CN107570873A - 摆动电弧激光复合焊 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摆动电弧激光复合焊，激光功率5‑20千瓦，2‑4根焊丝在前，与焊板倾角为45‑60º，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5‑30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5‑0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5‑4mm。可用于间隙5mm内不开坡口的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种电弧激光复合焊接方法，属于焊接技术领域，特别是涉及一种摆动电弧的激光复合焊接方法。
背景技术
兼顾激光焊的高熔透、电弧焊接的高熔宽等优点的电弧激光复合焊接方法在工业界得到了应用。一般情况下是激光在前，电弧在后，从而实现较好的工艺性能。电弧熔池在填满焊接间隙的同时，也实现了较好的焊缝过度，从而确保焊接质量。
焊接间隙在2-3mm以内的钢板对接，参数优化后的电弧激光焊可实现较好的焊道。但是当焊板间隙超过3mm时，现有技术不能实现单道次的焊满。此外，当不开坡口的对接焊板的厚度超过6mm，且间隙超过3mm时，也很难实现全焊透。
发明内容
本发明的目的在于提供摆动电弧激光复合焊接方法，解决了现有技术间隙低、钢板厚度低的问题，可单道次完成间隙5mm、厚度10mm钢板的焊接。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种摆动电弧激光焊，其特征在于：激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm；
一种摆动电弧激光焊，其特征在于：激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm。间隙距离1.5-2.5mm时，采用双丝焊接，当间隙距2.5-3.5时，采用三丝焊，当间隙距离3.5-5.0mm时，采用四丝焊；
一种摆动电弧激光焊，其特征在于：激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm。间隙距离1.5-2.5mm时，采用双丝焊接，当间隙距2.5-3.5时，采用三丝焊，当间隙距离3.5-5.0mm时，采用四丝焊。焊板厚度在2-4mm时，焊丝直径为1.2mm及以下，焊板厚度在4-7mm时，至少有一根焊丝直径为1.6mm；当焊板厚度在7-12mm时，至少有两根焊丝直径为1.6m。
技术说明如下：
激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60°。
激光功率小于5千瓦时，形成光斑直径及能量不足以熔化焊丝及填满间隙；当功率超过20千瓦时，不利于成型性能。
搭配2-4根电弧焊接，焊丝数量取决于坡口间隙和焊板厚度，间隙越大及焊板厚度越大，需要的焊丝越多。
焊丝与焊板的倾角低于45°时，不利于焊道厚度增加；当倾角超过60°时，不利于焊接熔池的熔宽增加、以及工艺性能提高。
焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍。
在垂直焊接方向上摆动是用于增加熔宽。摆动频率为5-30赫兹，与焊接速度、焊板间隙和厚度有关。速度越快，频率越高。
摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍。当幅度低于0.5倍时，不能形成有效熔宽，易形成咬边等缺陷；当幅度超过0.8时，不利于焊缝成型。
焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm。
焊丝排布与焊板间隙和厚度有关。焊丝间距低于1.5mm时，会形成共熔池，但不利于提高熔宽和熔深；当间距超过4mm时，会形成完全分离的熔池，不利于发挥搭接熔池的优势，不利于提高焊缝成型和质量。
间隙距离1.5-2.5mm时，采用双丝焊接，当间隙距2.5-3.5时，采用三丝焊，当间隙距离3.5-5.0mm时，采用四丝焊。
焊板厚度在2-4mm时，焊丝直径为1.2mm及以下，焊板厚度在4-7mm时，至少有一根焊丝直径为1.6mm；当焊板厚度在7-12mm时，至少有两根焊丝直径为1.6m。
焊接速度0.5-1.2m/min，送丝速度5-10m/min。
本发明的优点及有益效果：
1.本发明摆动电弧激光焊解决了大焊板间隙、大焊板厚度的单道次焊接成型难题，真正实现了大间隙、大厚度钢板的单道次全熔透；
2.本发明摆动电弧激光焊通过焊丝个数、焊丝直径以及排布方式等实现了不同间隙和不同厚度状况下的单道次焊接成型。
附图：
附图1：焊装示意图
具体实施方式
以下结合优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
焊接试板厚度6-12mm，不开坡口，间隙3-5mm。
