一种环缝激光-TIG复合焊接装置及使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111515539A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010317293.1(22)申请日2020.04.21(71)申请人华北水利水电大学地址450000河南省郑州市金水区北环路36号(72)发明人彭进(74)专利代理机构洛阳九创知识产权代理事务所(普通合伙)41156代理人狄干强(51)Int.Cl.B23K26/348(2014.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种环缝激光-TIG复合焊接装置及使用方法(57)摘要一种环缝激光-TIG复合焊接装置及使用方法，焊接激光头置于环焊缝母材12点方向的正上方，垂直向下发射激光束，第一TIG焊枪设置在环焊缝母材下方，并与第一TIG电源的负极电连通，第一TIG电源的正极与环焊缝母材电连通；第二TIG焊枪设置在激光束的前方，并与第二TIG电源的负极电连通，第二TIG电源的正极与环焊缝母材电连通；焊丝位于第二TIG焊枪的前方，且焊丝与热丝电源的正极电连通，热丝电源的负极与第二TIG焊枪电连通。本发明利用两把TIG焊枪和热丝电源产生多个不同位置、不同作用的电弧，不仅能够高效熔化焊丝，也能直接作用于激光作用区的工件背面提高焊接工件对激光能量吸收率。CN111515539ACN111515539A权利要求书1/2页1.一种环缝激光-TIG复合焊接装置，其特征在于：包括第一TIG电源（9）、第一TIG焊枪（1）、第二TIG电源（11）、第二TIG焊枪（2）、热丝电源（10）和焊接激光头，其中，焊接激光头置于环焊缝母材（8）12点方向的正上方，并垂直向下发射激光束（5），所述第一TIG焊枪（1）设置在环焊缝母材（8）下方，并与第一TIG电源（9）的负极电连通，第一TIG电源（9）的正极与环焊缝母材（8）电连通，从而在激光束（5）照射点的下方形成第一TIG电弧（12），从而提升母材对激光能量的吸收率；沿焊接方向，所述的第二TIG焊枪（2）设置在激光束（5）的前方，并与第二TIG电源（11）的负极电连通，第二TIG电源（11）的正极与环焊缝母材（8）电连通，从而在第二TIG焊枪（2）与环焊缝母材（8）之间形成第二TIG电弧（3）；所述焊丝（7）位于第二TIG焊枪（2）的前方，且焊丝（7）与热丝电源（10）的正极电连通，热丝电源（10）的负极与第二TIG焊枪（2）电连通，从而在第二TIG焊枪（2）和焊丝（7）之间形成第三TIG电弧（4）；所述环焊缝母材（8）在焊接时，能够在动力源的驱动下进行圆周自转。2.根据权利要求1所述的一种环缝激光-TIG复合焊接装置，其特征在于：所述环焊缝母材（8）上开设有便于与焊接工件结合的Y型、V型或U型坡口。3.根据权利要求1所述的一种环缝激光-TIG复合焊接装置，其特征在于：所述焊丝（7）由送丝机构（6）控制其在焊接过程中的送丝。4.根据权利要求1所述的一种环缝激光-TIG复合焊接装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将待焊接的环焊缝母材（8）上加工出Y型、V型或U型坡口，之后对焊接工件表面处理，去除表面杂质，再将焊接工件置于该坡口内，并用焊接夹具固定；2）在环焊缝母材（8）的12点方向的正上方布置焊接激光头，以使其垂直向下发射激光束（5）照射在环焊缝母材（8）上；3）在环焊缝母材（8）的内部布置第一TIG焊枪（1），第一TIG焊枪（1）与第一TIG电源（9）的负极电连通，第一TIG电源（9）的正极与环焊缝母材（8）电连通，从而在激光束（5）照射点下方的环焊缝母材（8）上形成第一TIG电弧（12）；4）沿焊接方向，在激光束（5）的前方设置第二TIG焊枪（2），第二TIG焊枪（2）与第二TIG电源（11）的负极电连通，第二TIG电源（11）的正极与环焊缝母材（8）电连通，从而在第二TIG焊枪（2）与环焊缝母材（8）之间形成第二TIG电弧（3）；5）在第二TIG焊枪（2）的前方布置送丝机构（6），并且使送丝机构（6）中的焊丝（7）与热丝电源（10）的正极电连通，热丝电源（10）的负极与第二TIG焊枪（2）电连通，从而在第二TIG焊枪（2）和焊丝（7）之间形成第三TIG电弧（4）；6）启动焊接激光头、第一TIG电源（9）、第二TIG电源（11）、热丝电源（10）和送丝机构（6），并使环焊缝母材（8）进行圆周自转进行焊接。5.根据权利要求4所述的一种环缝激光-TIG复合焊接装置的使用方法，其特征在于：所述激光束（5）的功率为1kW-10kW，第一TIG电源（9）提供给第一TIG焊枪（1）的焊接电流为10-80A，热丝电源（10）的电流为10-200A，第二TIG电源（11）的焊接电流为50-300A，焊接速度为0.05-2m/min。6.根据权利要求