CN102886612A - 一种激光-等离子弧双面复合焊接方法 - Google Patents
一种激光-等离子弧双面复合焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102886612A CN102886612A CN2012103576004A CN201210357600A CN102886612A CN 102886612 A CN102886612 A CN 102886612A CN 2012103576004 A CN2012103576004 A CN 2012103576004A CN 201210357600 A CN201210357600 A CN 201210357600A CN 102886612 A CN102886612 A CN 102886612A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- laser
- workpiece
- plasma arc
- plasma
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种激光-等离子弧双面复合焊接方法,其特征在于:包括如下步骤;步骤1:将工件的待焊部位加工成I形或Y形坡口,并对制成的双面焊接坡口及其两侧表面进行打磨和清洗;步骤2:焊接前,将工件固定在焊接工装夹具上;步骤3:调节等离子弧焊枪和激光头的位置、保持激光束和等离子弧焊枪在一条轴线上,其轴线与工件的夹角为80°-100°;步骤4:设定焊接工艺参数,激光功率P在0.5kW-10kW,焊接电流I在50A-500A之间,焊接速度为10cm/min-200cm/min;步骤5:启动控制开关,进行激光和等离子弧双面复合焊接,这样在工件一侧进行激光深熔焊,另一侧通过等离子弧焊枪进行双面复合焊接,形成激光-电弧双面复合焊缝。本发明提出了一种激光-等离子弧双面复合焊接新工艺能够提高金属焊接效率、减少焊接变形、改善焊接质量、降低焊接成本。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域,特别涉及一种激光-等离子弧双面复合焊接工艺方法。
背景技术
激光-电弧复合热源焊接技术由英国学者W.Steen于20世纪70年代末期首次提出,其主要思想就是有效利用激光能量,实现在较小的激光功率条件下获得较大的焊接熔深,同时提高激光焊接对焊缝间隙的适应性,实现高效率、高质量的焊接过程。目前,激光-电弧复合焊接技术已成功用于造船、汽车、储存容器制造和管线焊接领域,其优点是能够提高焊接速度、增加可焊材料的截面厚度、减少设备和焊接变形,同时,还可以改善临界疲劳工况下的焊接外形。但是,激光-电弧复合焊也存在一些问题:1)激光束要穿过弧柱才能达到工件表面,当电弧电流较大时激光能量的损耗严重;2)电极直接暴露于激光等离子体中,易受污染、烧损严重;3)旁轴复合时,电弧与激光束成一定角度,引起复合热源在工件上的作用区域为非对称分布,当电流增大到一定程度后,激光与电弧的作用点产生严重分离。因此,开发一种稳定和实用的激光-电弧复合热源焊接工艺,成为亟待解决的问题。
目前,国内外对激光焊、激光-电弧复合焊及其双面焊工艺及设备有一些研究和报道。例如:美国专利号为US7759603的专利文件中记载了一种激光-电弧复合焊接方法和设备,激光功率由闭合的控制电路来控制以适应复合焊中电弧的输出功率;中国专利号为200910165663.8的专利文件记载了微束等离子弧和激光复合焊接方法,该方法首先将微束等离子弧发射枪和激光束发射枪固定,提供以恒定速度移动的工件,并形成微束等离子弧前置的方式,利用微束等离子弧对工件的焊接部分表面进行初始熔化,随后使激光束照射到焊接部分,从而加深微束等离子弧熔焊的熔深,完成焊接;中国激光,2007,28(12)中刊登的铝合金激光-钨极氩弧双面焊的焊接特性,记载了一种激光-钨极氩弧双面焊接新工艺,该工艺充分利用了激光-钨极氩弧两种热源相互作用的优势,不仅可以获得稳定可靠的焊接过程与美观的焊缝成形,实现了在小功率(1.0kW)激光条件下4mm厚铝合金的可靠连接。虽然这些技术内容与本发明有一定的联系,但与本发明申请具有本质的区别。
发明内容
本发明的目的在于为提高金属焊接效率、减少焊接变形、改善焊接质量、降低焊接成本,本发明提出了一种激光-等离子弧双面复合焊接新工艺。
为实现上述目的,本发明采取了如下技术方案:
步骤1:将工件的待焊部位加工成I形或Y形坡口,并对制成的双面焊接坡口及其两侧表面进行打磨和清洗;
步骤2:焊接前,将工件固定在焊接工装夹具上;
步骤3:调节等离子弧焊枪和激光头的位置、保持激光束和等离子弧焊枪在一条轴线上,其轴线与工件的夹角为80°-100°。
步骤4:设定焊接工艺参数,激光功率P在0.5kW-10kW,焊接电流I在50A-500A之间,焊接速度为10cm/min-200cm/min。
步骤5:启动控制开关,进行激光和等离子弧双面复合焊接,这样在工件一侧进行激光深熔焊,另一侧通过等离子弧焊枪进行双面复合焊接,形成激光-电弧双面复合焊缝。
本发明的有益效果在于:
1、激光与电弧双面对称焊,避免了激光与电弧同侧复合时电弧对激光能量的吸收,并利用电弧的预热作用,大大提高工件对激光的吸收率,使得激光能量的利用率大幅增加。
2、激光加热在电弧作用区产生的“局部高温度梯度区”或穿透的激光等离子体会导致电弧收缩,提高电弧的能量密度,增加电弧的焊接效率。
3、激光加热产生的“局部高温度梯度区”或穿透的激光等离子体还能够吸引焊接电弧,使得焊接熔滴向坡口的根部顺利过渡,提高电弧及其熔滴过渡的稳定性,有利于控制焊缝成形、改善焊接质量。
4、利用激光和电弧对称加热时形成的热集聚区效应,使热量不易散失,可以大幅度地提高激光和电弧焊的熔深,提高热源的能量利用率,可实现中厚壁管道的高效、优质连接。