激光电源功率8-16千瓦，与钢板倾角45-60°。
焊丝直径0.8-1.6mm。
开展焊接试验后，对焊缝成型和质量进行检验。
实施例1：
焊板厚度10mm，焊板间隙5mm。
激光功率8千瓦，离焦量2-4mm，光斑直径4-7mm。
采用4丝焊接，焊丝与焊板倾角为50°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为20赫兹，摆动幅度3.5mm。
第一根焊丝直径为1.2mm，后三根焊丝直径1.6m；前三根焊丝的通电电流值220-300A，最后一根焊丝不通电；焊丝分为上下各两根排列。
焊接速度0.8m/min，送丝速度5-8m/min。
检验结果：全熔透、不咬边、焊缝成型好、无缺陷。
实施例2：
焊板厚度6mm，焊板间隙4mm。
激光功率6千瓦，离焦量1-4mm，光斑直径3-6mm。
采用3丝焊接，焊丝与焊板倾角为52°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为24赫兹，摆动幅度2.5mm。
第一根焊丝直径为1.2mm，后两根焊丝直径1.6m；前两根焊丝的通电电流值210-280A，第三根焊丝的电流为240-320A；焊丝上面两根，下面一根。
焊接速度1.0m/min，送丝速度6-10m/min。
检验结果：全熔透、不咬边、焊缝成型好、无缺陷。
实施例3：
焊板厚度8mm，焊板间隙3mm。
激光功率6千瓦，离焦量1-4mm，光斑直径2-6mm。
采用2丝焊接，焊丝与焊板倾角为55°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为30赫兹，摆动幅度2.2mm。
第一根焊丝直径为1.2mm，第二根焊丝直径1.6m，焊丝通电电流值120-220A。
焊接速度1.2m/min，送丝速度8-10m/min。
检验结果：全熔透、不咬边、焊缝成型好、无缺陷。
实施例4：
焊板厚度12mm，焊板间隙5mm。
激光功率18千瓦，离焦量1-4mm，光斑直径2-5mm。
采用4丝焊接，焊丝与焊板倾角为55°。焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为35赫兹，摆动幅度4.0mm。
第一根焊丝直径为1.0mm，后三根焊丝直径1.6m；前两根焊丝的通电电流值210-280A，后两根焊丝的电流为240-320A；焊丝上面两根，下面两根。
焊接速度0.5-0.9m/min，送丝速度5-7m/min。
检验结果：全熔透、不咬边、焊缝成型好、无缺陷。
实施例5：
焊板厚度11mm，焊板间隙5mm。
激光功率20千瓦，离焦量1-4mm，光斑直径2-7mm。
采用4丝焊接，焊丝与焊板倾角为55°，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为35赫兹，摆动幅度4.0mm。
第一根焊丝直径为1.0mm，后三根焊丝直径1.6m；前两根焊丝的通电电流值240-320A，后两根焊丝的电流为280-360A；焊丝上面两根，下面两根。
焊接速度0.8-1.2m/min，送丝速度7-10m/min。
检验结果：全熔透、不咬边、焊缝成型好、无缺陷。
通过上述实施例可知，本发明摆动电弧激光焊可单道次完成焊板间隙5mm、焊板厚度12mm钢板的焊接，且工艺性能优良。可广泛应用于结构钢领域。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种摆动电弧激光焊，其特征在于：激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60º，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm。
2.一种摆动电弧激光焊，其特征在于：激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60º，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm，间隙距离1.5-2.5mm时，采用双丝焊接，当间隙距2.5-3.5mm时，采用三丝焊，当间隙距离3.5-5.0mm时，采用四丝焊。
3.一种摆动电弧激光焊，其特征在于：激光功率5-20千瓦，2-4根焊丝在前，与焊板倾角为45-60º，焊丝在垂直焊接方向上进行摆动，摆动频率为5-30赫兹，摆动幅度为装配间隙的0.5-0.8倍，焊丝在熔深、焊接方向和焊宽三个方向上的间距为1.5-4mm，间隙距离1.5-2.5mm时，采用双丝焊接，当间隙距2.5-3.5mm时，采用三丝焊，当间隙距离3.5-5.0mm时，采用四丝焊，焊板厚度在2-4mm时，焊丝直径为1.2mm及以下，焊板厚度在4-7mm时，至少有一根焊丝直径为1.6mm；当焊板厚度在7-12mm时，至少有两根焊丝直径为1.6mm。
4.如权利要求1-3所述的摆动电弧激光焊，其特征在于：焊接速度0.5-1.2m/min，送丝速度5-10m/min。
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