CN109093259A - 一种双波长复合送丝焊接方法 - Google Patents

一种双波长复合送丝焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109093259A
CN109093259A CN201710474307.9A CN201710474307A CN109093259A CN 109093259 A CN109093259 A CN 109093259A CN 201710474307 A CN201710474307 A CN 201710474307A CN 109093259 A CN109093259 A CN 109093259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
laser
wire feed
wire
wave band
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
Application number
CN201710474307.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王翘
周航
韩金龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United Winners Laser Co Ltd
Original Assignee
United Winners Laser Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Winners Laser Co Ltd filed Critical United Winners Laser Co Ltd
Priority to CN201710474307.9A priority Critical patent/CN109093259A/zh
Publication of CN109093259A publication Critical patent/CN109093259A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
    • B23K26/123—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in an atmosphere of particular gases

Abstract

本发明公开了一种双波长复合送丝焊接方法，该方法是在焊接过程中通过送丝系统以规定的送丝速度向被焊接物的焊接位置输送焊丝,并在保护气体下，以规定的焊接速度对焊接位置上的焊丝发射由主波段激光和次波段激光复合而成的波长及功率不同的双波长复合激光而将焊丝焊接在焊接位置上，其中，所述次波段激光用于将焊丝加热的同时对被焊接物体进行预热以延缓焊接熔池金属液的冷却速度，所述主波段激光用于将焊丝熔化的同时进行焊接。通过采用本发明的双波长复合送丝焊接方法进行焊接焊后的外观光滑平整，焊道表面细腻均匀，焊缝处无裂纹缺陷，极大的降低气孔概率，提高了焊后接头的强度。

