CN110142511A - 一种低合金钢激光-mig电弧复合焊接的方法 - Google Patents

一种低合金钢激光-mig电弧复合焊接的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低合金钢激光‑MIG电弧复合焊接的方法，通过对低合金钢的坡口进行加工呈Y型，并优化激光‑MIG电弧复合焊接的工艺参数，增大了焊缝的深宽比，使焊接质量得到进一步提高；为得到具有更大深宽比的焊缝提供了理论支持，提高了低合金钢的焊接质量及焊接生产效率。本发明的焊接方法，具有快速加热、快速冷却，获得的组织细密、硬度高、耐磨性能好等特点；其工艺简单，易实施，有效提高焊接质量，基于现有的焊接工艺改进成本低，具有很强的实用性和广泛的适用性。

Description

一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法
技术领域
本发明涉及一种低合金钢的焊接方法，具体涉及一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，属于材料焊接技术领域。
背景技术
由于低合金钢的强度高、韧性好，在工业领域应用广泛，故其焊接技术也受到了极大的关注。当前，主要采用传统的埋弧焊和气体保护焊来进行低合金钢的焊接，由于其焊接热输入大、焊后变形大、易产生各类缺陷，故已经逐渐被更为高效的激光焊接所取代。
近年来，发展起来的激光-MIG(Metal inert gas welding,MIG)复合焊技术在提高焊接质量、简化焊接程序、缩短焊接时间等方面优势明显，具有焊接速度快，接头质量好的优点，适合全位置焊接，焊后接头的强度非常高。
但由于激光电弧复合焊接时容易产生气孔、咬边等缺陷，故对焊件的坡口间隙有严格要求。同时，影响激光-电弧复合焊主要的工艺参数(参数主要包含激光功率、焊接速度、电流电压、离焦量、光丝间距、保护气体等)众多，对这些参数的研究能改善复合焊的工艺，为探索焊接试验时熔池状态和焊缝成型有非常重要的作用。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高焊接质量，获得更大深宽比的焊缝的低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，包括以下步骤：
S1、坡口加工:在低合金钢的待焊部位加工出Y型坡口，且该坡口带有间隙a和钝边h；
S2、设定焊接参数:包括激光功率、焊接电压、焊接电流、焊接速度；
S3、清洁待焊部位的表面后，于坡口内进行激光-MIG电弧复合焊接。
上述步骤S1中的坡口角度θ取20～40°。
上述步骤S1中的间隙宽度a取0.3～0.7mm。
上述步骤S1中的钝边厚度h取6～10mm。
上述步骤S2中激光功率为4～6kW，焊接电压为20～22V，焊接电流为220～280A，焊接速度为0.5～0.8m/min。
上述步骤S3中的焊接过程中的光丝间距为2～4mm。
上述步骤S3中的焊接过程中的离焦量为-3～-1mm。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，通过对低合金钢的坡口进行加工呈Y型，并优化激光-MIG电弧复合焊接的工艺参数，增大了焊缝的深宽比，使焊接质量得到进一步提高；为得到具有更大深宽比的焊缝提供了理论支持，提高了低合金钢的焊接质量及焊接生产效率。
本发明的焊接方法，具有快速加热、快速冷却，获得的组织细密、硬度高、耐磨性能好等特点；其工艺简单，易实施，有效提高焊接质量，基于现有的焊接工艺改进成本低，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是本发明实施例中焊件的坡口形貌图；
图3是本发明实施例中焊件的焊缝形貌图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
本实施例所使用的仪器设备有：IPG公司生产的YSL-10000-S2型光纤激光器和ABB机器人，福尼斯TPS-5000焊接电源以及水冷系统。
本实施例所采用的低合金钢为Q345钢板。
如图1所示，本发明的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，包括以下步骤：
S1、坡口加工:在低合金钢的待焊部位加工出Y型坡口，坡口角度θ取20～40°，且该坡口带有宽度a取0.3～0.7mm的间隙和厚度h取6～10mm钝边；
S2、设定焊接参数:包括激光功率4～6kW、焊接电压20～22V、焊接电流220～280A、焊接速度0.5～0.8m/min；
S3、清洁待焊部位的表面后，进行激光-MIG电弧复合焊接，焊接过程中的光丝间距为2～4mm，离焦量为-3～-1mm。
实施例
在本试验中，坡口角度θ取30°，坡口间隙宽度a取0.5mm，钝边厚度h取8mm；采用的激光功率为5kW，焊接电压为22V，焊接电流为250A，焊接速度为0.6m/min。
焊前准备，将坡口周围30mm内进行喷砂处理，至露出金属光泽，用夹持工具将焊件装夹固定好，使得焊件的坡口对齐。
进行激光-MIG电弧复合焊接，焊接过程中取光丝间距为3mm，离焦量为-2mm，焊接加热集中，焊后获得深宽比大，焊接质量高的焊缝。
焊后检测：
使用型号为MOON-782C的焊接熔深显微镜测量焊缝的熔深和熔宽，相关数据如下表1所示，焊缝形貌如附图3所示。
表1焊缝的几何参数
以上试验表明，低合金钢的激光-MIG电弧复合焊接中，通过加工坡口和优化焊接工艺参数，能够获得深宽比大的焊缝，有利于提高低合金钢的焊接效率、和接头的力学性能和焊接质量，并可以降低生产成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、坡口加工:在低合金钢的待焊部位加工出Y型坡口，且该坡口带有间隙a和钝边h；
S2、设定焊接参数:包括激光功率、焊接电压、焊接电流、焊接速度；
S3、清洁待焊部位的表面后，于坡口内进行激光-MIG电弧复合焊接。
2.根据权利要求1所述的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，所述步骤S1中的坡口角度θ取20～40°。
3.根据权利要求1所述的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，所述步骤S1中的间隙宽度a取0.3～0.7mm。
4.根据权利要求1所述的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，所述步骤S1中的钝边厚度h取6～10mm。
5.根据权利要求1所述的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，所述步骤S2中激光功率为4～6kW，焊接电压为20～22V，焊接电流为220～280A，焊接速度为0.5～0.8m/min。
6.根据权利要求1所述的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，所述步骤S3中的焊接过程中的光丝间距为2～4mm。
7.根据权利要求1所述的一种低合金钢激光-MIG电弧复合焊接的方法，其特征在于，所述步骤S3中的焊接过程中的离焦量为-3～-1mm。
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