CN117123923A - 一种大规格系泊链的闪光焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规格系泊链的闪光焊接工艺；属于闪光焊接领域，具体操作步骤：打磨、清洗、定位、加热焊件、熔化焊丝、冷却。本发明将超高功率激光入射至深熔TIG电弧“匙孔”中，利用深熔TIG电弧挺度高和穿透力强，速度快、深度大、变形小，能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好，能够将焊缝冷却速度明显加快，并且每道焊缝焊接完成后，只需浇水冷却3min左右，能够焊缝温度快速降至40℃左右提高了大规格系泊链的闪光焊接工艺操作过程中焊接成型的速度。
Description
技术领域
本发明涉及闪光焊接领域，涉及了一种大规格系泊链的闪光焊接工艺。
背景技术
厚度为20—60mm的钢板称为厚板，厚板被广泛用来制造各种容器、炉壳、炉板、桥梁及汽车静钢钢板、低合金钢钢板、桥梁用钢板、造船钢板、锅炉钢板、压力容器钢板、花纹钢板、汽车大梁钢板。拖拉机某些零件及焊接构件。
厚板焊接技术是航空航天、海洋工程、石油化工、船舶桥梁等众多国民经济领域大尺寸结构件的最关键制造技术之一，它很大程度影响了最终产品的制造效率和质量。
传统TIG电弧复合焊接技术解决了激光焊接时能量利用率低、对装配间隙要求高的问题，且增加了焊接熔深，降低了能耗，传统TIG复合焊接时，无法在室温或特殊条件下进行焊接，同时超高功率激光产生的焊接飞溅和光致等离子体导致TIG钨极易烧损，且对TIG电弧产生严重干扰，导致过程稳定性差。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供了一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，以解决上述背景技术中提出传统TIG电弧复合焊接技术解决了激光焊接时能量利用率低、对装配间隙要求高的问题，且增加了焊接熔深，降低了能耗，传统TIG复合焊接时，无法在室温或特殊条件下进行焊接，同时超高功率激光产生的焊接飞溅和光致等离子体导致TIG钨极易烧损，且对TIG电弧产生严重干扰，导致过程稳定性差的问题。
技术方案：本发明所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其操作工艺的步骤是：打磨、清洗、定位、加热焊件、熔化焊丝及冷却工艺；
其中，打磨：将需要焊接的厚板工件的连接处以及厚板工件的两侧表面进行打磨出来；
清洗：打磨以后再将焊接的厚板工件的表面的灰尘、油污用抹布清理干净，用喷有丙酮清洗剂的干净抹布将工件表面距离焊缝50mm范围内朝着一个方向擦拭，禁止来回拭擦，每条抹布只能擦一条焊缝，抹布脏了后要报废扔到盛放脏抹布的桶里；
定位：然后再将厚板工件放置在打磨平台上，通过夹持工具将厚板工件定位在焊接平台上方；
加热焊件：利用夹具将激光头和深熔TIG焊枪固定，调整激光头与待焊厚板工件表面法线方向夹角为15°，调整深熔TIG焊枪和激光头之间的夹角为35°，并调整待焊厚板工件表面上激光斑点与深熔TIG焊枪钨极尖端的距离为1m；
熔化焊丝：设置超高功率激光-深熔TIG复合焊接参数，预通保护气体，先启动深熔TIG焊枪，再启动激光入射，使激光头和深熔TIG焊枪相对待焊厚板工件同步移动，进行超高功率激光-深熔TIG电弧复合焊接；
冷却：将焊接完以后的厚板工件进行冷却处理。
进一步的，所述打磨范围：焊缝两侧不小于30mm，使用不锈钢丝轮角磨机沿着焊缝方向打磨，打磨速度约12s/m，角磨机打磨不到的位置采用不锈钢丝刷打磨，对于焊接附件较大的工件表面，使用不锈钢轮或千叶片焊接表面进行打磨，待焊接的厚板工件的厚度为40mm，打磨厚板工件过程中需要朝一个方向进行打磨，禁止打磨工具前后来回打磨，并且打磨深度不能超过0.2mm，同时打磨过程中不能用手接触工件，特别是清理后的焊缝区域，部件吊运后要对吊运部位检查，对污染区域重新清理，打磨区域不能超过清洗剂清洗的区域，打磨后的区域若发生污染需要重新清理。
进一步的，所述的激光头由30KW～60KW超高功率工业激光器提供，超高功率工业激光器为CO2气体激光器、YAG固体激光器、半导体激光器或光纤激光器；激光器的激光输出为连续激光或脉冲激光。