5、与激光焊一样,等离弧焊接得到的焊缝深宽比也很大,当采用该方法有望解决中厚板金属的一次焊接双面成形问题。
6、采用此方法,有望大幅度提高双热源复合焊中电弧能量所占的比例,且不会造成激光能量的任何损失,真正实现高效、低成本的优势,具有很大的工程实用价值。
7、该系统焊接工艺稳定并具有很强的焊接适应性,不仅可用黑色金属的焊接,还可用于有色金属的焊接。
附图说明
图1是激光-等离子弧双面复合焊接工艺示意图。
图2为激光-等离子弧填丝双面复合焊接工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
具体实施方式一:
结合图1,它是激光-等离子弧双面复合焊接工艺的实施方式,基于本实施方式的单熔化极电弧-激光双面复合焊接装置的焊接方法步骤如下:
步骤1:将工件3的待焊部位加工成I形坡口,并对制成的双面焊接坡口及其两侧表面进行打磨和清洗;
步骤2:焊接前,将工件3固定在焊接工装夹具上;
步骤3:调节等离子弧焊枪1和激光头5的位置、保持激光束4和等离子弧焊枪1在一条轴线上,其轴线与工件3的夹角为80°-100°。
步骤4:设定焊接工艺参数,激光功率P在0.5kW-10kW,焊接电流I在50A-500A之间,焊接速度为10cm/min-200cm/min。
步骤5:启动控制开关,进行激光和等离子弧双面复合焊接,这样在工件3一侧进行激光深熔焊,另一侧通过等离子弧焊枪进行双面复合焊接,形成激光-电弧双面复合焊缝6。
具体实施方式二:
结合图2,它是激光-等离子弧双面复合焊接工艺的实施方式,基于本实施方式的单熔化极电弧-激光双面复合焊接装置的焊接方法步骤如下:
步骤1:将工件的待焊部位加工成Y形坡口,并对制成的双面焊接坡口及其两侧表面进行打磨和清洗;
步骤2:焊接前,将工件3固定在焊接工装夹具上;
步骤3:调节等离子弧焊枪1和激光头5的位置、保持激光束4和等离子弧2在一条轴线上,其轴线与工件3的夹角为80°-100°,通过在等离子弧2侧利用送丝机构7添加填充焊丝8,填充焊丝伸出长度为15-30mm。
步骤4:根据工件厚度和焊接位置分段设定焊接工艺参数,激光功率P在0.5kW-10kW,焊接电流I在50A-500A之间,焊接速度为10cm/min-200cm/min,填充焊丝直径在0.8-2.0mm之间,送丝速度为1.0-10m/min。。
步骤5:启动控制开关,进行激光和等离子弧双面复合焊接,这样在工件3一侧进行激光深熔焊,另一侧通过等离子弧焊枪与送丝机构进行激光-等离子弧填丝双面焊接,形成激光-电弧双面复合焊缝6。
Claims (1)
1.一种激光-等离子弧双面复合焊接方法,其特征在于:包括如下步骤;
步骤1:将工件的待焊部位加工成I形或Y形坡口,并对制成的双面焊接坡口及其两侧表面进行打磨和清洗;
步骤2:焊接前,将工件固定在焊接工装夹具上;
步骤3:调节等离子弧焊枪和激光头的位置、保持激光束和等离子弧焊枪在一条轴线上,其轴线与工件的夹角为80°-100°;
步骤4:设定焊接工艺参数,激光功率P在0.5kW-10kW,焊接电流I在50A-500A之间,焊接速度为10cm/min-200cm/min;
步骤5:启动控制开关,进行激光和等离子弧双面复合焊接,这样在工件一侧进行激光深熔焊,另一侧通过等离子弧焊枪进行双面复合焊接,形成激光-电弧双面复合焊缝。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012103576004A CN102886612A (zh) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | 一种激光-等离子弧双面复合焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012103576004A CN102886612A (zh) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | 一种激光-等离子弧双面复合焊接方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102886612A true CN102886612A (zh) | 2013-01-23 |
Family
ID=47530398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012103576004A Pending CN102886612A (zh) | 2012-09-24 | 2012-09-24 | 一种激光-等离子弧双面复合焊接方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102886612A (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103192185A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-07-10 | 杨迎元 | 一种搭接接头复合焊接方法 |
CN103418917A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-12-04 | 湖南大学 | 一种激光与熔融金属复合焊接板材的方法 |
CN103878484A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 西安交通大学 | 一种层状双金属复合材料高效对接激光焊接方法 |
CN105171242A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种激光-InFocus电弧双面对称复合焊接方法 |