Description

一种双波长复合送丝焊接方法
【技术领域】
本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种双波长复合送丝焊接方法。
【背景技术】
随着现代交通运输业的高速发展以及对能源消耗和环境保护要求的愈发严格，促进了轻量化材料在列车上的广泛应用。铝合金由于具有密度小、比强度高、比刚度大以及不易被腐蚀等优点，使其成为高速列车轻量化的首选材料。在焊接过程中，由于铝合金热导率大、散热快，使焊缝冷却速度增加，从而导致焊缝极易产生气孔和裂纹。传统焊接铝合金的方法有气体保护焊（TIG）和熔化极惰性气体保护焊(MIG)，气体保护焊的焊接效率较低，而熔化极惰性气体保护焊的残余应力较大，变形严重，且接头强度不高。而激光焊接具有能量密度高、焊接变形小、焊缝深宽比大，焊接强度高等优点，迅速成为铝合金焊接的发展趋势。如图2～图4所示，现有技术采用双波长对焊或单波长送丝焊的方式对高速列车用的蜂窝板和型材进行焊接，但是，采用双波长对焊时在焊缝处容易产生裂纹且熔深不够，不能满足强度的要求，而采用单波长送丝焊时，虽然焊缝处没有裂纹，但是外观达不到要求。
【发明内容】
综上所述，本发明主要的目的是为了解决对高速列车用的蜂窝板和型材进行焊接时，采用双波长对焊的方式在焊缝处容易产生裂纹且熔深不够，不能满足焊接强度的要求，采用单波长送丝焊的方式，外观边缘不够平滑的技术问题，而提供一种双波长复合送丝焊接方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种双波长复合送丝焊接方法，该方法是在焊接过程中通过送丝系统以规定的送丝速度向被焊接物的焊接位置输送焊丝,并在保护气体下，以规定的焊接速度对焊接位置上的焊丝发射由主波段激光和次波段激光复合而成的波长及功率不同的双波长复合激光而将焊丝焊接在焊接位置上，其中，所述次波段激光用于将焊丝加热的同时对被焊接物体进行预热以延缓焊接熔池金属液的冷却速度，所述主波段激光用于将焊丝熔化的同时进行焊接。
所述被焊接物及所述焊丝为铝合金，所述焊丝的直径为1.0mm。
所述双波长复合激光是由双波长激光焊接头发射出的。
所述双波长激光焊接头与被焊接物之间的距离为200mm。
所述主波段激光的波长为1070nm；主波段激光的功率范围为1000w-2000w，优选1700w。
所述次波段激光的波长为915nm；次波段激光的功率范围为850w-950w，优选950w。
所述规定的焊接速度为30mm/s-80mm/s，优选40 mm/s。
所述规定的送丝速度为2m/min-6m/min，优选5m/min。
所述保护气体为氮气，该保护气体的流量为9L/min。
所述送丝系统的轴线方向与被焊接物之间的夹角为30°。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所产生的有益效果在于：通过采用由两条波段、功率不同的激光整形而成的双波长复合激光将焊丝焊接在被焊接物体的焊接位置上，通过采用该焊接方式，满足了对焊后外观、熔深和强度的要求。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图；
图2是采用现有单波长激光器送丝焊接后的焊道结构示意图；
图3是采用现有双波长激光器对焊后的焊缝渗透实验示意图；
图4是采用现有双波长激光器对焊后的熔深示意图；
图5是本发明的双波长送丝复合焊接后的焊道结构示意图；
图6是本发明的双波长送丝复合焊接后的焊缝渗透实验示意图；
图7是本发明的双波长送丝复合焊接后送丝熔深示意图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不会构成任何限制。
如图1，图5～7所示，本发明的双波长复合送丝焊接方法的发明点在于：在焊接过程中通过送丝系统1以规定的送丝速度向被焊接物2的焊接位置输送焊丝,并在保护气体下，以规定的焊接速度对焊接位置上的焊丝发射由主波段激光和次波段激光复合而成的波长及功率不同的双波长复合激光而将焊丝焊接在焊接位置上。
如图1进一步地，所述双波长复合激光是由双波长激光焊接头3发射出的。在本实施例中，所述双波长激光焊接头与被焊接物之间的距离为200mm。
在本实施例中，所述主波段激光用于将焊丝熔化的同时进行焊接。进一步地，所述主波段激光是光纤激光器激光，所述主波段激光的波长的范围为1065nm-1075nm ，在本实施例中波长优选1070nm；主波段激光的功率范围为1000w-2000w，在本实施例中，功率优选1700w。
在本实施例中，所述所述次波段激光用于将焊丝加热的同时对被焊接物体进行预热以延缓焊接熔池金属液的冷却速度。进一步地，所述次波段激光是半导体激光器激光，所述次波段激光的波长的范围为910nm-920nm，在本实施例中，波长优选915nm；次波段激光的功率范围为850w-950w，在本实施例中，功率优选950w。
在本实施例中，所述被焊接物及所述焊丝均采用铝合金，在本实施例中，优选地，所述被焊接物采用6系铝合金，所述焊丝采用4系铝合金，可以得到较好的焊接效果。
进一步地，所述焊丝的直径为1.0mm。
进一步地，所述规定的焊接速度为30mm/s-80mm/s，在本实施例中，焊接速度优选40 mm/s。
进一步地，所述规定的送丝速度为2m/min-6m/min，在本实施例中，送丝速度优选5m/min。
在本实施例中，所述保护气体为氮气。该氮气在焦点处焊接并用于提高焊缝质量及避焊接部位氧化。所述保护气体的流量为9L/min。
进一步地，所述送丝系统的轴线方向与被焊接物之间的夹角为30°。
本发明的双波长复合送丝焊接方法的具体焊接步骤如下：
a、将主机、冷水机、工作台、焊接头、光纤和送丝系统连接起来，接入频率为50hz的电源；
b、将直径为1.0mm的4系铝合金焊丝接入送丝系统，焊接头上安装旁轴吹气系统；
c、打开主机、冷水机、工作台、送丝机构，调整焊接头与工件的距离为200mm，使送丝系统的轴线方向与待焊接物体之间夹角为30°；
d、通过焊接主机的控制面板调整功率大小，主波段波长和次波段波长的值，通过工作台的控制面板调整焊接速度，通过送丝系统的控制面板调整送丝速度。通过减压阀调整氮气流量；
e、最后通过焊接程序实时控制送丝和保护气的开始和停止。
在本实施例中，如图5～7所示，通过采用上述双波长复合送丝焊接方法，通过工作台的控制面板将各参数调整为主波段激光的波长为1070nm，功率为1700w；次波段激光的波长在915nm，波长功率为950w；焊接速度为40mm/s，送丝速度为5m/min，N2流量为9L/min时，焊后的外观光滑平整，焊道表面细腻均匀，焊缝处无裂纹缺陷，极大的降低气孔概率，提高了焊后接头的强度。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，该方法是在焊接过程中通过送丝系统以规定的送丝速度向被焊接物的焊接位置输送焊丝,并在保护气体下，以规定的焊接速度对焊接位置上的焊丝发射由主波段激光和次波段激光复合而成的波长及功率不同的双波长复合激光而将焊丝焊接在焊接位置上，其中，所述次波段激光用于将焊丝加热的同时对被焊接物体进行预热以延缓焊接熔池金属液的冷却速度，所述主波段激光用于将焊丝熔化的同时进行焊接。
2.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述被焊接物及所述焊丝为铝合金，所述焊丝的直径为1.0mm。
3.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述双波长复合激光是由双波长激光焊接头发射出的。
4.根据权利要求3所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述双波长激光焊接头与被焊接物之间的距离为200mm。
5.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述主波段激光是光纤激光器激光,其波长的范围为1065nm-1075nm；所述主波段激光的功率范围为1000w-2000w。
6.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述次波段激光是半导体激光器激光，其波长的范围为910nm-920nm；所述次波段激光的功率范围为850w-950w。
7.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述规定的焊接速度为30mm/s-80mm/s。
8.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述规定的送丝速度为2m/min-6m/min。
9.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述保护气体为氮气，该保护气体的流量为9L/min。
10.根据权利要求1所述的双波长复合送丝焊接方法，其特征在于，所述送丝系统的轴线方向与被焊接物之间的夹角为30°。
CN201710474307.9A 2017-06-21 2017-06-21 一种双波长复合送丝焊接方法 Pending CN109093259A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710474307.9A CN109093259A (zh) 2017-06-21 2017-06-21 一种双波长复合送丝焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710474307.9A CN109093259A (zh) 2017-06-21 2017-06-21 一种双波长复合送丝焊接方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109093259A true CN109093259A (zh) 2018-12-28