进一步的，所述的深熔TIG焊枪焊接脉冲频率为500Hz～100KHz，占空比为15％～85％。
进一步的，所述保护气体为惰性保护气体，气体流量为10L/min～50L/min。
进一步的，所述激光头和深熔TIG焊枪相对待焊厚板工件同步移动速度为0.5m/min～15m/min。
进一步的，激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1，可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
进一步的，焊接成型过程中采用焊缝浇水的冷却方式，能够将焊缝冷却速度明显加快，并且每道焊缝焊接完成后，只需浇水冷却3min左右，能够焊缝温度快速降至40℃左右(手摸不烫)。
有益效果：本发明与现有技术相比，本发明的特点是：本发明将超高功率激光入射至深熔TIG电弧“匙孔”中，利用深熔TIG电弧挺度高和穿透力强，速度快、深度大、变形小，能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好，能够将焊缝冷却速度明显加快，并且每道焊缝焊接完成后，只需浇水冷却3min左右，能够焊缝温度快速降至40℃左右(手摸不烫)提高了大规格系泊链的闪光焊接工艺操作过程中焊接成型的速度。
附图说明
图1为本发明大规格系泊链的闪光焊接工艺流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，包括如下步骤：打磨、清洗、定位、加热焊件、熔化焊丝及冷却工艺。
具体的；打磨：将需要焊接的厚板工件的连接处以及厚板工件的两侧表面进行打磨出来；
清洗：打磨以后再将焊接的厚板工件的表面的灰尘、油污用抹布清理干净，用喷有丙酮清洗剂的干净抹布将工件表面距离焊缝50mm范围内朝着一个方向擦拭，禁止来回拭擦，每条抹布只能擦一条焊缝，抹布脏了后要报废扔到盛放脏抹布的桶里；
定位：然后再将厚板工件放置在打磨平台上，通过夹持工具将厚板工件定位在焊接平台上方；
加热焊件：利用夹具将激光头和深熔TIG焊枪固定，调整激光头与待焊厚板工件表面法线方向夹角为15°，调整深熔TIG焊枪和激光头之间的夹角为35°，并调整待焊厚板工件表面上激光斑点与深熔TIG焊枪钨极尖端的距离为1m；
熔化焊丝：设置超高功率激光-深熔TIG复合焊接参数，预通保护气体，先启动深熔TIG焊枪，再启动激光入射，使激光头和深熔TIG焊枪相对待焊厚板工件同步移动，进行超高功率激光-深熔TIG电弧复合焊接；
冷却：将焊接完以后的厚板工件进行冷却处理。
进一步的，所述打磨范围：焊缝两侧不小于30mm，使用不锈钢丝轮角磨机沿着焊缝方向打磨，打磨速度约12s/m，角磨机打磨不到的位置采用不锈钢丝刷打磨，对于焊接附件较大的工件表面，使用不锈钢轮或千叶片焊接表面进行打磨，待焊接的厚板工件的厚度为40mm，打磨厚板工件过程中需要朝一个方向进行打磨，禁止打磨工具前后来回打磨，并且打磨深度不能超过0.2mm，同时打磨过程中不能用手接触工件，特别是清理后的焊缝区域，部件吊运后要对吊运部位检查，对污染区域重新清理，打磨区域不能超过清洗剂清洗的区域，打磨后的区域若发生污染需要重新清理。
进一步的，所述的激光头由30KW～60KW超高功率工业激光器提供，超高功率工业激光器为CO2气体激光器、YAG固体激光器、半导体激光器或光纤激光器；激光器的激光输出为连续激光或脉冲激光。
进一步的，所述深熔TIG焊枪焊接脉冲频率为500Hz～100KHz，占空比为15％～85％。
进一步的，所述保护气体为惰性保护气体，气体流量为10L/min～50L/min。
进一步的，所述激光头和深熔TIG焊枪相对待焊厚板工件同步移动速度为0.5m/min～15m/min。
进一步的，激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1，可进行微型焊接，激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。
