 支撑架， 安装板； 步骤5： 启动激光焊接系统， 打开激光发生器， 保护气体喷嘴吹送焊接保护气体， 进行激 光自熔打底焊， 完成打底焊接， 关闭激光发生器， 关闭焊接保护气体； 步骤6： 将第一填充带材置于U型坡口中， 开启驱动电机压紧第 一填充带材， 打开激光发 生器， 保护气体喷 嘴吹送焊接保护气体， 开始激光 填带焊； 步骤7： 完成一道焊接后， 关闭激光发生器， 关闭驱动电机， 关闭焊接保护气体， 激光焊 接头回到焊接起始点； 步骤 8： 将第二 填充带材置于U型坡口中， 重复步骤6和步骤7； 步骤9： 依次将填充带材置于U型坡口中， 重复步骤6和步骤7， 进行多层焊， 直到焊接完 成。 2.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间 隙激光填带焊接方法， 其特征在于， 窄间 隙 激光填带焊接 分为两种具体实施方式： 采用摆动激光进 行窄间隙激光填带焊接； 采用V型槽 填充带材进行窄间隙激光 填带焊接 。 3.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间隙激光填带焊接方法， 采用摆动激光进行 窄间隙激光填带焊接， 其特征在于， 待焊板材可以为镁合金等， 待焊板材厚度为20 ‑50 mm； 采用V型槽填充带材进行窄间隙激光填带焊接， 其特征在于， 待焊板材可以为铝合金等， 待 焊板材厚度为20 ‑50 mm。 4.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间 隙激光填带焊接方法， 其特征在于，  U型坡 口底边宽度为2 ‑5 mm， 钝边为5‑10 mm。 5.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间 隙激光填带焊接方法， 其特征在于， 填充带 材根据U型坡口尺寸、 激光功 率和焊接效率的要求确定第一填充 带材、 第二填充 带材、…、 第 N填充带材； 其中采用摆动激光进行窄间隙激光填带焊接， 其特征在于， 填充带材厚度d1为 1‑3mm， 填充带材宽度d2为2 ‑5 mm； 采用V型槽填充 带材进行窄间隙激光填带焊接， 其特征在 于， 填充带材厚度d1为2 ‑6 mm， 填充带材宽度d2为2 ‑5 mm， 填充带材开V型槽， 其中V型槽深 度S1为1.2 ‑4 mm， V型槽宽度S2为1 ‑2.5 mm。 6.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间 隙激光填带焊接方法， 其特征在于， 压 紧滚 轮压力为10 0‑700 N。 7.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间 隙激光填带焊接方法， 其特征在于， 激光焊 接头的倾斜角度α 为0 ‑30  °。 8.根据权利要求1所述的有色金属厚板窄间隙激光填带焊接方法， 采用摆动激光进行 窄间隙激光填带焊接， 其特征在于， 激光束为摆动波形， 其中振幅A为0.8 ‑2.5 mm， 频率f为 30‑200 Hz， 摆动轨 迹为圆形。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115194328 A 29.一种有色金属厚板窄间隙激光填带焊接系统， 其特征在于， 包括激光焊接系统和压 紧滚轮系统， 所述激光焊接系统包括激光发生器、 传输光纤、 激光焊接头， 其中激光焊接头 通过安装板与滚轮支架固连， 所述压紧滚轮系统包括压紧滚轮， 滚轮支架， 弹簧， 调节螺栓， 下滑块， 上滑块， 丝杆， 支撑滑板， 驱动电机， 支撑架， 安装板； 压紧滚轮系统中驱动电机通过 丝杆给上滑块传导压力， 上滑块再通过销柱将压力传导到下滑块， 下滑块又通过弹簧将压 力传导到滚轮支架， 继而传导到压紧滚轮从而压紧填充带材， 驱动电机安装在支撑滑板上 通过支撑架的滑动导轨实现平移， 上滑块的定位孔以及调节螺栓， 可解决因填充带材 的陆 续添加带来的焊接平面上移的问题。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115194328 A 3