一种复合焊接方法技术

本申请公开了一种复合焊接方法，所述方法包括在待焊工件的焊接方向上，先进行潜弧气体保护焊，再进行明弧气体保护焊。本申请的方法相对于传统双丝GMAW焊接而言具有更高的熔敷率和更大的熔深。

A Composite Welding Method

This application discloses a composite welding method, which includes submerged arc gas shielded welding and open arc gas shielded welding in the welding direction of the workpiece to be welded. Compared with traditional double-wire GMAW welding, the method of this application has higher deposition rate and deeper penetration.

【技术实现步骤摘要】
一种复合焊接方法
本申请涉及但不限于复合焊接技术。
技术介绍
随着船舶、钢结构、工程机械等现代制造业的飞速发展，对于高效焊接技术的需求迫在眉睫。为了提高焊接效率，可以采用双丝或多丝GMAW(GasMetalArcWelding)的方法。如图1所示，传统双丝GMAW技术均需共熔池，以确保焊缝成形。常规焊接参数下焊丝距离较近，电弧存在一定的干扰。当焊接电流和送丝速度过大时，熔池体积和电弧力均增大，熔池扰动难以控制，限制了其熔敷率进一步提升。另外，传统双丝GMAW技术相对单丝GMAW工艺在增加熔深方面效果不明显，一般仅能提升不足20％，难以有质的突破。因此，存在相对传统双丝GMAW而言具有更高的熔敷率、更大的熔深并兼顾高的焊接速度的复合焊接技术的需求。
技术实现思路
为了寻求一种具有更高的熔敷率、更大的熔深并兼顾更高的焊接速度的高效复合焊接技术，本申请的专利技术人对现有的焊接工艺进行了研究分析。自二氧化碳技术运用多年以来，焊接飞溅是应用中不可避免的问题，而潜弧过渡的熔滴过渡形式由于近喷射过渡，飞溅较小，且熔深大，熔敷率高，而受到广泛关注。但由于二氧化碳潜弧焊接尤其是直径φ1.6mm以下的细丝二氧化碳潜弧焊过程不稳定，且成形较差，使其使用受限并未能广泛应用。提高焊接效率是提高焊接制造生产率的关键。本申请的专利技术人发现，最直接的措施是提高单位时间的熔敷量和减少填充坡口的截面积。前者通过使用更大的焊接规范来实现，后者则需要该焊接方法具有优秀的熔透能力，从而适用更大钝边，减少熔敷金属填充量和填充时间。然而，传统双丝GMAW方法焊接参数难以继续提升，而且熔深不能满足大钝边坡口的全熔透需要。在此基础上，本申请的专利技术人经过大量研究提出了一种创造性的复合焊接方法，所述方法包括在待焊工件的焊接方向上，先进行潜弧气体保护焊，再进行明弧气体保护焊。在本申请中，术语“潜弧(BuriedArc)气体保护焊”是一种气体保护焊形式，其电弧部分或全部潜入母材，表现为一种喷射过渡的形式。在本申请中，术语“明弧气体保护焊”是指一种相对于电弧潜入母材的潜弧气体保护焊接而言，焊接电弧几乎全部位于待焊母材表面以上的气体保护焊。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气体保护焊与所述明弧气体保护焊的熔池通过液桥相连，所述液桥相对于前后电弧的熔池宽度而言是窄的。在以上或其他实施方式中，所述明弧气体保护焊的焊接电弧和熔池覆盖在窄的液桥上，而不是覆盖在所述潜弧气体保护焊的焊接电弧的熔池上。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气保焊的保护气体可以为纯CO2气体或CO2体积百分含量在50％以上的富CO2混合气体。在以上或其他实施方式中，所述明弧气体保护焊的保护气体可以纯Ar气体或Ar体积百分含量在75％以上的富Ar混合气体。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气体保护焊的焊丝可以为单丝的实心焊丝或金属粉芯焊丝。在以上或其他实施方式中，所述明弧气体保护焊的焊丝可以为实心焊丝、金属粉芯焊丝或药芯焊丝。在以上或其他实施方式中，所述明弧气体保护焊的焊丝可以为单丝的、双丝的或多丝的。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气体保护焊的焊丝直径可以为1.2mm-4.0mm，所述明弧气体保护焊的焊丝直径可以为1.2mm-5.0mm。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气体保护焊的焊丝与所述明弧气体保护焊的焊丝之间的间距可以为15mm至70mm。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气体保护焊的焊枪与焊接方向的夹角可以从80°到100°。在以上或其他实施方式中，所述明弧气体保护焊的焊枪与焊接方向的夹角可以从90°到130°。在以上或其他实施方式中，所述潜弧气体保护焊的电极极性可以为直流反接(DC+)。在以上或其他实施方式中，所述明弧气体保护焊的电极极性可以为直流反接(DC+)、直流正接(DC-)或交流(AC)。在以上或其他实施方式中，对于所述潜弧气体保护焊的焊接电流密度，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理的选择，以实现潜弧过渡。例如，对于1.2-1.6mm直径焊丝，所述潜弧气体保护焊的焊接电流密度可以设为250-400A/mm2；对于2.0-4.0mm的焊丝，所述潜弧气体保护焊的焊接电流密度可以设为100-270A/mm2。在以上或其他实施方式中，对于所述明弧气体保护焊的电流密度，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理的选择，以实现稳定的明弧焊接且获得令人满意的焊缝成形，例如所述明弧气体保护焊的电流密度可以在100-400A/mm2范围内。在以上或其他实施方式中，复合焊接的焊接速度可以为0.4-4m/min。另一方面，本申请提供了一种用于实施上述复合焊接方法的复合焊接设备。具体地，本申请提供一种复合焊接设备，用于对待焊工件进行如上所述的复合焊接方法的焊接，所述复合焊接设备包括前焊枪和后焊枪，所述前焊枪用于实施潜弧气体保护焊，所述后焊枪用于实施明弧气体保护焊。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的熔池与所述后焊枪的熔池通过液桥相连，所述液桥为前后电弧熔池的连接通道且所述液桥相对于前后电弧熔池的宽度而言是窄的。在以上或其他实施方式中，所述后焊枪的焊接电弧和熔池覆盖在窄的液桥上，而不是覆盖在前焊枪的焊接电弧的熔池上。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的潜弧气保护焊的保护气体可以为纯CO2气体或CO2体积百分含量在50％以上的富CO2混合气体。在以上或其他实施方式中，所述后焊枪的明弧气体保护焊的保护气体可以是纯Ar气体或Ar体积百分含量在75％以上的富Ar混合气体。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的焊丝可以为单丝的实心焊丝或金属粉芯焊丝。在以上或其他实施方式中，所述后焊枪的焊丝可以为单丝的、双丝的或多丝的。在以上或其他实施方式中，所述后焊枪的焊丝可以为实心焊丝、金属粉芯焊丝或药芯焊丝。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的焊丝直径可以为1.2mm-4.0mm，所述后焊枪的焊丝直径可以为1.2mm-5.0mm。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的焊丝与所述后焊枪的焊丝之间的间距可以为15mm至70mm。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪与焊接方向的夹角可以为80-100°。在以上或其他实施方式中，所述后焊枪与焊接方向的夹角可以为90-130°。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的电极极性为直流反接(DC+)。在以上或其他实施方式中，所述后焊枪的电极极性为直流反接(DC+)、直流正接(DC-)或交流(AC)。在以上或其他实施方式中，对于所述前焊枪的焊接电流密度，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理的选择，以实现潜弧过渡。例如，对于1.2-1.6mm直径焊丝，所述前焊枪的焊接电流密度可以设为250-400A/mm2；对于2.0-4.0mm的焊丝，所述前焊枪的焊接电流密度可以设为100-270A/mm2。在以上或其他实施方式中，对于所述后焊枪的电流密度，本领域技术人员可以根据实际情况进行合理的选择，以实现稳定的明弧焊接且获得令人满意的焊缝成形，例如所述后焊枪的电流密度可以在100-400A/mm2范围内。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪和所述后焊枪的复合焊接的焊接速度可以为0.4-4m/min。在以上或其他实施方式中，所述前焊枪的喷嘴直径大小可以为10至50mm，气流量可以设置为15至80L/min。在以上或其他实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合焊接方法，包括在待焊工件的焊接方向上，先进行潜弧气体保护焊，再进行明弧气体保护焊。

