Combined laser and plasma-arc processing torch and method

Details Combined laser and plasma-arc processing torch and method Combined laser and plasma-arc processing torch and method

B - Operations, Transporting

23

K

B23K 26/00 (2006.01) B23K 26/14 (2006.01)

Patent

CA 2379182

A combined laser and plasma-arc welding torch, which joins features of separate laser and plasma-arc welding devices in a single tool. A laser beam is directed by an optic system to be co-linear with the central axis of a plasma-arc torch. The laser beam passes through a group of electrodes, whose longitudinal axes are disposed at an acute angle to the torch central axis on the generatrix of a cone, the apex of which lies on the torch central axis close to the section plane of a constricting nozzle, and the base of which faces the main body of the torch. The electrodes may be both cathodes, or anodes, or cathodes and anodes. The welding torch may be additionally provided with a mechanism for additional constricting and stabilization of a plasma jet. Gas is forced through a chamber having the electrodes and nozzle at the chamber bottom end. Electrodes heated by the laser radiation cause the gas to be ionized, forming a plasma-arc in the constricting nozzle. The laser beam passing through the nozzle comes to a focus and interacts with the plasma-arc formed between the electrodes and a workpiece. The resulting interaction between the plasma-arc and the laser beam form a plasma-laser discharge which increases the energy density of the welding spot formed on the workpiece.

L'invention concerne un chalumeau de soudage à l'arc laser et plasma combinés lequel unit les caractéristiques des dispositifs à l'arc laser et plasma en un seul outil. Un faisceau laser est orienté par un système optique pour être colinéaire avec l'axe central d'un chalumeau à arc de plasma. Le faisceau laser passe à travers un groupe d'électrodes dont les axes longitudinaux sont disposés à un angle aigu par rapport à l'axe central du chalumeau sur la génératrice d'un cône, dont le sommet se situe sur l'axe central du chalumeau près du plan de section d'une buse à rétrécissement, et dont la base est tournée vers le corps principal du chalumeau. Les électrodes peuvent être à la fois des cathodes, ou des anodes, ou des cathodes et des anodes. Le chalumeau de soudage peut être également doté d'un mécanisme de resserrement et de stabilisation supplémentaire d'un jet de plasma. Du gaz est forcé à passer à travers une chambre à l'extrémité du fond de laquelle se trouvent les électrodes et la buse. Des électrodes chauffées par le rayonnement laser provoquent la ionisation du gaz, formant un arc de plasma dans la buse à rétrécissement. Le faisceau laser passant à travers la buse vient sur un point focal et interagit avec l'arc de plasma formé entre les électrodes et une pièce à usiner. L'interaction obtenue entre l'arc de plasma et le faisceau laser forme une décharge de plasma-laser augmentant la densité d'énergie du point de soudage formé sur la pièce à usiner.

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