高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法，该方法具体步骤如下：第一步：将高强钢待焊接头加工成Ｉ型坡口，接头形式为对接接头；第二步：装配待焊接头，并控制接头装配间隙不大于0.1δ；第三步：根据待焊高强钢材料选择焊丝，并对焊件与焊丝进行除油、酸洗、烘干、喷砂等焊前处理；第四步：布置激光、MIG热源：激光束从MIG前方1～3mm垂直入射，焊丝通过MIG枪嘴以与水平面呈30°～60°的角度送入工件上表面；第五步：进行激光束与MIG复合焊接，起始阶段激光与电弧的维持时间在0～0.5s。该方法提高焊接熔深，适应更广的装配条件，改善焊接质量，获得良好焊接性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法，该方法具体步骤如下：第一步：将高强钢待焊接头加工成Ｉ型坡口，接头形式为对接接头；第二步：装配待焊接头，并控制接头装配间隙不大于0.1δ；第三步：根据待焊高强钢材料选择焊丝，并对焊件与焊丝进行除油、酸洗、烘干、喷砂等焊前处理；第四步：布置激光、MIG热源：激光束从MIG前方1～3mm垂直入射，焊丝通过MIG枪嘴以与水平面呈30°～60°的角度送入工件上表面；第五步：进行激光束与MIG复合焊接，起始阶段激光与电弧的维持时间在0～0.5s。该方法提高焊接熔深，适应更广的装配条件，改善焊接质量，获得良好焊接性能。【专利说明】高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法
本专利技术属于激光焊接
，涉及一种高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法。
技术介绍
高强钢是目前压力容器、桥梁、船舶、航天航空等领域广范应用的金属材料之一，其强度高、塑性、韧性也较好。由于高强钢合金元素多、含碳量高、淬硬倾向大，决定了其焊接时应采用热量集中的焊接方法。激光焊接由于具有高能量密度、高效率、高精度、适应性强等优点，十分适用于高强钢的焊接。激光焊接技术中的激光-MIG复合焊技术更是将激光焊与MIG焊的优点有机结合，既可以降低对焊接件装配精度的要求，又可以弥补MIG焊存在的焊速慢、效率低、变形大等不足。因此激光-MIG复合焊接方法对高强钢焊接具有显著优势。高强钢在激光一 MIG复合焊接过程中，由于高强钢合金元素多、碳量高、淬硬倾向大，焊缝凝固结晶温度区间大，偏析倾向大，具有很大的裂纹敏感性，目前，相关高强钢的激光一 MIG复合焊接工艺研究及应用的报道还不多见。
技术实现思路
本专利技术的技术方案是提供一种高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法，解决了高强钢焊接激光焊装配条件要求高、MIG焊效率低、焊缝易出裂纹、单纯使用激光焊接厚度不足等缺点，该方法实现在不增加YAG激光功率的条件下，提高焊接熔深，适应更广的装配条件，改善焊接质量，获得良好焊接性能。为实现上述目的，本专利技术所述的高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法采用以下技术方案:该方法具体步骤如下:第一步:将高强钢待焊接头加工成I型坡口，接头形式为对接接头；第二步:装配待焊接头，并控制接头装配间隙不大于(X1S;第三步:根据待焊高强钢材料的牌号选择对应的焊丝，并对焊件与焊丝进行除油、酸洗、烘干、喷砂等焊前处理；第四步:布置激光、MIG热源:将MIG焊枪通过螺钉与激光头连接，MIG枪与激光头保持15mm?20mm，激光束和MIG枪之间的距离通过距离微调的机械机构进行调节，送丝角度通过角度调整机构调节，使激光束从MIG前方I?3_垂直入射，焊丝通过MIG枪嘴以与水平面呈30°?60°的角度送入工件上表面；第五步:进行激光束与MIG复合焊接，起始阶段激光与电弧的维持时间在O?0.5s0优选地，所述焊丝采用免清理的光亮焊丝。优选地，所述激光、MIG两热源共同形成I个共同的熔池，焊丝通过MIG枪嘴送入熔池上表面,形成短路过渡。优选地，所用激光输出功率为1.0?4.0kW，激光离焦量为-1?0mm，焊接速度500?1200mm/min, MIG电源输出电流45?100A,送丝速度60?120ipm。优选地，所述MIG的枪气使用纯度为99.99%氩气作为保护气体，MIG枪气15?25L/min,可焊高强钢厚度为2?10mm。本专利技术的高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法的有益效果为:充分发挥了激光焊和MIG焊的优点，应用于高强钢的焊接中，解决了高强钢焊接激光焊装配条件要求高、MIG焊效率低、焊缝易出裂纹、单纯使用激光焊接厚度不足等缺点。