一种T型接头双侧激光-InFocus电弧复合焊接方法，它涉及一种焊接方法。本发明专利技术的方法为：一、待焊接部位加工，夹具固定；二、保持InFocus焊枪与T型接头面板纵向面之间的夹角α为30°～45°，与T型底板的夹角β为30°；三、设定两侧激光功率均为1000W～3000W；两侧电弧电流均为200A～900A；电弧焊枪气体流量为15L/min～30L/min，焊接速度为1.0m/min～5.0m/min；四、实施焊接。相对于传统的TIG电弧400A的峰值，电流作用力和能量密度较大，可实现匙孔焊接，熔深大，焊接速度快，提高了焊接效率，在焊接中厚板时，可通过增大焊接电流，降低激光功率，使焊接成本降低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法，属于材料加工工程领域。
技术介绍
T型结构在船舶、航天航空和车辆等工业应用广泛，随着船舶、航天航空和车辆向大吨位和大运载能力的发展，对厚板T型结构的需求越来越多，因此，提高厚板T型接头的焊接效率和焊接质量具有十分重要的意义。目前对于T型接头，广泛采用的焊接工艺都是先将一面焊缝焊好后，用碳弧气刨在其另一面作清根工作或刨出坡口，再焊接另外一面焊缝的方法。其缺点是焊接效率低、焊接周期长，焊接变形大，单侧依次顺序双面焊焊接第一道焊缝后，立板容易弯曲及向焊缝倾斜；此外第一道焊缝的微小缺陷将导致第二道焊缝出现焊接过程不稳定，出现气孔和裂纹；τ型接头在焊接区域的传导方式是三维的，与平面相比，冷却速度更快且存在差异，裂纹倾向性更大，因此传统的T型接头焊接质量也受到很大影响，满足不了重要结构件的质量要求。美国的EWI等研宄机构利用两台激光器提供双光束，虽然解决了焊接热源不对称问题，实现了 T型接头的激光同步焊接，并成功用于飞机带筋壁板的焊接，但设备复杂，成本极高限制了其应用，而且激光形成的熔池较小，熔覆金属粉量较少，焊接效率低。将一台高功率激光器分成两束形成的双光束，可以克服一些困难，但受分光镜及空间限制，调焦装配困难，对位置精度要求高，所需激光器总功率在4000W(CO2Laser)以上，成本也难以控制。专利201110006606米用双面激光-电弧复合焊接技术，开发一种两束激光和两电弧焊枪分别在接头两侧形成激光-电弧复合并同步进行焊接的方法，这种方法虽然简化了焊接工序，也有良好的焊接效果，但是由于电弧焊熔深较小，焊缝熔深主要由激光产生，因此激光功率的大小显著影响了能焊透板的厚度，在焊接中厚板时，采用两侧同步InFocus焊接方法难以一次焊透，而采用激光同步焊接或激光-电弧复合并同步进行焊接需要的激光器功率较大，为了进一步降低焊接成本，本专利技术提出一种T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法。
技术实现思路
本专利技术旨在针对中厚板T型接头激光-电弧复合同步焊接中，电弧熔深小，激光功率要求大，成本高等问题存在的问题，提出一种T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法。本专利技术的一种T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法，它是按照以下步骤进行的:步骤一:将工件的待焊接部位加工成坡口或不进行处理，焊接前，对双面对称焊接坡口及其两侧表面30mm范围内表面进行打磨，然后用丙酮清洗坡口及坡口两侧表面；步骤二:将工件固定在夹具上待焊；步骤三:保持激光束和电弧与T型接头面板纵向面之间的夹角均为α，α为10°?45°，激光束与电弧之间的夹角β为30°?45°，调整阴极端点与激光焦平面的距离至2?3_，两热源作用点相距I?2_ ；步骤四:设定工艺参数，两侧激光功率均为1000W?3000W;两侧电弧电流均为200Α?900Α ；电弧焊枪气体流量为15L/min?30L/min，焊接速度为1.0m/min?5.0m/min ；步骤五:打开激光焊机和电弧电源，启动双面激光-电弧复合焊接的控制系统，实施焊接。InFocus技术是一种利用特殊材料设计制成的阴极，并且对阴极充分冷却，使电弧高度聚集于电极尖端，极大的提高了能量密度，电弧稳定性和电弧压力。InFocus技术具有传统的TIG焊的优点，尤其在于:(1)低投入，相比等离子弧焊、激光焊接，其设备成本大幅降低；(2)对装配要求低；(3)应用广泛，可适用于各种材料焊接，焊接参数可识别性好；(3)焊接烟尘小，飞溅小；(4)保护需求与TIG —致；(5)加工稳定性和可重复性好；InFocus电弧受到机械压缩并优化了阴极冷却设计，这种新的InFocus技术解决了之前传统TIG电弧加工中的一些局限。使其具有一下优点:(1)电弧能量高度集中，能量利用率提高，电流峰值高达1000A，焊接效果类似激光匙孔焊接，焊接熔深显著增加，深宽比加大显著提高了生产效率；(2)电弧等离子体体积减小，气体保护效果更好；(3)无磁偏吹(4) InFocus焊枪设计科学，经久耐用，耗材更换简单，且更易实现机械化和自动化。