厚板T型接头双面激光电弧复合焊接方法技术

厚板T型接头双面激光电弧复合焊接方法，属于激光电弧复合焊接领域。它解决了厚板T型接头的焊接方法中存在的焊接效率低的问题。它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，所述激光电弧复合焊接的过程中：将焊枪靠近厚板T型接头的待焊接部位进行电弧焊接，使激光束的光轴和所述焊枪的中轴线位于同一平面内，并且均与厚板T型接头的面板形成10°～50°的夹角α，该激光束的光轴和该焊枪的中轴线之间形成25°～45°的夹角β，并且该激光束在待焊接部位上的入射点和该焊枪的焊丝末端之间的间距D为2mm～6mm。本发明专利技术作为一种激光电弧复合焊接方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种厚板T型接头双面激光电弧复合焊接方法，属于激光电弧复合焊 接领域。
技术介绍
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。对于厚板T型接头的焊接，目前一般采用如下方式实施1、手工电弧焊它采用 CO2气体保护焊和埋弧焊从接头两侧顺序施焊，这种方法存在的缺陷是焊缝坡口较大，焊 缝的熔覆金属多，焊接工作量大，并且焊接时，需要焊前预热、碳弧气刨清根、刨槽、打磨及 焊后热处理、焊后矫正等，工序多，造成工人劳动强度大，并且焊接变形和应力大，焊接效率 低，焊接质量受到影响；2、双面双弧焊接方法如中国专利《双面双弧焊焊接方法》，公开号 为CN1603045，公开日为2005. 04. 06，公开的焊接方法相对于手工电弧焊简化了焊接工序， 但对存在的焊缝坡口较大、焊缝的熔覆金属多的问题并未得到解决，同时它还存在电弧熔 深较小、焊接速度慢及厚板焊接时需要多层多道焊的问题，依然存在焊接工作量大、应力变 形不易控制及焊接效率低的问题。上述两种电弧焊接方法在厚板T型接头的焊接中，由于存在的上述缺陷使其难以 满足现代工业对焊接质量及焊接效率的要求。激光焊接由于具有高能量密度、低热输入量、 高焊接速度、大深宽比、焊缝热影响区窄及焊接变形小等优点，而越来越多的应用于厚板T 型接头的焊接。现有针对T型接头的激光焊接方法为1、采用单激光束从T型接头的面板处进行 穿透焊接或者利用单激光束与两个电弧分别从面板与接头两侧同步焊接，如中国专利《T 型接头的激光-双电弧双面复合焊接方法》，公开号为CN101306492，公开日为2008. 11. 19， 它公开的焊接方法对于薄板T型接头可行，采用这种方法进行厚板T型接头的焊接时，无法 形成穿透焊接；2、采用单激光束或双激光束填丝或填粉焊接技术，从T型接头两侧顺序施 焊，这种方法焊接效率低，对送丝或送粉的指向性和焊接工艺要求严格，焊接过程不稳定； 而且焊接热源不对称，应力变形不易控制；3、采用双光束激光分别从T型接头两侧同步焊 接，如中国专利《T型接头双光束激光同步焊接方法及装置》，公开号为CN1586787，公开日为2005. 03. 02，所公开的内容；或者激光-电弧两侧同步焊接，如中国专利《用于T型接头 激光_电弧两侧同步焊接装置》，公开号为CN201380364，公开日为2010. 01. 13，所公开的 焊接装置，它虽然解决了焊接热源不对称问题，但是送粉工艺要求严格，激光形成的熔池较 小，熔覆金属量较少。总之，现有的激光焊接方法在薄板T型接头焊接方面具有独特的优 势，但在厚板焊接方面都不同程度地存在无法形成穿透焊接，送丝或送粉工艺要求极为严 格，焊接效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决厚板T型接头的焊接方法中存在的焊接效率低的问题， 提供一种厚板T型接头双面激光电弧复合焊接方法。本专利技术方法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，所述激光电弧复合焊接的过程中将焊枪靠近厚板T型接头的待焊接部位进行电弧焊接，使激光束的光轴和所述焊 枪的中轴线位于同一平面内，并且均与厚板T型接头的面板形成10° 50°的夹角α，该 激光束的光轴和该焊枪的中轴线之间形成25° 45°的夹角β，并且该激光束在待焊接 部位上的入射点和该焊枪的焊丝末端之间的间距D为2mm 6mm。本专利技术的优点是本专利技术针对船舶、航天航空和车辆等工业中广泛应用的厚板T 型接头，采用双面激光-电弧复合焊接技术，解决了目前厚板T型接头的焊接方法中存在的 焊接工序多、焊接工作量大、应力变形不易控制、焊接质量差及焊接效率低的问题。