T型接头焊接方法和焊接系统技术方案

本申请提供一种T型接头焊接方法和焊接系统，T型接头具有腹板和底板，采用激光束与焊枪进行复合焊接，焊接方法包括以下步骤，将待焊接的腹板与底板点焊预固定；调整焊枪和激光束的位置，使得焊枪和激光束位于腹板的同一侧，激光束相比焊枪靠近焊接起点位置，焊枪的焊丝位于腹板侧面与底板的交界处，焊枪的中轴线与底板形成夹角α，激光束的光斑落在腹板侧面，以使得激光束的能量共同作用在腹板和底板上，激光束的光轴与底板形成夹角β，β＜α；驱动激光束与焊枪共同沿第一方向移动，腹板与底板焊接一体。具有焊接效果好，能够实现单侧厚度较厚的板材。较厚的板材。较厚的板材。

【技术实现步骤摘要】
T型接头焊接方法和焊接系统


[0001]本申请属于复合焊
，尤其涉及一种T型接头焊接方法和焊接系统。

技术介绍

[0002]随着船舶、航天航空和车辆等工业向大吨位和大运载能力方向的发展，对厚板结构的焊接技术，特别是厚板T型接头的焊接变形控制、焊接接头性能及焊接效率的要求越来越高。
[0003]相关技术中，采用激光
‑
双电弧双面复合焊接，对厚板T型结构进行焊接，将两把焊枪和两束激光束镜像设置于厚板T型接头的立板两侧，进行同步激光电弧复合焊接。当板材较厚时，如超过15毫米，很难保证立板两侧的两熔池能够熔接在一起，易产生气泡和未焊透现象，影响焊接接头质量，此外，双面焊接对于空间要求要高，激光
‑
双电弧双面复合焊接适用范围较小。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种T型接头焊接方法和焊接系统，以解决现有的厚板T型结构采用复合焊存在焊接质量差、焊接厚度受限、适用范围小的问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种T型接头焊接方法，T型接头具有腹板和底板，采用激光束与焊枪对所述腹板和所述底板沿第一方向进行复合焊接，所述焊接方法包括以下步骤，将待焊接的所述腹板与所述底板点焊预固定；调整所述焊枪和所述激光束的位置，使得所述焊枪和所述激光束位于所述腹板的同一侧，所述激光束相比所述焊枪靠近焊接起点位置，所述焊枪的焊丝位于所述腹板侧面与所述底板的交界处，所述焊枪的中轴线与所述底板形成夹角α，所述激光束的光斑落在所述腹板侧面，以使得所述激光束的能量共同作用在所述腹板和所述底板上，所述激光束的光轴与所述底板形成夹角β，β＜α；驱动所述激光束与所述焊枪共同沿所述第一方向移动，所述腹板与所述底板焊接一体。
[0006]可选的，所述腹板的厚度越厚，所述夹角β越小。
[0007]可选的，所述光斑与所述底板之间的距离为H，根据如下公式（1），设置所述光斑与所述底板之间的距离H，（1），其中，H为所述光斑与所述底板之间的距离，D为腹板厚度， D≥ 6mm。
[0008]可选的，根据如下公式（2），设置所述激光束的光轴与所述底板形成夹角β，（2），
其中，D为腹板厚度，且D≥ 6mm。
[0009]可选的，所述光斑的直径为R，0.4mm≤R≤0.6mm；和/或，所述光斑与所述底板之间的距离H，0.5mm≤H≤2mm；和/或，所述焊枪的中轴线与所述底板形成夹角α为45
°
；和/或，所述激光束的光轴与所述底板形成夹角β，0＜β≤15
°
。
[0010]可选的，在形成焊缝的过程中，所述激光束的聚焦点往复摆动，摆动幅度为L，0＜L≤4mm，和/或，摆动频率为200Hz /s。
[0011]可选的，采用光纤激光器产生所述激光束，所述光纤激光器的波长范围为1000~1100nm，和/或，所述光纤激光器的功率为12000W，和/或，所述光纤激光器的纤芯之间范围为50~400μm。
[0012]可选的，所述腹板两侧均设置有所述焊枪和所述激光束，从所述腹板两侧进行同步激光电弧复合焊接。
[0013]可选的，所述激光束与所述焊枪的焊丝之间的光丝间距为2~6mm。
[0014]第二方面，本申请实施例还提供一种焊接系统，实现上述任意一项所述的T型接头焊接方法的步骤。
