本发明涉及激光焊接领域，具体是涉及一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置及方法。
背景技术：
1、增材修复基于增材制造技术，以损伤零部件为研究对象，结合三维数字模型，以熔敷材料逐层堆织，从无到有制造三维实体的技术，主要对失效零件以及误加工的零件进行几何形状和力学性能的恢复或提高。与传统的减材制造方法相比，增材制造通常使用金属丝或粉末作为原料，通过集中热源选择性地熔化，逐层增量制造，在随后的冷却中固化形成零件。在激光-电弧复合增材工艺中，引入激光能够使电弧的稳定性大大提升，即使在高速成形过程中，也能保证电弧稳定产生。如中国专利公开号cn116000457b公开的激光同轴诱导多tig电弧多丝快速增材制造方法及制造系统，该方案中采用多热源多丝协同增材的方案，除采用激光同轴诱导外，还引入了多tig电弧，采用激光热源、多tig电弧热源、多根焊丝同轴输出的方式，多个tig电弧热源沿激光热源的周向交替均匀间隔分布，并在至少两个间隔之间各设置一根焊丝，使得每根焊丝均有与之配合的热源，在增材制造时能够提高每根焊丝的送丝速度，实现多热源多丝共熔池快速增材制造，提高焊丝沉积效率，进而能够实现大型复杂结构件增材制造。
2、复杂构件的增材制造过程中多为逐层覆盖材料的制造过程，焊接头(熔覆头)的前端可以尽可能的靠近构件的表面，但是在增材修复领域，针对的现有工件的损伤处，常规焊接头的前端无法近距离接近待修复弓箭的表面。比如在构件的阴角处或狭小空间处出现损伤时，由于中国专利公开号cn116000457b公开的技术方案中激光和焊丝的汇集点固定不可调整，导致无法对待修复工件的受损处直接加热，甚至融化的焊接材料无法直接到达工件的损伤处，即无法满足复杂构件原位修复作业。
3、基于现有技术中存在的缺陷，本专利申请提出了一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置和方法，以针对复杂构件修复作业中，以解决常规焊接头无法对复杂构件的阴角处或狭小空间处直接加热、融化的焊接材料无法直接覆盖受损处的技术问题。
技术实现思路
1、针对上述问题，提供一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置及方法，通过对激光与焊丝的汇集点进行调节，以解决常规焊接头无法对复杂构件的阴角处或狭小空间处直接加热、融化的焊接材料无法直接覆盖受损处的技术问题。
2、为解决现有技术问题，本发明提供一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，包括焊接机器人，焊接机器人上安装有用于将焊丝、激光、电弧以及保护气同轴复合的激光-电弧复合熔覆头；
3、激光-电弧复合熔覆头形成有用于输送焊丝的送丝管，送丝管安装有用于产生电弧的导电块；
4、激光-电弧复合熔覆头还形成有位于送丝管外围供激光束通过的激光通道，该激光通道设置有光路调节机构，光路调节机构将多个激光束在待修复工件表面与焊丝汇集并且调节激光束与焊丝的汇集点位置；
5、激光-电弧复合熔覆头还形成有位于激光通道外围用于输送保护气的气体通道，该气体通道的输出端形成环状气嘴，保护气自该环状气嘴喷出形成锥形的保护气屏障；
6、激光-电弧复合熔覆头还包括有用于调节环状气嘴的喷气口与待修复工件表面之间距离的伸缩调节机构。
7、优选的，光路调节机构至少包括有一个准直镜和一个聚焦镜。
8、优选的，准直镜和聚焦镜均为能够供送丝管穿过的环形透镜。
9、优选的，光路调节机构还包括有用于调节聚焦镜和准直镜之间距离的间距调节机构。
10、优选的，送丝管包括有用于将焊丝呈笔直状态输出的直管状的前端管体。
11、优选的，激光-电弧复合熔覆头具有壳体，该壳体的内壁与前端管体外壁之间形成所述激光通道。
12、优选的，间距调节机构包括至少两个安装在壳体内壁上的调节座，每个调节座均具有一个与矫直镜边缘连接的固定座和一个与聚焦镜边缘连接的活动座，调节座还设置由用于驱动活动座相对于固定座沿前端管体的轴线反向运动的第一驱动器。
13、优选的，壳体包括内壳和外壳，内壳和外壳之间形成所述气体通道，内壳和外壳均具有直筒部，环状气嘴包括内气嘴壳和外气嘴壳，内气嘴壳和外气嘴壳均设有直筒部和锥筒部，内气嘴壳的直筒部与内壳的直筒部活动套设配合，外气嘴壳的直筒部与外壳的直筒部活动套设配合。