CN110091067A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-06 | 上海工程技术大学 | 一种用于焊接中厚板的激光和k-tig复合焊接方法 |
CN111203660A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-29 | 南京南方联成汽车零部件有限公司 | 一种新能源汽车电池盒弧焊工艺 |
CN111872563A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-03 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种全位置熔化极电弧-激光双面复合焊接工艺及其设备 |
CN113146043A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-23 | 华中科技大学 | 同步送粉穿光焊接方法及系统 |
CN114054960A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-18 | 中北大学 | 一种钛与铝的超威弧mig+激光双面复合高速焊接方法 |
CN115008016A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-09-06 | 华北水利水电大学 | 一种电流辅助激光电弧复合焊接l型对接板的方法及装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050263500A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-01 | Francis Briand | Laser or laser/arc hybrid welding process with formation of a plasma on the backside |
CN101716701A (zh) * | 2009-12-10 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 利用激光-gma电弧复合焊接装置实现摆动焊接的方法 |
CN102029476A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-04-27 | 哈尔滨工业大学 | 激光-电弧双面焊接调控异种材料搭接接头金属间化合物方法 |
-
2012
- 2012-09-24 CN CN2012103576004A patent/CN102886612A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050263500A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-01 | Francis Briand | Laser or laser/arc hybrid welding process with formation of a plasma on the backside |
CN101716701A (zh) * | 2009-12-10 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 利用激光-gma电弧复合焊接装置实现摆动焊接的方法 |
CN102029476A (zh) * | 2011-01-10 | 2011-04-27 | 哈尔滨工业大学 | 激光-电弧双面焊接调控异种材料搭接接头金属间化合物方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
MIAO YUGANG等: "Study on heat efficiency of laser-TIG double-side welding", 《CHINA WELDING》, vol. 17, no. 1, 31 March 2008 (2008-03-31), pages 64 - 70 * |
苗玉刚: "铝合金激光-TIG双面焊接特性与能量作用机制研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, 15 February 2010 (2010-02-15) * |
苗玉刚等: "铝合金激光-电弧双面焊接头特征分析", 《焊接学报》, vol. 28, no. 12, 31 December 2007 (2007-12-31), pages 85 - 88 * |
陈彦宾等: "铝合金激光-钨极氩弧双面焊的焊接特性", 《中国激光》, vol. 34, no. 12, 31 December 2007 (2007-12-31), pages 1716 - 1720 * |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103192185A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-07-10 | 杨迎元 | 一种搭接接头复合焊接方法 |
CN103418917A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-12-04 | 湖南大学 | 一种激光与熔融金属复合焊接板材的方法 |
CN103418917B (zh) * | 2013-06-27 | 2015-07-08 | 湖南大学 | 一种激光与熔融金属复合焊接板材的方法 |
