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公开(公告)号：CN114850496A
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202210530492.X
申请日：2022-05-16
申请人： 兰州理工大学 , 上海盖泽激光科技有限公司
摘要： 本发明涉及一种振镜激光与电弧复合的丝粉混合增材制造方法和装置。振镜激光束沿与竖直方向成一定角度的方向入射至工件表面，并在工件表面上按预定的轨迹路径进行扫描运动，采用与振镜激光焊接头光束输出圆形管件同轴设置的送粉喷嘴将金属粉末送至激光扫描区域内，MIG焊枪伸出的焊丝与振镜激光束倾斜设置且焊丝由外向内送入振镜激光束扫描路径区域内。振镜激光束的扫描轨迹路径预先设置有多个相位节点，任意两个相位节点之间的路径为节段，在每一节段上的振镜激光的功率能够进行单独调节。第一相位节点和第二相位节点之间节段上的激光功率小于焊丝熔化所需的激光功率，实现振镜激光与丝材电弧增材制造的复合，提高成型质量和效率。
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公开(公告)号：CN114850496B
公开(公告)日：2024-04-23
申请号：CN202210530492.X
申请日：2022-05-16
申请人： 兰州理工大学 , 上海盖泽激光科技有限公司
摘要： 本发明涉及一种振镜激光与电弧复合的丝粉混合增材制造方法和装置。振镜激光束沿与竖直方向成一定角度的方向入射至工件表面，并在工件表面上按预定的轨迹路径进行扫描运动，采用与振镜激光焊接头光束输出圆形管件同轴设置的送粉喷嘴将金属粉末送至激光扫描区域内，MIG焊枪伸出的焊丝与振镜激光束倾斜设置且焊丝由外向内送入振镜激光束扫描路径区域内。振镜激光束的扫描轨迹路径预先设置有多个相位节点，任意两个相位节点之间的路径为节段，在每一节段上的振镜激光的功率能够进行单独调节。第一相位节点和第二相位节点之间节段上的激光功率小于焊丝熔化所需的激光功率，实现振镜激光与丝材电弧增材制造的复合，提高成型质量和效率。
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公开(公告)号：CN114043091B
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202111416213.9
申请日：2021-11-25
申请人： 兰州理工大学
摘要： 本发明涉及一种丝粉同轴送进的激光增材制造装置。该装置包括沉积头，沉积头包括壳体，壳体包括横向筒体和竖向筒体，竖向筒体的下端设有端部碰嘴。横向筒体内沿激光传输方向依次设有准直镜、旋转对称棱镜和第一耦合棱镜。横向筒体和竖向筒体的连接拐角处的内壁上倾斜设有偏转镜，偏转镜上设有送丝孔和送粉孔，送丝孔中设有送丝管，送粉孔中设有送粉管，端部碰嘴上设置有送丝嘴和送粉通道。竖向筒体内部设有第二耦合棱镜。竖向筒体的下端于端部碰嘴的外侧设有非球面聚光透镜，送丝嘴和送粉通道的出口方向均朝向圆锥形激光束的焦点处。丝粉同轴送进并位于激光束内部，实现激光增材制造原位合金化梯度或金属基复合材料的高效无缺陷制备。
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公开(公告)号：CN114952005A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210530312.8
申请日：2022-05-16
申请人： 兰州理工大学
IPC分类号： B23K26/348 , B23K26/60 , B23K26/70
摘要： 本发明涉及一种中厚板靶向激光辅助TIG深熔打底焊接方法和焊接装置。焊接方法包括以下步骤：1)对中厚板待焊接工件的Y型坡口进行清理，并固定在焊接控制平台上；2)中厚板待焊接工件上方沿焊接方向依次设有TIG焊枪和激光焊接头，打开送气阀，TIG焊枪起弧，由TIG焊枪和激光焊接头进行焊接；3)焊接结束后，先断开光纤激光器的电源，再断开TIG焊机的电源，关闭送气阀。本发明利用低频高占空比脉冲TIG电流在中厚板待焊接工件上形成较大体积和熔深的电弧熔池，并在脉冲峰值电流下降沿前端施加靶向脉冲激光，穿透TIG熔池底部液态金属薄膜形成“小孔”，实现焊缝全熔透，在此基础上，可实现中厚板无背衬板的可靠全自动打底单面焊双面成形。
