【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中厚板t型接头焊接，特别是涉及一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置及方法。
技术介绍
1、低电阻率金属材料(低电阻率材料是指电阻率不超过5.0×10-7ω.m的材料，如铝和铜等)热导率高散热快，对焊接要求较高，特别是在大型构件中厚板的焊接中，低热输入易导致焊缝处产生大量气孔和接头未熔合等缺陷；高热输入则会导致接头热裂纹及软化区扩大等问题，从而严重影响接头的力学性能。
2、mig焊接在焊接中厚板低电阻率金属材料(如：铝合金、铜合金)时焊接线能量相对tig焊小，焊接速度快，对于焊缝及热影响区组织有利，适合低电阻率金属材料中厚板的焊接；但是mig焊容易产生气孔，存在着焊接飞溅、焊接过程稳定性较差、焊缝成形及接头性能可控性差的问题。
3、冷金属过渡技术(coldmetaltransfer，简称cmt)是fronius公司基于短路过渡的原理在mig/mag焊基础上开发的一种新型的数字化焊接方法。与传统mig/mag焊通过增大电流来增加电磁力促使熔滴过渡的方式不同，该技术采用焊丝回抽辅助熔滴过渡的方法，实现了“零”电流状态下的熔滴短路过渡，能够有效降低焊接热输入，是一种稳定无飞溅的焊接过程。通过调节电流的大小和焊丝的机械运动，来控制熔滴的短路过渡过程，实现了整个焊接过程的精确可控，消除了飞溅的产生，从而可以得到良好的焊缝成形。由于cmt焊接具有高焊丝熔化率、无飞溅和低热输入的特点，能有效地提升金属间隙的搭桥能力。
4、在低电阻率金属材料中厚板焊接的时，为增大cmt焊丝的熔化填充效率，当增加
5、在进行激光-cmt复合焊接工艺时，由于cmt过渡形式不同于普通的mig/mag焊，为短路过渡，因此当激光与cmt焊枪的焊丝距离较近时，焊丝熔化的熔滴距离匙孔很近，极易冲击匙孔，产生气孔等焊接缺陷；当激光与cmt焊枪的焊丝距离较远时，当焊丝回抽，而电弧能量较小时，激光与电弧完全分离，甚至失去复合效果。激光与cmt焊枪的焊丝距离对焊缝质量产生较大的影响，因此亟需一种低电阻率金属中厚板t型接头双侧焊接装置及方法来解决。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置及方法，以解决上述问题，达到实现低电阻率金属材料中厚板t型接头一次性穿透焊接，提高焊缝组织及力学性能的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置，包括沿焊接方向对称设置的cmt焊枪、激光束二、激光束一、tig焊枪、送丝管和焊丝，所述焊丝位于所述送丝管内部，筋板任意一侧设有导热部，所述导热部位于所述激光束一和tig焊枪之间，所述cmt焊枪、所述tig焊枪、所述焊丝和基板均电性连接有电源部。
3、优选的，所述导热部包括激光束三，所述激光束三位于筋板一侧，所述激光束三位于所述激光束一和tig焊枪之间。
4、优选的，所述电源部包括cmt电源、tig电源和热丝电源，所述cmt电源正极和cmt焊枪电性连接，所述cmt电源负极和基板电性连接，所述tig电源正极和基板电性连接，所述tig电源负极和所述tig焊枪电性连接，所述热丝电源正极和所述焊丝电性连接，所述热丝电源负极和所述tig焊枪电性连接。
5、一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接方法，基于一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置，包括以下步骤：
6、步骤一：对基板和筋板进行表面处理，去除基板和筋板表面杂质；
7、步骤二：在筋板底部两侧开设坡口；
8、步骤三：将基板和筋板摆放成t型接头结构，并用焊接夹具进行固定，保证基板和筋板之间留有间隙；
9、步骤四：沿焊接方向依次布置所述cmt焊枪、所述激光束二、所述激光束一、所述tig焊枪、所述送丝管和所述焊丝以及导热部；
10、步骤五：调整所述cmt焊枪、所述激光束二、所述激光束一、所述tig焊枪、所述送丝管和所述焊丝对称布置且间距为0mm；
11、步骤六：将所述cmt焊枪、所述tig焊枪、所述焊丝和基板与所述电源部进行连接；
12、步骤七：通过夹具及同步摆动装置将所述cmt焊枪、所述激光束二、所述激光束一、所述tig焊枪和所述焊丝以及导热部进行连接，同时令自动焊接机器人连接所述夹具及同步摆动装置，摆动方向为沿t型接头两侧垂直于焊接方向；
13、步骤八：开始焊接，依次启动所述激光束二、所述激光束一、所述导热部、所述tig焊枪、所述cmt焊枪、自动焊接机器人、所述夹具及同步摆动装置，实现中厚板t型接头激光—电弧双侧一次性穿透焊接。
14、优选的，所述筋板底部与所述基板设有间隙，所述间隙为0.01-2mm。
15、优选的，筋板底部两侧设有坡口，所述坡口为k型坡口或者半u型坡口。
16、本专利技术具有如下技术效果：