14、一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的方法，包括如下步骤：
15、第一步，对待修复工件进行清理并判断损伤类型及损伤程度；
16、第二步，在待修复工件表面粘贴三维扫描标志，对其进行三维扫描建模，针对待修复工件的材料、表面形貌、损伤类型及损伤程度选择焊丝和设置初始工艺参数，同时计算修复路径；
17、第三步，通过控制焊接机器人带动激光-电弧复合熔覆头到达指定位置使得激光-电弧复合熔覆头对准待修复位置；
18、第四步，向气体通道内通入保护气体，通过环状气嘴在待修复位置初形成锥形的保护气屏障；通过送丝管送丝，同时开启激光发生器发出激光束，开启导电块供电引弧，修复工作开始；
19、第五步，通过焊接机器人带动激光-电弧复合熔覆头沿着所述修复路径移动；
20、第六步，根据修复过程中熔池状态判断修复状态，对送丝速率、送气速率、激光功率、电弧电压等工艺参数进行实时调控，直至修复完成，设备停止运行；
21、第七步，对修复后工件进行性能快速检测，符合要求后即可投入使用。
22、本发明相比较于现有技术的有益效果是：通过对激光与焊丝的汇集点进行调节，以解决常规焊接头无法对复杂构件的阴角处或狭小空间处直接加热、融化的焊接材料无法直接覆盖受损处的技术问题。
1.一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，包括焊接机器人(6)，其特征在于，焊接机器人(6)上安装有用于将焊丝(100)、激光(200)、电弧以及保护气(300)同轴复合的激光-电弧复合熔覆头(7)；
2.根据权利要求1所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，光路调节机构至少包括有一个准直镜(703)和一个聚焦镜(704)。
3.根据权利要求2所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，准直镜(703)和聚焦镜(704)均为能够供送丝管(701)穿过的环形透镜。
4.根据权利要求3所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，光路调节机构还包括有用于调节聚焦镜(704)和准直镜(703)之间距离的间距调节机构。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，送丝管(701)包括有用于将焊丝(100)呈笔直状态输出的直管状的前端管体。
6.根据权利要求5所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，激光-电弧复合熔覆头(7)具有壳体，该壳体的内壁与前端管体外壁之间形成所述激光通道。
7.根据权利要求6所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，间距调节机构包括至少两个安装在壳体内壁上的调节座，每个调节座均具有一个与矫直镜边缘连接的固定座(705)和一个与聚焦镜(704)边缘连接的活动座(706)，调节座还设置由用于驱动活动座(706)相对于固定座(705)沿前端管体的轴线反向运动的第一驱动器。
8.根据权利要求6所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，壳体包括内壳(707)和外壳(708)，内壳(707)和外壳(708)之间形成所述气体通道，内壳(707)和外壳(708)均具有直筒部，环状气嘴包括内气嘴壳和外气嘴壳，内气嘴壳和外气嘴壳均设有直筒部和锥筒部，内气嘴壳的直筒部与内壳(707)的直筒部活动套设配合，外气嘴壳的直筒部与外壳(708)的直筒部活动套设配合。
9.一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的方法，应用于如权利要求1-8中任意一项所述的一种面向复杂空间激光-电弧同轴熔丝原位修复的装置，其特征在于，包括如下步骤：