【技术特征摘要】
1.一种复合焊接方法，包括在待焊工件的焊接方向上，先进行潜弧气体保护焊，再进行明弧气体保护焊。2.如权利要求1所述的复合焊接方法，其中，所述潜弧气体保护焊与所述明弧气体保护焊的熔池通过液桥相连，所述液桥相对于前后电弧的熔池宽度而言是窄的。3.如权利要求1所述的复合焊接方法，其中，所述潜弧气体保护焊的保护气体为纯CO2气体或CO2体积百分含量在50％以上的富CO2混合气体；所述明弧气体保护焊的保护气体是纯Ar气体或Ar体积百分含量在75％以上的富Ar混合气体。4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合焊接方法，其中，所述潜弧气体保护焊的焊丝为单丝的实心焊丝或金属粉芯焊丝，所述明弧气体保护焊的焊丝为单丝的、双丝的或多丝的实心焊丝、金属粉芯焊丝或药芯焊丝；并且，所述潜弧气体保护焊的焊丝直径为1.2mm-4.0mm，所述明弧气体保护焊的焊丝直径为1.2mm-5.0mm。5.根据权利要求1-3中任一项所述的复合焊接方法，其中，所述潜弧气体保护焊的焊丝与所述明弧气体保护焊的焊丝之间的间距为15mm至70mm；所述潜弧气体保护焊的焊枪与焊接方向的夹角为80-100°，所述明弧气体保护焊的焊枪与焊接方向的夹角为90-130°。6.根据权利要求1-3中任一项所述的复合焊接方法，其中，所述潜弧气体保护焊的电极极性为直流反接，所述明弧气体保护焊的电极极性为直流反接、直流正接或交流。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秀伟，张皓月，
申请(专利权)人：林肯环球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US