17、1.焊丝连接热丝电源的正极，tig焊枪连接热丝电源的负极(焊丝、tig焊枪之间产生熔丝电弧)；tig焊枪连接tig电源的负极，基板连接tig电源的正极(基板、tig焊枪之间产生电弧，其作用是熔化基板，同时熔化焊丝，t型接头两侧的tig焊枪与激光束三(仅布置在t型接头一侧即仅有一束激光，能量较小仅形成热导焊熔池)的距离较近可形成稳定的复合效果。这样布置的优势：两个tig电弧与一个激光热源(激光束三)形成三个热源的相互耦合作用，进而形成一个双面贯通的熔池，而且激光束三不形成匙孔型熔池(激光束三布置于t型接头的一侧不但简化了激光热源的数量，而且降低了对基板的热输入)，不但减低了焊缝气孔率而且提高了电弧稳定性，进而提高了作用于基板的焊接速度，提高了焊接效率。t型接头每一侧的焊丝都是由两个电弧熔化，这样提高了焊丝熔化填充的效率，结合三个热源的相互耦合作用，可在后方的激光束一、激光束二到来之前实现“较大填充量的打底焊接”(激光束三与激光束一之间的距离较大)。而后方的激光束一、激光束二、cmt焊枪进行“填充焊接”，实现双面一次性穿透焊接成型，并且整体装置操作简单，焊接快速。
18、2.沿焊接方向激光束一(能量较大，形成匙孔型熔池)，激光束二(能量较小，作为热补偿辅助热源，不形成匙孔)、cmt焊枪的排布顺序为：激光束一、激光束二、cmt焊枪(作用：cmt焊枪生成的熔滴可实现t型接头两侧外部的填充，避免因激光熔化而造成的t型接头两侧外部焊缝出现的咬边、严重内凹的问题；焊丝向前送进或者焊丝回抽时，小能量的激光束二(不形成匙孔)与焊丝的光丝间距较近均能起到吸引压缩电弧的复合作用，提高了电弧稳定性及熔滴过渡的稳定性及熔滴过渡效率；焊丝向前送进或者焊丝回抽时，焊丝距离大能量的激光束一形成的匙孔较远，不会对大能量的激光束形成的匙孔造成冲击，提高匙孔的稳定性，降低了焊缝气孔率，与常规的激光-cmt复合焊接有明显区别。
19、3.t型接头两侧的焊丝、tig焊枪、激光束一、激本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接装置，其特征在于：包括沿焊接方向对称设置的CMT焊枪(2)、激光束二(3)、激光束一(4)、TIG焊枪(6)、送丝管(8)和焊丝(9)，所述焊丝(9)位于所述送丝管(8)内部，筋板(13)任意一侧设有导热部，所述导热部位于所述激光束一(4)和TIG焊枪(6)之间，所述CMT焊枪(2)、所述TIG焊枪(6)、所述焊丝(9)和基板(12)均电性连接有电源部。
2.根据权利要求1所述一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接装置，其特征在于：所述导热部包括激光束三(14)，所述激光束三(14)位于筋板(13)一侧，所述激光束三(14)位于所述激光束一(4)和TIG焊枪(6)之间。
3.根据权利要求1所述一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接装置，其特征在于：所述电源部包括CMT电源(1)、TIG电源(5)和热丝电源(7)，所述CMT电源(1)正极和CMT焊枪(2)电性连接，所述CMT电源(1)负极和基板(12)电性连接，所述TIG电源(5)正极和基板(12)电性连接，所述TIG电源(5)负极和所述TIG焊枪(6)电性连接，所述热丝电源(
4.一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接方法，基于权利要求1-3任一项所述一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接装置，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接方法，其特征在于：所述筋板(13)底部与所述基板(12)设有间隙，所述间隙为0.01-2mm。
6.根据权利要求4所述一种低电阻率中厚板T型接头双侧焊接方法，其特征在于：筋板(13)底部两侧设有坡口，所述坡口为K型坡口或者半U型坡口。
...【技术特征摘要】
1.一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置，其特征在于：包括沿焊接方向对称设置的cmt焊枪(2)、激光束二(3)、激光束一(4)、tig焊枪(6)、送丝管(8)和焊丝(9)，所述焊丝(9)位于所述送丝管(8)内部，筋板(13)任意一侧设有导热部，所述导热部位于所述激光束一(4)和tig焊枪(6)之间，所述cmt焊枪(2)、所述tig焊枪(6)、所述焊丝(9)和基板(12)均电性连接有电源部。
2.根据权利要求1所述一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置，其特征在于：所述导热部包括激光束三(14)，所述激光束三(14)位于筋板(13)一侧，所述激光束三(14)位于所述激光束一(4)和tig焊枪(6)之间。
3.根据权利要求1所述一种低电阻率中厚板t型接头双侧焊接装置，其特征在于：所述电源部包括cmt电源(1)、tig电源(5)和热丝电源(7)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭进，蒋正权，王星星，许红巧，陈志宏，夏鸿博，马运五，施建军，杨志斌，苏轩，张震，原志鹏，凌自成，殷硕，倪增磊，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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