Family

ID=64795975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710474307.9A Pending CN109093259A (zh) 2017-06-21 2017-06-21 一种双波长复合送丝焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109093259A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050017892A (ko) * 2003-08-11 2005-02-23 현대자동차주식회사 브레이징 접합용 레이저 헤드장치
CN102310289A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 通用电气公司 混合激光弧焊接工艺和设备
CN103862178A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 哈尔滨工业大学 一种消除铝合金激光焊接气孔的方法
CN104411439A (zh) * 2012-07-06 2015-03-11 林肯环球股份有限公司 用于在热焊丝工艺期间使用两个激光束加热消耗品的方法和系统
CN104985327A (zh) * 2015-07-27 2015-10-21 哈尔滨工业大学 一种双焦点激光与InFocus电弧复合焊接方法
CN105537770A (zh) * 2014-10-22 2016-05-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用交叉双激光束的铝合金的激光传导方式焊接
JP2016078075A (ja) * 2014-10-16 2016-05-16 株式会社Ｉｈｉ検査計測 レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置
CN106229429A (zh) * 2016-08-26 2016-12-14 深圳市联赢激光股份有限公司 一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法
CN106271079A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 深圳市联赢激光股份有限公司 一种电池注液孔的双波长复合焊接方法
CN106493471A (zh) * 2016-12-19 2017-03-15 中国矿业大学 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050017892A (ko) * 2003-08-11 2005-02-23 현대자동차주식회사 브레이징 접합용 레이저 헤드장치
CN102310289A (zh) * 2010-06-30 2012-01-11 通用电气公司 混合激光弧焊接工艺和设备
CN104411439A (zh) * 2012-07-06 2015-03-11 林肯环球股份有限公司 用于在热焊丝工艺期间使用两个激光束加热消耗品的方法和系统
CN103862178A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 哈尔滨工业大学 一种消除铝合金激光焊接气孔的方法
JP2016078075A (ja) * 2014-10-16 2016-05-16 株式会社Ｉｈｉ検査計測 レーザ溶接方法及びレーザ溶接装置
CN105537770A (zh) * 2014-10-22 2016-05-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 利用交叉双激光束的铝合金的激光传导方式焊接
CN104985327A (zh) * 2015-07-27 2015-10-21 哈尔滨工业大学 一种双焦点激光与InFocus电弧复合焊接方法
CN106229429A (zh) * 2016-08-26 2016-12-14 深圳市联赢激光股份有限公司 一种动力电池盖板的双波长复合焊接方法
CN106271079A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 深圳市联赢激光股份有限公司 一种电池注液孔的双波长复合焊接方法
CN106493471A (zh) * 2016-12-19 2017-03-15 中国矿业大学 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008267584B2 (en) Method and device for connecting thick-walled metal workpieces by welding
CN102601501A (zh) 一种厚板钛合金窄间隙磁控tig焊接工艺
WO2022012000A1 (zh) 一种全位置熔化极电弧-激光双面复合焊接工艺及其设备
US20060175315A1 (en) System and method of joining overlapping workpieces
CN103537880B (zh) 一种激光焊机焊接高强钢的焊接方法
CN108544093B (zh) 一种低合金钢低功率激光-电弧复合全位置焊接方法
CN106624281A (zh) 一种采用cmt技术制备钢铝异种金属搭接接头的方法
CN110238528B (zh) 一种法向送丝的激光-热丝tig复合焊接方法
CN107309563A (zh) 一种高级别管线钢的激光‑电弧复合焊接方法
CN103831533A (zh) 钛合金激光－mig复合焊接方法
CN104907696A (zh) 一种考虑焊接电流值的激光-电弧复合焊接方法
WO2014140763A2 (en) System and method of welding stainless steel to copper
CN110238525A (zh) 一种低碳钢与铸铁的异种金属焊接方法
CN104014933A (zh) 一种激光-toptig复合焊接的方法
CN107570874A (zh) 激光电弧复合焊
US8378260B2 (en) Method and device for permanently connecting components of heat-meltable, metallic materials
CN111604593A (zh) 一种激光镜像焊接方法
CN107243694A (zh) 一种汽车用镀锌板的叠焊方法
CN109093259A (zh) 一种双波长复合送丝焊接方法
KR20100074890A (ko) 하이브리드 용접 방법
CN103785917B (zh) 一种汽车钎焊装置
CN114054955A (zh) 一种中厚板海洋平台用钢激光-电弧复合焊接工艺
CN109570766B (zh) 一种铝合金板材焊接方法
CN110936019A (zh) 一种气流辅助激光填丝窄间隙焊接装置及使用方法
CN103624379A (zh) 一种铝合金对接接头的mig补焊方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181228

RJ01 Rejection of invention patent application after publication