(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 202211009607.7 (22)申请日 2022.08.22 (66)本国优先权数据 202210981504.0 202 2.08.15 CN (71)申请人 西安建筑科技大 学 地址 710000 陕西省西安市雁塔路中段13 号 (72)发明人 解妙霞　张龙　吕宗阳　 (74)专利代理 机构 北京前审知识产权代理有限 公司 11760 专利代理师 张静　张波涛 (51)Int.Cl. B23K 26/211(2014.01) B23K 26/06(2014.01) B23K 26/60(2014.01)B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置及 方法 (57)摘要 本发明公开了一种高压下等离子体为热源 的熔丝焊接装置及方法， 装置中， 激光焊接头设 于待焊接的工件 上方以发射激光束； 反射镜位置 和角度可调地固定于激光焊接头以将反射激光 束； 靶材位置和角度可调地固定于激光焊接头， 靶材在大于1MPa的高压环境下承接来自反射镜 的激光束以在靶材的法线方向上形成等离子体 射流； 推拉送丝机构位置和角度可调地固定于激 光焊接头， 送丝导管夹持于推拉送丝机构， 焊丝 穿设于送丝送丝导管中且在靠近工件的端部伸 出使得等离子体射流加热焊丝的端部形成熔滴， 当熔滴的尺 寸大于预定尺寸， 推 拉送丝机构推送 焊丝使得端部的熔滴与工件上的熔池接触， 然后 拉回使焊丝的端部位于等离子体射流的加热位 置。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115365656 A 2022.11.22 CN 115365656 A 1.一种高压下等离 子体为热源的熔丝焊接装置， 其特 征在于， 其包括， 激光焊接 头， 其设于待焊接的工件上 方以发射激光束； 反射镜， 其 位置和角度可调地固定 于所述激光焊接 头以将反射所述激光束； 靶材， 其位置和角度可调地固定于所述激光焊接头， 所述靶材在大于1MPa的环境下承 接来自所述反射镜的所述激光束以在所述靶材的法线方向上 形成等离 子体射流； 推拉送丝 机构， 其位置和角度可调地固定 于所述激光焊接 头； 送丝导管， 其夹持于所述推拉送丝机构， 焊丝穿设于送丝送丝导管中且在靠近工件的 端部伸出使得所述等离子体射流加热焊丝的所述端部形成熔滴， 当所述熔滴的尺寸大于预 定尺寸， 所述推拉送丝机构推送所述焊丝使得所述端部的熔滴与工件上 的熔池接触， 然后 拉回使焊丝的端部位于等离 子体射流的加热位置 。 2.根据权利要求1所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 优选 的， 所述靶材和工件的材质相同。 3.根据权利要求2所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 所述高 压环境的压力值相关于靶材的材质， 当靶材为镁合金、 铝合金或锆合金， 压力值不小于 1.0MPa， 当靶材为钢或钛合金， 压力值不小于1.2MPa， 当靶材为钼合金， 压力值不小于 1.5MPa。 4.根据权利要求1所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 所述激 光束为光纤激光、 Nd： YAG激光或CO2激光。 5.根据权利要求1所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 所述预 定尺寸为焊丝直径的两倍。 6.根据权利要求1所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 熔滴以 短路过渡形式进入熔池。 7.根据权利要求1所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 所述激 光束在所述靶材的法线方向上 形成等离 子体射流。 8.根据权利要求1所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 推拉送 丝机构、 反射镜和靶材分别通过送丝机构连杆、 反射镜连杆和靶材连杆固定在激光焊接头 上以对其 位置和角度进行调节。 9.根据权利要求8所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置， 其特征在于， 所述送 丝机构连杆、 反射镜连 杆和靶材 连杆均为铰链连 杆机构。 10.根据权利要求1 ‑9中任一项所述的高压下等离子体为热源的熔丝焊接装置的焊接 方法， 其特 征在于， 其包括， 第一步骤， 激光焊接头发射激光束， 激光束先入射到反射镜表面后以一定角度入射到 靶材表面， 在高压环境中形成 沿靶材法线方向 喷射的等离 子体射流； 第二步骤， 推拉送丝机构将焊丝向前以第一速度匀速送出， 使焊丝的端部被等离子体 射流加热形成熔滴， 并且随着焊丝进给 所述端部的熔滴的尺寸逐渐增大； 第三步骤， 当所述端部的熔滴达到预定尺寸后， 推拉送丝机构将焊丝向前以第二速度 匀速送出， 使所述端部的熔滴与熔池接触， 熔滴以短路过渡形式进入熔池； 第四步骤， 推拉送丝机构将焊丝向后以第三速度抽回， 使焊丝的端部位于等离子体射 流的加热位置；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115365656 A 2第五步骤， 以一定的频率重复第二步骤至第 四步骤的操作， 周而复始最终在工件上焊 接成整条焊缝。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115365656 A 3