在不降低焊接效率的前提下，降低了对装配条件要求。具有焊接熔深大，焊接速度快、工件变形小，装配要求低、熔池搭桥能力强，焊接质量高，焊缝性能好，易于实现自动焊等特点。采用本专利技术的焊接方法，可以不用开坡口，利用4kW激光和小电弧复合焊接，可以适应更大的装配条件，可实现2mm?IOmm母材一次焊透；接头强度系数达0.9以上。【专利附图】【附图说明】图1为I型对接接头示意图；图2为高强钢激光一 MIG复合焊接示意图。【具体实施方式】现以较佳的可行实施例并配合附图详细说明如下:本专利技术所述的高强钢对接接头激光-MIG电弧复合焊接方法，所用激光输出功率为(1.0?4.0)kW，焊接速度(500?1200)mm/min，送丝速度(60?120)ipm，激光离焦量为(-1?O) mm ；MIG枪气使用纯度为99.99%氩气作为保护气体，MIG枪气(15?25) L/min，可焊高强钢厚度为(2?10)mm，MIG电源输出电流(45?100) A ;该方法具体步骤如下:第一步:高强钢待焊接头4加工成I型坡口 5，接头形式为对接接头；第二步:装配待焊接头，并控制接头装配间隙不大于(X1S ( δ为接头厚度)；第三步:根据待焊高强钢材料成分选择焊丝3，并对焊件与焊丝进行除油、酸洗、烘干、喷砂等焊前处理，焊丝也可以采用免清理的光亮焊丝；第四步:布置激光1、MIG2热源:激光束从MIG前方(I?3) mm垂直入射，焊丝通过MIG枪嘴以与水平面呈30°?60°的角度送入工件上表面；确保两热源共同形成I个共同的熔池，焊丝通过MIG枪嘴送入熔池上表面，形成短路过渡；第五步:采用大功率激光与小功率的MIG复合焊接，选用(0.5?1.2)m/min的焊接速度，选择激光离焦量为(-1?O) mm，起始阶段激光与电弧的维持时间在(O?0.5) S。试验所用的激光器为德国TRUMFP公司生产的HL4006D型Nd: YAG固体激光器，额定功率4kW，输出波长为1.06 μ m的连续波激光，采用焦距为150mm的聚焦透镜；MIG焊设备采用美国LINCOLN Power Wave455M电源及德国Binzel APD MF II送丝机。实施例1:I) 30CrMnSi材料2mm厚结构平板对接焊具体步骤为:第一步:高强钢待焊接头加工成I型坡口，接头形式为对接接头；第二步:装配待焊接头，并控制接头装配间隙不大于0.! δ ;第三步:选择焊丝直径为1.6mm的焊丝，并对焊件与焊丝进行除油、酸洗、烘干、喷砂等焊前处理，焊丝也可以采用免清理的光亮焊丝；第四步:布置激光、MIG热源:激光束从MIG前方2mm垂直入射，焊丝通过MIG枪嘴以与水平面呈30°的角度送入工件上表面；确保两热源共同形成I个共同的熔池，焊丝通过MIG枪嘴送入熔池上表面，形成短路过渡；第五步:采用大功率激光与小功率的MIG复合焊接,选用0.8m/min的焊接速度,选择激光离焦量为Omm,起始阶段激光与电弧的维持时间在0.2s。所述激光功率为l.0kW，MIG电流为45A，保护气体为99.99%的氩气，MIG枪气15L/min。利用上述激光-MIG复合焊接方法得到的钛合金平板对接焊缝，成形良好，波纹均匀，气体保护良好，焊缝截面形状具有典型的激光一 MIG复合焊缝特征，熔深可达2_，焊缝内部无裂纹、未焊透及未熔合等缺陷，无可见夹杂物，无气孔。接头强度系数达0.95。实施例2:2) 30CrMnSi材料5mm厚结构平板对接焊具体步骤为:第一步:高强钢待焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强钢对接接头激光?MIG电弧复合焊接方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：第一步：将高强钢待焊接头加工成Ｉ型坡口，接头形式为对接接头；第二步：装配待焊接头，并控制接头装配间隙不大于0.1δ；第三步：根据待焊高强钢材料选择对应焊丝，并对焊件与焊丝进行除油、酸洗、烘干、喷砂等焊前处理；第四步：布置激光、MIG热源：将MIG焊枪通过螺钉与激光头连接，MIG枪与激光头保持15mm～20mm，调节激光束和MIG枪之间的距离，调节送丝角度，使激光束从MIG前方1～3mm垂直入射，焊丝通过MIG枪嘴以与水平面呈30°～60°的角度送入工件上表面；第五步：进行激光束与MIG复合焊接，起始阶段激光与电弧的维持时间在0～0.5s。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王志敏，蒋海涛，陈久友，姚为，汪永阳，张铁军，李宏伟，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：