一种窄间隙激光-双弧双丝复合焊接方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115971662A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211556587.5(22)申请日2022.12.06(71)申请人哈尔滨焊接研究院有限公司地址150023黑龙江省哈尔滨市松北区创新路2077号(72)发明人滕彬黄瑞生陈健费大奎赵德民武鹏博徐锴范成磊梁晓梅聂鑫(74)专利代理机构北京艾纬铂知识产权代理有限公司16101专利代理师许姣(51)Int.Cl.B23K26/348(2014.01)B23K33/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种窄间隙激光-双弧双丝复合焊接方法(57)摘要本发明提出一种窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，通过双TIG电弧的引入增加侧壁熔透性配合通过平行送进的双丝的能够有效解决侧壁熔合不良问题；且双丝的引入能够显著增加熔敷效率，由此能够实现厚壁构件窄间隙的高效焊接。该方法用于对待焊试件的窄间隙坡口进行焊接；将激光束置于窄间隙坡口中间位置，两个用于产生TIG电弧的钨极位于激光束后侧，且位于窄间隙坡口的两个侧壁之间；两根焊丝在位于所述激光束前方，且并列分布在窄间隙坡口的两个侧壁之间；焊接时，激光束与两个钨极产生的双TIG电弧同时输出热源，两根焊丝同时送入熔池，两根焊丝在激光束与双TIG电弧的共同作用下熔化进入熔池，对窄间隙坡口进行多层单道焊接。CN115971662ACN115971662A权利要求书1/2页1.一种窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：用于对待焊试件的窄间隙坡口进行焊接；将激光束置于窄间隙坡口中间位置，两个用于产生TIG电弧的钨极位于所述激光束后侧，且并列分布在窄间隙坡口的两个侧壁之间；两根焊丝在位于所述激光束前方，且并列分布在窄间隙坡口的两个侧壁之间；焊接时，所述激光束与两个钨极产生的双TIG电弧同时输出热源，两根焊丝同时送入熔池，两根焊丝在激光束与双TIG电弧的共同作用下熔化进入熔池，对窄间隙坡口进行多层单道焊接。2.如权利要求1所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：当焊缝两侧的母材材质相同时，采用两根材质相同的焊丝，且两根焊丝的直径和送丝速度相同；当焊缝两侧的母材材质不同时，采用两根不同材质的焊丝，且两根焊丝的材质和与之对应侧母材的材质相同，依据焊接需求分别确定两根焊丝的直径和送丝速度。3.如权利要求1所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：两个钨极的交流电源的相位相同。4.如权利要求1‑3任一项所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：两根焊丝和与之对应侧侧壁之间的间距相等。5.如权利要求1‑3任一项所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：两根焊丝的送丝速度为1m/min～8m/min，焊丝直径为0.8mm～1.6mm。6.如权利要求1‑3任一项所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：用于产生TIG电弧的钨极的长度为10mm～50mm；两个钨极之间的间距为1mm～3mm。7.如权利要求1‑3任一项所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：用于产生所述激光束的激光热源的功率为1000W～10000W；离焦量为‑10mm～10mm；摆动频率为20Hz～400Hz；摆动幅度为0.5mm～15mm。8.如权利要求1或2或3所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：步骤1：设计坡口形式，对待焊工件进行预处理，调节两根焊丝、激光束、两个钨极间的空间位置关系；步骤2：设置焊接参数，所述焊接参数包括：送丝速度、焊丝直径、离焦量、激光功率、激光束摆动方式、激光束摆动幅度和频率、焊接电流、焊接电压、钨极长度、双钨极间距；步骤3：实施焊接：启动焊接电源开关，使激光束与两个钨极产生的双TIG电弧同时输出热源，两根焊丝同时送入熔池，集成有两根焊丝、激光器和两个钨极的焊枪沿焊接方向按设定速度移动；焊接过程中，激光束按设定轨迹和频率摆动；焊接过程中，通过TIG焊电弧弧压跟踪功能，实时调整复合焊枪的高度位置，确保复合焊枪与待焊工件的距离一致，依据步骤2中设置的焊接参数进行单道多层焊接，最终实现厚板窄间隙焊接。9.如权利要求1或2或3所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：利用设置在激光束前侧的送丝组件将两根并列设置的焊丝送入窄间隙坡口的两个侧壁之间；利用设置在激光束后侧并列设置的两个电极组件提供双TIG电弧热源；2CN115971662A权利要求书2/2页利用送气组件将保护气体均匀的送入熔池周围；焊接过程中，利用枪体冷却单元对焊接装置本体进行冷却，利用电极组件对电极进行冷却。10.如权利要求9所述的窄间隙激光‑双弧双丝复合焊接方法，其特征在于：送丝组件中通过两个相互独立的送丝单元，分