进一步的，焊接成型过程中采用焊缝浇水的冷却方式，能够将焊缝冷却速度明显加快，并且每道焊缝焊接完成后，只需浇水冷却3min左右，能够焊缝温度快速降至40℃左右(手摸不烫)。
该大规格系泊链的闪光焊接工艺，具有速度快、深度大、变形小，能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。例如，激光通过电磁场，光束不会偏移，激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。
Claims (10)
1.一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，其操作步骤如下：
(1)：打磨；
(2)：清洗；
(3)：定位；
(4)：加热焊件；
(5)：熔化焊丝；
(6)：冷却。
2.根据权利要求1所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
在步骤(1)中，所述打磨的工艺具体是：将需焊接的厚板工件的连接处及厚板工件的两侧表面进行打磨。
3.根据权利要求2所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
所述打磨的范围：焊缝两侧不小于30mm，使用不锈钢丝轮角磨机沿着焊缝方向打磨，打磨速度约12s/m，其余位置采用不锈钢丝刷打磨，对于焊接附件较大的工件表面，使用不锈钢轮或千叶片焊接表面进行打磨，待焊接的厚板工件的厚度为40mm，打磨厚板工件过程中需朝一个方向进行打磨，且打磨深度不超过0.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
在步骤(2)中，所述清洗的工艺具体是：将打磨后的厚板工件进行焊接，将焊接后的厚板工件的表面的灰尘、油污进行清理，再用喷有丙酮清洗剂的干净抹布将厚板工件表面距离焊缝50mm范围内朝着一个方向进行擦拭。
5.根据权利要求1所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
在步骤(3)中，所述定位的工艺具体是：将清洗后的厚板工件放置在打磨平台上，通过夹持工具将厚板工件定位在焊接平台的上方。
6.根据权利要求1所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
在步骤(4)中，所述加热焊件的工艺具体是：利用夹具将激光头和深熔TIG焊枪固定，调整激光头与待焊厚板工件表面法线方向夹角为15°，调整深熔TIG焊枪和激光头之间的夹角为35°，并调整待焊厚板工件表面上激光斑点与深熔TIG焊枪钨极尖端的距离为1m。
7.根据权利要求6所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
所述的激光头是30KW～60KW的超高功率工业激光器，
所述超高功率工业激光器为CO2气体激光器、YAG固体激光器、半导体激光器或光纤激光器中的一种；
其中，所述超高功率工业激光器的激光输出为连续激光或脉冲激光；
所述深熔TIG焊枪的焊接脉冲频率为500Hz～100KHz，占空比为15％～85％。
8.根据权利要求1所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
在步骤(5)中，所述熔化焊丝的工艺具体是：设置超高功率激光-深熔TIG复合焊接参数，预通保护气体，先启动深熔TIG焊枪，再启动激光入射，使激光头和深熔TIG焊枪相对待焊厚板工件同步移动，进行超高功率激光-深熔TIG电弧复合焊接。
9.根据权利要求8所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，
所述的保护气体为惰性保护气体，气体流量为10L/min～50L/min；
所述激光头和深熔TIG焊枪相对待焊厚板工件同步移动速度为：0.5m/min～15m/min。
10.根据权利要求1所述的一种大规格系泊链的闪光焊接工艺，其特征在于，在步骤(6)中，所述冷却的工艺具体是：将焊接完以后的厚板工件进行冷却处理。
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