(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 202211017294.X (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 山东大学 地址 250100 山东省济南市山大南路27号 (72)发明人 张承瑞　陈赓　尹贻生　周立涛　 (74)专利代理 机构 北京和联顺知识产权代理有 限公司 1 1621 专利代理师 余王敏 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/082(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种基于线能量密度调控的搭接接头激光 扫描焊接方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于线能量密度调控的 搭接接头激光扫描焊接方法， 包括以下步骤： 步 骤1： 将两块相同材料金属板焊接表面用无水乙 醇进行擦拭； 步骤2： 将两块相同材料金属板以搭 接的形式放置在焊接操作台上； 步骤3： 调整焊接 焦点平面位置； 步骤4： 设置激光扫描焊接工艺参 数； 步骤5： 计算圆形扫描功率调节策略的参数， 并设置下板的功率修正值； 步骤6： 按照设定好的 圆形扫描功率调节策略和功率修正值进行加工， 完成两块相同材料金属板的搭接焊。 本发明实现 了激光输入能量在空间上重新分配， 克服了圆形 扫描焊接时垂直于焊接方向能量分布不均匀而 引起熔深质量缺陷问题， 使 得熔深轮廓曲线 连续 性较好， 焊 接缺陷也有所减少。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115319287 A 2022.11.11 CN 115319287 A 1.一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 步骤1： 将两块相同材料金属板焊接表面用无水乙醇进行擦拭， 以去除表面油污和灰尘 等， 保证搭接时两 板间无间隙； 步骤2： 将两块相同材料金属板以搭接的形式放置在焊接操作台上， 并用夹具进行夹 紧， 保证在焊接过程中搭接的两 板相对位置固定； 步骤3： 调整焊接焦点平面位置， 使得激光焦点平面位于两板搭接的上板平面， 并使得 扫描振镜偏转5 °以防激光沿原方向反射烧毁激光头； 步骤4： 设置 激光扫描焊接 工艺参数； 步骤5： 计算圆形扫描功率调节策略的参数， 并设置下板的功率 修正值； 步骤6： 按照设定好的圆形扫描功率调节策略和功率修正值进行加工， 完成两块相同材 料金属板的搭接焊。 2.根据权利要求1所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述步骤1 中实验所用金属板尺寸规格相同， 焊接前使用无水乙醇对表面油污进 行清洗， 以去除表面油污和灰尘等， 保证搭接时两 板间无其 他污物。 3.根据权利要求1所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述两金属板搭接采用一上一下错 开叠放的形式， 并使用夹具对两 板进行加紧。 4.根据权利要求1所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述步骤3中使用六轴机器人调整扫描振镜的高度， 采用激光焦点平面位于上板 的方式， 下板为正离焦， 同时偏转扫描振镜， 以防激光照射到工件后沿原方向反射烧毁激光 器， 偏转角度为5 °， 偏转方向为焊接方向的反方向。 5.根据权利要求1所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述步骤4中工艺参数主要包括： 扫描图形、 扫描频率、 扫描振幅、 激光功率和 焊 接速度。 6.根据权利要求1所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述圆形扫描功 率调节策略的参数为基于线能量密度量化圆形扫描轨迹上不同 位置的能量输入， 按照与未调控时的输入能量一致以及垂直于焊接方向的各位置区域线能 量密度相等的原则， 计算出轨 迹上不同位置的功率， 实现了 输入能量在空间上重新分配。 7.根据权利要求1所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述设置下板的功率修正值， 在保证下板垂直于焊接方向的各位置区域具有相 同线能量密度的前提下， 对下板功率进行进一步修正， 以补偿板厚导致的离焦量变化以及 激光束光斑面积差异。 8.根据权利要求5所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述扫描图形为激光束因振镜扫描形成的轨迹， 扫描频率为单位时间内激光束 对扫描图形的循环 次数， 扫描频率单位Hz， 扫描振 幅为扫描图形在垂直于焊接方向上 的最 大距离， 对于圆形扫描图形， 扫描振幅为圆的直径。 9.根据权利要求8所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接方法， 其 特征在于， 所述扫描图形为圆形。 10.根据权利要求1 ‑9任一所述的一种基于线能量密度调控的搭接接头激光扫描焊接权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115319287 A 2装置， 其特征在于， 包括光纤激光器、 工控机和扫描振镜， 所述光纤激光器和工控机的输出 端均与扫描振镜的输入端连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115319287 A 3