本专利技术方法在厚板T型接头的立板两侧的复合热源共同作用于一个熔池，使熔池 流动更加充分，减少了焊接缺陷，焊缝成分均勻，增加了熔合面积，提高了焊接接头的性能。 在厚板T型接头的立板两侧对称施焊，焊缝同时冷却收缩，有利于应力和变形的控制，提高 了焊接质量。本专利技术方法减少了碳弧气刨清根，刨槽，打磨等工序，缩短了工作周期，提高了 焊接效率。传统电弧焊接的速度一般为0. 12m/min 0. 25m/min，本专利技术方法复合焊接的速 度一般在1. Om/min 2. Ocm/min之间，焊接速度提高了 4倍以上，在较低的线能量情况下 一次焊接的熔深可达15mm左右，极大的提高了焊接效率。附图说明图1为本专利技术的焊接方法中，待焊接厚板T型接头与焊枪以及激光束之间的位置 关系示意图，图中标记4所示为焊缝；图2为厚板T型接头的K型坡口的结构示意图；图3为实施方式六中所述进行打底焊后的厚板T型接头的焊缝形貌示意图；图4为实施方式六中所述进行打底焊和填充焊后的厚板T型接头的焊缝形貌示意 图；图5为采用传统电弧多层多道焊接方法焊接后的厚板T型接头的焊缝形貌示意 图；图6为采用单激光束焊接后的厚板T型接头的焊缝形貌示意图；图7为采用激光_双TIG电弧双面复合焊接方法焊接后的厚板T型接头的焊缝形 貌示意图；图8为采用单激光束顺序施焊方法焊接后的厚板T型接头的焊缝形貌示意图；图9为采用激光_电弧两侧同步焊接方法焊接后的厚板T型接头的焊缝形貌示意 图；图10为采用本专利技术焊接方法焊接后的厚板T型接头的焊缝形貌示意图。 具体实施例方式具体实施方式一结合图1说明本实施方式，本实施方式将两把焊枪2和两束激光束1镜像设置于厚板T型接头的立板32两侧，进行同步激光电弧复合焊接，所述激光电弧 复合焊接的过程中将焊枪2靠近厚板T型接头的待焊接部位进行电弧焊接，使激光束1的光轴和所 述焊枪2的中轴线位于同一平面内，并且均与厚板T型接头的面板31形成10° 50°的 夹角α，该激光束1的光轴和该焊枪2的中轴线之间形成25° 45°的夹角β，并且该激 光束1在待焊接部位上的入射点和该焊枪2的焊丝末端之间的间距D为2mm 6mm。所述激光束1垂直于厚板T型接头的面板31横向面法向，实施焊接，所述焊接沿 厚板T型接头的面板31横向面法向进行。本实施方式所述的焊接方法涉及到两束激光和两把焊枪2，其中一束激光和一把 焊枪2在厚板T型接头的一侧实现激光_电弧复合焊接，同时，在厚板T型接头的另一侧由 另一束激光和另一把焊枪2同步实现激光-电弧复合焊接，由此，实现了在厚板T型接头的 两侧同步焊接。将厚板T型接头的T型上面板作为面板31，将厚板T型接头的另一面板作 为立板32。具体实施方式二 结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一 步说明，所述夹角α为45° ；所述夹角β为30°，所述间距D为3mm 4mm。其它与实施 方式一相同。在焊接技术中，一般将厚度小于4mm的板材称为薄板，厚度在4mm 12mm之间的 板材称为中厚板，厚度大于12mm的板材称为厚板。本实施方式特别适合于立板32和面板 31厚度均在12mm 15mm之间的T型接头的焊接，满足此厚度要求的厚板T型接头在焊接 进行前，立板32上不必开坡口。将面板31上与立板32相接的表面作为xy平面，立板32 上与面板31垂直的方向作为ζ轴方向，则激光束1的中轴线和焊枪2的中轴线与xy平面 呈45°夹角。所述激光束1垂直于厚板本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种厚板Ｔ型接头双面激光电弧复合焊接方法，其特征在于：它将两把焊枪（２）和两束激光束（１）镜像设置于厚板Ｔ型接头的立板（３２）两侧，进行同步激光电弧复合焊接，所述激光电弧复合焊接的过程中：将焊枪（２）靠近厚板Ｔ型接头的待焊接部位进行电弧焊接，使激光束（１）的光轴和所述焊枪（２）的中轴线位于同一平面内，并且均与厚板Ｔ型接头的面板（３１）形成１０°～５０°的夹角α，该激光束（１）的光轴和该焊枪（２）的中轴线之间形成２５°～４５°的夹角β，并且该激光束（１）在待焊接部位上的入射点和该焊枪（２）的焊丝末端之间的间距Ｄ为２ｍｍ～６ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦宾，冯杰才，李俐群，雷正龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93