本技术涉及一种无重力环境下的激光同轴熔丝装置及其操作方法,旨在解决无重力激光焊接领域中的熔滴过渡问题。该装置包括同轴熔丝系统、同轴超声辅助系统、磁场辅助系统和随焊监测系统。同轴熔丝系统负责激光输送和熔丝;同轴超声辅助系统提供焊接超声和熔滴细化;磁场辅助系统提供交变磁场以辅助熔滴过渡;随焊监测系统用于收集焊接工件数据并控制其他系统。通过磁场与超声的协同作用,本技术能够在无重力条件下为熔滴滴落提供必要的驱动力,并根据重力环境和送丝速度调整磁场频率和超声能量,实现熔滴的精确过渡。
背景技术
随着人类对太空环境的进一步探索,传统的焊接制造技术已经难以满足太空环境下的精准稳定制造需求。太空环境所特有的无重力条件使得焊接熔滴难以脱落,焊接熔池难以稳定形成,难以采用传统的焊接方式实现稳定的熔滴过渡。因此,如何实现无重力环境下的高效高质量连接成为推广同轴熔丝技术应用所面临的难题之一。
针对以上问题,现有专利CN114178668A公开了一种专用于太空焊接的钢笔式手持电子束枪,采用了反蒸镀装置用于防止熔池内的高温合金蒸汽对阴极进行蒸镀,以提升阴极寿命,但该方法更适用于电子束焊接,不适用于激光同轴焊接。专利CN110560944A公开了一种微重力下的合金焊接方法,通过磁场装置产生的梯度磁场,以模拟地面作业环境下的重力环境,消除太空微重力环境带来的负面影响,保证焊接工作的正常进行,但难以保证熔滴的稳定下落。因此亟需一种磁场与超声同步驱动的无重力环境激光同轴熔丝装置与方法。
实现思路