一种厚板窄间隙实施对焊的摆动激光-热丝焊接方法

摘要

一种厚板窄间隙实施对焊的摆动激光-热丝焊接方法，包含导电嘴(4)的设计、打底焊道(6)的焊接、填充焊道(7)的数道叠加焊接以及盖面焊道的焊接，导电嘴的有效长度L=[H/cosθ]+5mm，填充焊丝(5)的有效伸出长度为K，被焊工件(3)的坡口间隙(2)控制在D=6～10mm，打底焊道焊接时激光束(1)与焊接方向之间的夹角控制在80～85°且激光束焦点取负值，填充焊道焊接时激光束与焊接方向之间的夹角控制在85～90°且激光束焦点取正值，填充焊丝与打底焊道之间的倾角θ控制在20～60°，每道填充焊道焊接后要对其焊缝表面进行清理并清除被焊工件侧壁上产生的焊渣，最后完成盖面焊道的焊接，消除未熔合缺陷。

主权项

一种厚板窄间隙实施对焊的摆动激光‑热丝焊接方法，设定厚板的厚度为H，摆动激光形成的焊缝宽度为d，设定坡口间隙(2)宽度为D，d﹥D且D=6～10mm；设定激光束(1)焦点与被焊工件(3)待焊面之间的偏距为Def而其单位为mm，当激光束(1)焦点位于被焊工件(3)待焊面以下时Def取负值，当激光束(1)焦点位于被焊工件(3)待焊面以上时Def取正值，当激光束(1)焦点与被焊工件(3)待焊面重合时Def取0；该方法使用到激光器、光纤、导电嘴(4)、填充焊丝(5)、可编程一维扫描振镜及焊接电源；该方法包含导电嘴(4)的设计、打底焊道(6)的焊接、填充焊道(7)的数道叠加焊接以及盖面焊道的焊接，其它未述部分按常规焊接执行，其中填充焊丝(5)与打底焊道(6)之间的倾角为θ，其特征是：导电嘴(4)的设计：导电嘴(4)的有效长度L=[H/cosθ]+5mm，导电嘴(4)的前段厚度T=3mm，导电嘴(4)的前段宽度W=6mm，导电嘴(4)的内孔根据填充焊丝(5)的直径而定，填充焊丝(5)装在导电嘴(4)内的有效伸出长度为K；打底焊道(6)的焊接：将两被焊工件(3)放在水平操作台上并使两被焊工件(3)的坡口间隙(2)控制在所述D，设定焊接方向沿坡口间隙(2)中心线自右至左并平行于水平操作台，激光束(1)与所述焊接方向之间的夹角控制在80～85°，激光束(1)的功率控制在6.2～6.8kW，激光束(1)的所述Def取负值，激光束(1)的焊接速度控制在0.4～1.0m/min，在上述参数控制下对两被焊工件(3)实施一次打底焊道(6)的熔透焊接；填充焊道(7)的数道叠加焊接：将激光束(1)聚焦辐照在打底焊道(6)表面，激光束(1)与所述焊接方向之间的夹角控制在85～90°，激光束(1)的所述Def取正值，激光束(1)辐照在打底焊道(6)表面的激光光斑直径控制在1～2mm，填充焊丝(5)位于激光束(1)的左侧，填充焊丝(5)与打底焊道(6)之间的倾角θ控制在20～60°，填充焊丝(5)的末端需伸入所述激光光斑直径范围内，通过施加在导电嘴(4)的电流和电压对填充焊丝(5)进行预热，预热电流控制在80～200A，预热电压控制在6～10V；激光束(1)相对坡口间隙(2)宽度中心线的摆动倾角ψ控制在1～3°并满足d/D=1.1～1.2，在激光束(1)的功率3～5kW下其激光束(1)和填充焊丝(5)的焊接速度控制在0.3～0.8m/min，填充焊丝(5)的送丝速度控制在3.0～8.0m/min，填充焊道(7)的单道填充焊缝厚度控制在1.0～4.0mm，通过填充焊道(7)的数道叠加焊接使得焊缝接近被焊工件(3)的上表面并预留盖面焊道；在每道填充焊道(7)焊接后要对其焊缝表面进行清理并清除被焊工件(3)侧壁上产生的焊渣；盖面焊道的焊接：根据上述填充焊道(7)的焊接程序对预留盖面焊道实施摆动激光‑热丝焊接直至坡口间隙(2)被完全填充。