一种中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接技术领域，涉及到一种中厚板角接接头激光电弧复合焊接工艺方法。
【背景技术】
[0002]角接接头作为一种常见的接头型式广泛应用于箱型焊接结构件中，传统弧焊的方法焊接中厚板角接接头，由于电弧能量较分散，熔透能力有限，要保证角焊缝的熔透，必须留有较大角度的坡口，这样势必增加了焊接填充量，焊接热输入增大，导致焊接接头的变形和应力增大，受热影响组织性能恶化。
[0003]激光深熔焊作为一种高效的焊接方法，能量密度高，熔透能力强，应用在中厚板的焊接十分有利。但由于激光焊对装配间隙的要求极为苛刻，工程应用适应性受限。相比之下，激光电弧复合焊可以避免单一热源激光焊对装配精度的要求，同时具有激光深熔焊的特点，具有更广泛的应用前景。目前，这种方法以激光与电弧旁轴复合方式为主，在焊接时，激光与电弧行走方向在同一平面内，在焊接对接以及搭接接头时具有很强的优势。但在焊接角焊缝时，由于焊枪头尺寸的限制，使得激光与电弧同时运动的角度受限，最大熔深方向，与接头所要焊态方向始终不在一条直线上，导致单激光热源可以焊透的角焊缝，复合焊却难以焊透。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，可实现中厚板角接接头激光电弧复合的单面焊双面成型。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，包括以下步骤:
步骤一，调整角接接头，调整被焊接的试板，使得焊缝的形状呈船形；
步骤二，调整激光仪，使激光仪发射的激光束与焊缝垂直；
步骤三，调整电弧焊枪，使得电弧焊枪的枪头不与两侧的试板1、试板2发生干涉，且枪头所在直线与激光束之间的夹角θ3;
进一步，所述激光束与聚焦平面之间有一夹角?卩
[0006]进一步，所述电弧焊枪的枪头所在直线与聚焦平面之间有一夹角Θ2。
[0007]进一步，焊接时，激光束的焦点落在聚焦平面上，且激光束的焦点与焊丝端部之间的距离为3-5mm。
[0008]进一步，:所述激光束的焦点与焊丝端部之间的距离为4mm。
[0009]进一步，若激光束无法一次焊透试板，则在试板的一侧开一坡口进行多层焊或双面焊。
[0010]本发明所达到的有益技术效果:本发明在工艺上对焊枪头与激光束的空间位置做了调整，让二者行进方向不在同一平面内，这样既保证了激光对角焊缝的有限熔透，又能保持激光电弧复合焊的优势，该工艺可以广泛应用于中厚板角接接头的焊接中。
【附图说明】
[0011]图1本发明具体实施例中焊接时结构示意图；
图2本发明之激光仪、电弧焊枪与聚焦平面位置关系示意图；
图3采用本发明焊接后焊缝在显微镜下的图像。
【具体实施方式】
[0012]为了能更好的了解本发明的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本发明的附图结合实施例进行更详细的说明。
[0013]下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
[0014]本发明提供一种中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，包括以下步骤:
步骤一，调整角接接头，调整被焊接的试板，使得焊缝的形状呈船形；
步骤二，调整激光仪，使激光仪发射的激光束与焊缝垂直，保证激光仪热源熔透深度方向与需要焊透的方向一致；
步骤三，调整电弧焊枪，使得电弧焊枪的枪头不与两侧的试板1、试板2发生干涉，且枪头所在直线与激光束之间的夹角θ3;
在焊接前进方向上，激光束在前，所述激光束与聚焦平面之间有一夹角，避免焊接高反材料时激光发射对其的危害。所述电弧焊枪的枪头所在直线与聚焦平面之间有一夹角
Θ2ο
[0015]其中，Θρ Θ2、θ3的取值根据板厚而定，焊接不同板厚，角度也随便变化。