CN103878484A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 西安交通大学 | 一种层状双金属复合材料高效对接激光焊接方法 |
CN103878484B (zh) * | 2014-03-25 | 2015-08-26 | 西安交通大学 | 一种层状双金属复合材料高效对接激光焊接方法 |
CN105171242B (zh) * | 2015-07-27 | 2017-06-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种激光‑InFocus电弧双面对称复合焊接方法 |
CN105171242A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-12-23 | 哈尔滨工业大学 | 一种激光-InFocus电弧双面对称复合焊接方法 |
CN110091067A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-06 | 上海工程技术大学 | 一种用于焊接中厚板的激光和k-tig复合焊接方法 |
CN111203660A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-29 | 南京南方联成汽车零部件有限公司 | 一种新能源汽车电池盒弧焊工艺 |
CN111872563A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-03 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 一种全位置熔化极电弧-激光双面复合焊接工艺及其设备 |
CN113146043A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-23 | 华中科技大学 | 同步送粉穿光焊接方法及系统 |
CN114054960A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-18 | 中北大学 | 一种钛与铝的超威弧mig+激光双面复合高速焊接方法 |
CN115008016A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-09-06 | 华北水利水电大学 | 一种电流辅助激光电弧复合焊接l型对接板的方法及装置 |
CN115008016B (zh) * | 2021-11-23 | 2023-12-05 | 华北水利水电大学 | 一种电流辅助激光电弧复合焊接l型对接板的方法及装置 |
CN114054960B (zh) * | 2021-11-23 | 2024-05-28 | 中北大学 | 一种钛与铝的超威弧mig+激光双面复合高速焊接方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102886612A (zh) | 一种激光-等离子弧双面复合焊接方法 | |
CN103071935B (zh) | 基于热输入控制的激光与电弧复合焊接装置及焊接方法 | |
CN103737158B (zh) | 一种基于热输入控制的双熔化极电弧焊枪及其焊接方法 | |
CN102225494B (zh) | 激光电弧复合双丝窄坡口焊接方法 | |
CN109604831B (zh) | 用于改善钛及钛合金薄板激光焊咬边的激光tig复合焊焊接工艺 | |
CN107803593B (zh) | 一种高频-激光填丝复合焊接装置及方法 | |
CN105108341A (zh) | 一种中厚超高强钢板激光-mag焊接方法 | |
CN101559510B (zh) | 双面多电极的穿透电弧焊接方法 | |
CN104625412A (zh) | 一种铜合金激光-冷金属过渡复合热源增材制造的方法 | |
CN104985327A (zh) | 一种双焦点激光与InFocus电弧复合焊接方法 | |
CN204997223U (zh) | 旁路热丝等离子弧焊接装置 | |
CN107790886B (zh) | 脉动负压式激光增强ktig和mig复合焊接装置及方法 | |
CN103433630B (zh) | 一种脉动送丝激光-电弧复合点焊方法 | |
CN106312270A (zh) | 一种同轴空心钨极tig焊装置及其焊枪、使用方法和应用 | |
CN105215525A (zh) | 旁路热丝等离子弧焊接装置及焊接方法 | |
CN101992354A (zh) | 微束等离子弧和激光复合焊接方法 | |
CN101947695A (zh) | 一种高强铝合金激光-mig复合焊接技术 | |
CN104907696A (zh) | 一种考虑焊接电流值的激光-电弧复合焊接方法 | |
CN105904109A (zh) | 等离子-tig电弧耦合复合焊接装置及方法 | |
CN103817449A (zh) | 一种等离子弧和熔化极电弧复合焊接方法及焊接装置 | |
CN101590572A (zh) | 立式双面双弧等离子对称焊接方法 | |
CN101797660A (zh) | 核电蒸汽发生器管板镍基合金带极电渣堆焊工艺 | |
CN103831533A (zh) | 钛合金激光-mig复合焊接方法 | |
CN110052712A (zh) | 一种非轴对称旋转钨极gtaw与脉冲激光复合焊接方法 | |
CN105269124B (zh) | 一种熔丝钨极氩弧焊方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130123 |