基于此，本专利技术提出一种T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法。本专利技术包含以下有益效果:T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法主要有以下几个优点:(I) InFocus电弧电流峰值可以高达1000A，相对于传统的TIG电弧400A的峰值，电流作用力和能量密度较大，可实现匙孔焊接，熔深大，焊接速度快，极大的提高了焊接效率，在焊接中厚板时，可通过增大焊接电流，降低激光功率，使焊接成本降低；(2)由于对阴极的强烈冷却，InFocus电弧受到外部约束大大降低等离子体体积，在焊接过程中，等离子体受到保护气的效果更好，电弧压力大大提高，无磁偏吹产生，提高焊接质量；(3) InFocus焊枪设计小巧，激光-1nFocus电弧复合焊接头端部体积尺寸可进一步缩小，减少了定位变量，可以提尚定位精确度和稳定性，保证焊接精度和稳定性，提尚焊缝质量。【附图说明】图1为双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法示意图；图2为双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法焊接效果图；图3为双侧激光-TIG电弧复合焊接方法焊接效果图。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式的一种T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法，它是按照以下步骤进行的:步骤一:将工件的待焊接部位加工成坡口或不进行处理，焊接前，对双面对称焊接坡口及其两侧表面30mm范围内表面进行打磨，然后用丙酮清洗坡口及坡口两侧表面；步骤二:将工件固定在夹具上待焊；步骤三:保持激光束和电弧与T型接头面板纵向面之间的夹角均为α，α为10°?45°，激光束与电弧之间的夹角β为30°?45°，调整阴极端点与激光焦平面的距离至2?3_，两热源作用点相距I?2_ ；步骤四:设定工艺参数，两侧激光功率均为1000W?3000W ;两侧电弧电流均为200Α?900Α ；电弧焊枪气体流量为15L/min?30L/min，焊接速度为1.0m/min?5.0m/min ；步骤五:打开激光焊机和电弧电源，启动双面激光-电弧复合焊接的控制系统，实施焊接。本实施方式的双侧激光-1nFocus电弧复合焊接，InFocus焊枪采用Kjellberg公司生产的InFocus 100A型号的焊机，在焊接时可根据板的厚度调节焊接电流的大小。【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:激光束垂直于T型接头面板横向面法向，焊接是沿着T型接头面板横向面法向进行的。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:T型接头双侧激光-1nFocus电弧复合焊接方法是指在T型接头的两侧用两束激光和两InFocus焊枪分别在接头两侧形成激光-1nFocus复合并同步进行焊接的方法。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:针对T型接头立板厚度大于15mm，面板厚度大于20mm的T型接头，先进行打底焊，再进行一次或者多次填充焊接。其它与【具体实施方式】一相同。【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种T型接头双侧激光‑InFocus电弧复合焊接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：步骤一：将工件的待焊接部位加工成坡口或不进行处理，焊接前，对双面对称焊接坡口及其两侧表面30mm范围内表面进行打磨，然后用丙酮清洗坡口及坡口两侧表面；步骤二:将工件固定在夹具上待焊；步骤三:保持激光束和电弧与T型接头面板纵向面之间的夹角均为α，α为10°～45°，激光束与电弧之间的夹角β为30°～45°，调整阴极端点与激光焦平面的距离至2～3mm，两热源作用点相距1～2mm；步骤四：设定工艺参数，两侧激光功率均为1000W～3000W；两侧电弧电流均为200A～900A；电弧焊枪气体流量为15L/min～30L/min，焊接速度为1.0m/min～5.0m/min；步骤五：打开激光焊机和电弧电源，启动双面激光‑电弧复合焊接的控制系统，实施焊接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雨禾，雷正龙，陈彦宾，陈曦，李鹏，张可召，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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