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公开(公告)号：CN116748685A
公开(公告)日：2023-09-15
申请号：CN202310925163.X
申请日：2023-07-26
申请人： 兰州理工大学 , 广西柳工机械股份有限公司
IPC分类号： B23K26/348 , B23K26/073 , B23K26/70
摘要： 本发明涉及一种激光引导并约束电弧的窄间隙焊接方法和装置。焊接时，优先开启激光机发出激光束，通过激光头将激光束进行转换，以使在焊枪的焊丝尖端正下方的焊接间隙底部形成中心为实心、外围为环形的激光光斑。激光光斑的中心激光部分使母材气化并电离形成光致等离子体，光致等离子体形成电弧的优先导电通道，进而起到引导电弧和促进熔深的作用，焊丝尖端通过该导电通道与焊接间隙的底部母材进行起弧。环形激光部分能够约束电弧发散的作用，使焊接间隙底部的电弧聚集，提高焊接间隙底部的电弧的能量密度；保证电弧在激光作用下始终在焊接间隙底部稳定燃烧。防止窄间隙焊接时因焊丝距离焊接间隙侧壁过近导致电弧爬升的现象。
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公开(公告)号：CN118023672A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202310902430.1
申请日：2023-07-21
申请人： 兰州理工大学
摘要： 本发明公开了一种用于直流正极性焊接铝合金的高效冷却TIG焊接系统，属于TIG焊接技术领域，包括焊炬，焊炬包括焊炬本体、气管、钨极、保护罩和冷却箱体，安装于焊炬本体的气管的进气口与气源连接，气管的气体出口位于保护罩内，钨极的主体置于保护罩内且钨极的焊接端部伸出于保护罩外，钨极通过气管与直流电源的正极连接，冷却箱体内设有冷却介质，冷却箱体置于保护罩内且与保护罩的出气口之间留有间隙，钨极的主体置于冷却箱体内或与冷却箱体紧密接触。本发明通过在保护罩内设置冷却箱体，将钨极置于冷却箱体内，能够实现在直流正极性焊接铝合金的同时对钨极进行快速降温以避免其被烧毁的目的，显著提高了TIG焊接铝合金的质量和效率。
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公开(公告)号：CN114952005B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202210530312.8
申请日：2022-05-16
申请人： 兰州理工大学
IPC分类号： B23K26/348 , B23K26/60 , B23K26/70
摘要： 本发明涉及一种中厚板靶向激光辅助TIG深熔打底焊接方法和焊接装置。焊接方法包括以下步骤：1)对中厚板待焊接工件的Y型坡口进行清理，并固定在焊接控制平台上；2)中厚板待焊接工件上方沿焊接方向依次设有TIG焊枪和激光焊接头，打开送气阀，TIG焊枪起弧，由TIG焊枪和激光焊接头进行焊接；3)焊接结束后，先断开光纤激光器的电源，再断开TIG焊机的电源，关闭送气阀。本发明利用低频高占空比脉冲TIG电流在中厚板待焊接工件上形成较大体积和熔深的电弧熔池，并在脉冲峰值电流下降沿前端施加靶向脉冲激光，穿透TIG熔池底部液态金属薄膜形成“小孔”，实现焊缝全熔透，在此基础上，可实现中厚板无背衬板的可靠全自动打底单面焊双面成形。
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公开(公告)号：CN114043091A
公开(公告)日：2022-02-15
申请号：CN202111416213.9
申请日：2021-11-25
申请人： 兰州理工大学
摘要： 本发明涉及一种丝粉同轴送进的激光增材制造装置。该装置包括沉积头，沉积头包括壳体，壳体包括横向筒体和竖向筒体，竖向筒体的下端设有端部碰嘴。横向筒体内沿激光传输方向依次设有准直镜、旋转对称棱镜和第一耦合棱镜。横向筒体和竖向筒体的连接拐角处的内壁上倾斜设有偏转镜，偏转镜上设有送丝孔和送粉孔，送丝孔中设有送丝管，送粉孔中设有送粉管，端部碰嘴上设置有送丝嘴和送粉通道。竖向筒体内部设有第二耦合棱镜。竖向筒体的下端于端部碰嘴的外侧设有非球面聚光透镜，送丝嘴和送粉通道的出口方向均朝向圆锥形激光束的焦点处。丝粉同轴送进并位于激光束内部，实现激光增材制造原位合金化梯度或金属基复合材料的高效无缺陷制备。
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