(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 202210829995.7 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 中国航空制造技 术研究院 地址 100024 北京市朝阳区八里桥北东军 庄1号 (72)发明人 许飞　陈俐　郭路云　 (51)Int.Cl. B23K 26/348(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 激光-MIG电弧复合焊接装置及复合焊接方 法 (57)摘要 本发明涉及一种用于曲线焊缝的激光 ‑MIG 电弧复合焊接装置及复合焊接方法。 复合焊接装 置包括： 激光焊接加工头和电弧焊枪， 所述激光 焊接加工头输出的激光束与所述电弧焊枪输出 的MIG电弧作用于同一熔池， 且所述电弧焊枪围 绕所述激光束所在直线 方向为轴线可进行转动。 激光电弧复合焊接方法， 包括机械手示教、 焊接 轨迹补偿修正、 运动控制编程、 激光电弧同步运 动焊接等步骤。 本发明实施例避免产生熔合不良 缺陷和/或咬边缺陷的问题， 适用于在曲线焊缝 焊接过程， 有利于提高曲线焊缝的焊 接质量。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 115156718 A 2022.10.11 CN 115156718 A 1.一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特 征在于， 包括： 激光焊接加工 头(12)， 用于 输出焊接用的激光束(1)； 电弧焊枪(2)， 为MIG焊枪， 用于 输出焊接用的MIG电弧； 其中， 所述激光焊接加工头(12)输出的激光束(1)与所述电弧焊枪(2)输出的MIG电弧 作用于同一熔池(9)， 且所述电弧焊枪(2)围绕所述激光束(1)所在直线方向为轴线可进行 转动。 2.根据权利要求1所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述激光电弧 复合焊接装置还 包括： 连接座(13)， 所述激光焊接加工 头(12)设置在所述连接座(13)上； 夹持组件， 所述夹持组件可转动连接在所述连接座(13)上， 所述夹持组件用于夹持所 述电弧焊枪(2)并保持所述电弧焊枪(2)呈 预设倾斜状态； 驱动组件， 用于驱动所述夹持组件、 所述电弧焊枪(2)围绕所述激光束(1)所在直线方 向的旋转或定位。 3.根据权利要求2所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述连接座 (13)包括： 横 板(132)和套筒(133)， 所述激光焊接加工头(12)输出所述激光束(1)的一侧设 置在所述横板(132)上， 所述套筒(133)的中间为通孔(1331)， 用于所述激光束(1)的传输； 所述套筒(133)的中轴线与所述激光束(1)所在直线重合。 4.根据权利要求3所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述夹持组件 包括转动套(16)和夹持臂(19)， 所述转动套(16)套设在所述套筒(133)的外周壁上， 且 所述 转动套(16)与所述套筒(133)之间设置有轴承， 所述夹持臂(19)的一端固定于所述转动套 (16)的外周壁， 所述夹持臂(19)的另一端与所述电弧焊枪(2)连接 。 5.根据权利要求4所述的一种激光电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述驱动组件包括 驱动装置(14)， 所述驱动装置(14)用于驱动所述转动套(16)围绕所述激光束(1)所在直线 方向为旋转轴进行转动或定位。 6.根据权利要求4所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述套筒 (133)外周壁的一端设有环形凸台(1332)， 所述套筒(133)外周壁的另一端设有外螺纹 (1333)， 所述转动套(16)套设在所述环形凸台(1332)与所述外螺纹(1333)之间的位置上， 且所述外 螺纹(1333)螺纹连接有螺纹挡圈(18)。 7.根据权利要求5所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述驱动组件 还包括第一齿轮(141)， 所述转动套(16)的外周壁上设有第二齿轮(161)， 所述第一齿轮 (141)与所述第二齿轮(161)互相啮合传动。 8.根据权利要求5所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接装置， 其特征在于， 所述驱动装置 (14)固定在所述连接座(13)上， 且 所述驱动装置(14)的驱动轴与所述转动套(16)的旋转轴 平行。 9.一种激光 ‑MIG电弧复合焊接方法， 用于曲线焊缝， 采用权利 要求1‑8任一项所述的激 光‑MIG电弧复合焊接装置， 其特 征在于， 所述激光 ‑MIG电弧复合焊接方法包括如下步骤： 机械手示教： 采用机械手带动所述激光 ‑MIG电弧复合焊接装置实现曲线焊缝的焊前示 教， 在示教过程中， 机 械手控制所述激光束(1)沿焊接 轨迹(3)运动； 焊接轨迹补偿修正： 基于所述激光束(1)的机械手示教运动轨迹， 计算各示教点的所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115156718 A 2激光焊接加工 头(12)和所述电弧焊枪(2)的最佳几何位置状态； 运动控制编程： 通过控制所述电弧焊枪(2)的旋转角度来改变所述电弧焊枪(2)的几何 位置状态， 完成焊接 轨迹补偿修 正后的运动控制编程； 激光电弧同步运动焊接： 按照确定好的复合焊接参数， 确认激光电弧几何位置状态、 焊 接速度、 激光功 率、 焊接电流等焊接参数， 按照预设的运动控制编程程序实施曲线焊缝的激 光‑MIG电弧复合焊接直至焊接结束； 焊接质量检测： 采用无损检测方法对焊接质量进行检测， 当质量检测不合格时， 还应该 对超标缺陷进行挖补， 补焊后的焊接 部位应重新进行质量检测直至检测合格。 10.根据权利要求9所述的一种激光 ‑MIG电弧复合焊接方法， 其特征在于， 计算各示教 点的所述激光焊接加工头(12)和所述电弧焊枪(2)的最佳几何位置状态方法包括如下步 骤： 计算所述激光焊接加工 头(12)和所述电弧焊枪(2)作用力大小及方向； 计算所述熔池(9)中液态金属的离心力； 调整所述电弧焊枪(2)的角度， 使所述激光焊接加工头(12)和所述电弧焊枪(2)施加的 作用力、 所述熔池(9)中液态金属的表面张力与所述熔池(9)中液态金属的离心力保持平 衡。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115156718 A 3