[0015]本申请实施例提供的T型接头焊接方法和焊接系统，通过调整焊枪与激光束的位置，焊枪和激光束位于腹板的同一侧，激光束相比焊枪靠近焊接起点位置，焊接过程电弧稳定，激光吸收率高，熔深更深，调整激光束，使得激光束的光斑落在腹板侧面上，激光能量作用在腹板和底板上，在腹板和底板上均形成熔池，激光束的光轴与底板形成的夹角小于焊枪的中轴线与底板形成的夹角，使得激光能量在腹板与底板的连接处，熔深更大，有利于腹板与底板的有效连接，即使是单侧焊接，也能够焊接更厚的板材，如焊接15毫米以上的板材，克服了现有的厚板T型结构采用复合焊存在焊接质量差、焊接厚度受限、适用范围小的问题，具有焊接效果好，能够实现单侧厚度较厚的板材。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
[0018]图1为本申请实施例提供的T型接头焊接方法的流程图。
[0019]图2为本申请实施例提供的焊接系统的示意图。
[0020]图3为本申请实施例提供的T型接头单侧焊接的示意图。
[0021]图4为本申请实施例提供的T型接头单侧焊接的效果图。
[0022]图5为本申请实施例提供的激光束的光轴与底板之间的夹角和腹板厚度的线性关系图。
[0023]图6为本申请实施例提供的光斑与底板之间的距离和腹板厚度的线性关系图。
[0024]图7为本申请实施例提供的T型接头双侧焊接的示意图。
[0025]图8为本申请实施例提供的T型接头双侧焊接的效果图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0027]本申请实施例提供一种T型接头焊接方法和焊接系统，以解决现有的厚板T型结构采用复合焊存在焊接质量差、焊接厚度受限、适用范围小的问题。以下将结合附图对进行说明。
[0028]参见图2所示，图2为本申请实施例提供的焊接系统的示意图。
[0029]本申请实施例提供的焊接系统，用于实现T型接头焊接，T性接头具有腹板11和底板12焊接系统包括激光焊接设备和电弧焊接设备。
[0030]激光焊接设备包括激光器、焊接头和驱动机构，激光器可以为光纤激光器，如连续激光器，连续通过光纤与焊接头连接，驱动机构与焊接头连接，驱动焊接头沿焊接方向移动。
[0031]电弧焊接设备包括焊枪2，焊丝通过焊枪和导电嘴送入腹板11的侧面与底板12的交界处并引燃焊弧，焊枪沿焊接方向移动。
[0032]焊接作业时，焊枪2和激光束位于腹板11的同一侧，激光束3相比焊枪2靠近焊接起点，激光束3投影至底板12上的位置与焊枪2的焊丝位于底板12上的位置间隔一定距离，对于同一位置，焊丝作用于该位置的时刻早于激光束3作用于该位置的时刻，焊接过程中电弧稳定，电弧先把焊接材料熔化，熔化后的焊接材料的激光吸收率更高，从而形成的熔深更深，调整焊枪与待焊接的腹板与底板之间的距离，焊丝位于腹板11侧面与底板12的交界处，调整焊枪的角度，使得焊枪2的中轴线与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T型接头焊接方法，T型接头具有腹板和底板，其特征在于，采用激光束与焊枪对所述腹板和所述底板沿第一方向进行复合焊接，所述焊接方法包括以下步骤：将待焊接的所述腹板与所述底板点焊预固定；调整所述焊枪和所述激光束的位置，使得所述焊枪和所述激光束位于所述腹板的同一侧，所述激光束相比所述焊枪靠近焊接起点位置，所述焊枪的焊丝位于所述腹板侧面与所述底板的交界处，所述焊枪的中轴线与所述底板形成夹角α，所述激光束的光斑落在所述腹板侧面，以使得所述激光束的能量共同作用在所述腹板和所述底板上；驱动所述激光束与所述焊枪共同沿所述第一方向移动，所述腹板与所述底板焊接一体。2.根据权利要求1所述的T型接头焊接方法，其特征在于，所述腹板的厚度越厚，所述激光束的光轴与所述底板形成夹角β越小。3.根据权利要求1所述的T型接头焊接方法，其特征在于，所述光斑与所述底板之间的距离为H，根据如下公式（1），设置所述光斑与所述底板之间的距离H，（1），其中，H为所述光斑与所述底板之间的距离，D为腹板厚度，D≥6mm。4.根据权利要求1所述的T型接头焊接方法，其特征在于，根据如下公式（2），设置所述激光束的光轴与所述底板形成夹角β，（2），其中，D为腹板厚度，且D≥ 6mm。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高辉，张衍，何乐乐，施建宏，刘晓旭，闫大鹏，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：