一种T型接头双侧InFocus电弧同步焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种T型接头双侧InFocus电弧同步焊接方法，属于材料加工工程领域。
【背景技术】
[0002]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；T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。
[0003]美国的EWI等研究机构利用两台激光器提供双光束，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。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。
【发明内容】
[0004]本发明旨在针对T型接头传统方法焊接中存在的焊接变形大、接头强度低、气孔多、效率低及激光同步焊接成本过高等诸多问题存在的问题，提出一种新方法，即一种T型接头双侧InFocus电弧同步焊接方法。
[0005]本发明的一种T型接头双侧InFocus电弧同步焊接方法，它是按照以下步骤进行的:
[0006]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30_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；
[0007]步骤二:将工件固定在夹具上待焊；
[0008]步骤三:保持InFocus焊枪与T型接头面板纵向面之间的夹角均为α，α为30°?45°，与T型底板的夹角β为30° ;
[0009]步骤四:设定工艺参数，在T型接头双侧InFocus电弧同步焊接中，焊接电流为300Α?900Α ；电弧焊枪气体流量为15L/min?30L/min ;焊接速度为0.6m/min?3.0m/min ;送丝速度为 4.0m/min ?10.0m/min ；
[0010]步骤五:打开电弧电源，启动焊接的控制系统，实施焊接。
[0011]InF0cus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；
[0012]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。
[0013]基于此，本发明提出一种T型接头双侧InFocus电弧同步焊接方法。
[0014]本发明包含以下有益效果:
[0015](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，可焊接中厚板；
[0016](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；
[0017](3)相比等离子弧焊、激光焊接，其设备成本大幅降低，焊枪可靠耐用，耗材互换性良好；InFocus焊枪设计易于实现机械化和自动化；
[0018](4)相比于激光焊接，对于装配精度要求可以进一步放宽，降低了装配成本。
【附图说明】
[0019]图1为T型接头双侧InFocus焊接示意图；
[0020]图2为薄板双侧InFocus焊接示意图；
[0021]图3为本发明的接头坡口形式示意图；
[0022]图4为本发明的打底焊不意图；
[0023]图5为本发明的打底焊和填充焊示意图；
[0024]图6为T型接头激光同步焊接在功率为1500W时的效果图；
[0025]图7为T型接头激光同步焊接在功率为2000W时的效果图；
[0026]图8为T型接头双侧InFocus电弧同步焊接效果图。
【具体实施方式】
[0027]【具体实施方式】一:本实施方式的一种T型接头双侧InFocus电弧同步焊接方法，它是按照以下步骤进行的:
[0028]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30_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；
[0029]步骤二:将工件固定在夹具上待焊；
[0030]步骤三:保持InFocus焊枪与T型接头面板纵向面之间的夹角均为α，α为30°?45°，与T型底板的夹角β为30° ;
[0031]步骤四:设定工艺参数，在T型接头双侧InFocus电弧同步焊接中，焊接电流为300A?900A ；电弧焊枪气体流量为15L/min?30L/min ;焊接速度为0.6m/min?3.0m/min ;送丝速度为 4.0m/min ?10.0m/min ；
[0032]步骤五:打开电弧电源，启动焊接的控制系统，实施焊接。
[0033]本实施方式在双侧InFocus电弧同步焊接中，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。
[0034]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是: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。
[0035]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的T型接头双侧InFocus电弧同步焊接是指采用两把InFocus焊枪对称分布于T型接头两侧并同时进行焊接。其它与【具体实施方式】一相同。
[0036]【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。
[0037]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:在打底焊和填充焊接时，InFocus焊枪与T型接头面板纵向面之间的夹角α介于30?45°，与T型底板的夹角β为30°。其它与【具体实施方式】一相同。
[0038]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的加工成坡口是指加工成Y型坡口。其它与【具体实施方式】一相同。
[0039]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的钝边为8mm?12mm，坡口角度为10°?30°。其它与【具体实施方式】一相同。
[0040]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的将工件的待焊接部位不进行处理是针对T型接头立板厚度小于或等于15mm，面板厚度小于或等于20mm的T型接头焊缝进行的。其它与【具体实施方式】一相同。
[0041]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:设定工艺参数，在T型接头双侧InFocus电弧同步焊接中，焊接电流为400A?900A ;电弧焊枪气体流量为20L/min ?30L/min ;焊接速度为 1.0m/min ?3.0m/min ;送丝速度