[0016]焊接时，激光束的焦点落在聚焦平面上，且激光束的焦点与焊丝端部之间的距离为3-5mm，以保证激光束与电弧较好的耦合作用，熔化的焊丝不断的填充焊缝，避免单激光焊由于填充金属不足造成的表面塌陷、咬边、气孔的缺陷。更优的，所述激光束的焦点与焊丝端部之间的距离为4mm。
[0017]若激光束无法一次焊透试板，则在试板的一侧开一坡口进行多层焊或双面焊。具体实施例
[0018]如图1-2所示，为了验证本发明的工艺效果，试板一 I和试板二 2以6mm不锈钢板为例，采用激光-MAG复合焊接方法，激光仪最大输出功率为4kW，不开坡口难以焊透4mm不锈钢板，故在试板二 2上单边留40度的坡口，钝边尺寸为3mm。焊枪3的干伸长为15mm，焊丝直径1.2mm，焊枪3与试板一 I的夹角为35度，激光仪4的中心线(激光入射方向)与试板一 I的夹角为10度，聚焦平面5在坡口根部，焊丝端部与激光焦点位置距离为4mm。焊接时激光功率4kW，焊接速度0.6m/min，焊接电流198A，电压28.6V，保护气为95%Ar+5%C02。焊枪3的枪头与聚焦平面的夹角02为75度，激光仪4的中心线与聚焦平面的夹角Θ ,为80度。
[0019]焊后试样的宏观图像如图3所示，可见在4kW激光功率的条件下，采用本发明工艺方法可以对6mm厚的不锈钢角接接头，实现单侧一次单面焊双面成型焊接。
[0020]本发明提出的工艺方法不受材料和具体板厚的限制，若采用20kW激光器，可以单侧单道焊接6-20mm的中厚板角接接头。若配合多层多道或双面焊，可焊接的角接厚度可达60mmo
[0021]以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，调整角接接头，调整被焊接的试板，使得焊缝的形状呈船形； 步骤二，调整激光仪，使激光仪发射的激光束与焊缝垂直； 步骤三，调整电弧焊枪，使得电弧焊枪的枪头不与两侧的试板1、试板2发生干涉，且枪头所在直线与激光束之间的夹角θ3。2.根据权利要求1所述的中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，其特征在于:所述激光束与聚焦平面之间有一夹角?卩3.根据权利要求1所述的中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，其特征在于:所述电弧焊枪的枪头所在直线与聚焦平面之间有一夹角?2。4.根据权利要求1所述的中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，其特征在于:焊接时，激光束的焦点落在聚焦平面上，且激光束的焦点与焊丝端部之间的距离为3-5mm。5.根据权利要求4所述的中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，其特征在于:所述激光束的焦点与焊丝端部之间的距离为4mm。6.根据权利要求1所述的中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，其特征在于:若激光束无法一次焊透试板，则在试板的一侧开一坡口进行多层焊或双面焊。
【专利摘要】本发明提供一种中厚板角接接头的激光电弧复合焊接方法，包括以下步骤：步骤一，调整角接接头，调整被焊接的试板，使得焊缝的形状呈船形；步骤二，调整激光仪，使激光仪发射的激光束与焊缝垂直；步骤三，调整电弧焊枪，使得电弧焊枪的枪头不与两侧的试板1、试板2发生干涉，且枪头所在直线与激光束之间的夹角Θ3。该方法在工艺上对焊枪头与激光束的空间位置做了调整，让二者行进方向不在同一平面内，这样既保证了激光对角焊缝的有限熔透，又能保持激光电弧复合焊的优势，该工艺可以广泛应用于中厚板角接接头的焊接中。
【IPC分类】B23K26/348
【公开号】CN105171243
【申请号】
【发明人】李东风, 薛海峰, 云中煌, 火巧英, 梁连杰, 葛怀普, 隋显庭, 戴忠晨, 郭毅
【申请人】南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月23日