[發(fā)明專利]一種電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊方法和設備

無效

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• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN101862913A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 羅鍵;趙國際;陳勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊方法和設備，其特征在于在焊接區(qū)域使用外加交變磁場控制激光束(1)-TIG電弧(6)-工件(9)金屬離子化所共同形成的等離子體的特性，降低對激光束的屏蔽作用，提高激光的利用率，并且在電場輔助的綜合作用下，增大焊縫(7)熔深，同時對激光-TIG電弧熔釬焊的液態(tài)釬料熔池(8)進行電磁攪拌與電磁激勵強化的輔助作用，促進液態(tài)釬料有序流動及其在較高的金屬材料表面破膜、潤濕、鋪展與擴散，促進液態(tài)釬料與熔點較低金屬材料熔化的母材充分地混合，提高釬焊焊縫成分的均勻化程度，穩(wěn)定焊接過程，減少焊接缺陷，提高焊接速度，改善焊縫成形，優(yōu)化釬焊焊縫組織與性能，以提高釬焊接頭的質量和壽命；

作為釬料的焊絲(11)通過送絲裝置(10)連接焊接電源(12)的正極，焊槍鎢極(2)接電源的負極，工件(9)不與焊接電源(12)相連接；直流TIG焊接時，將有利于作為釬料的焊絲熔化，而鎢極熱量較少，避免焊槍鎢極的嚴重燒損，同時，焊接電流在熔池中從釬料焊絲(11)流入鎢極，與激光束(1)垂直，最終形成電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊技術；交流焊接時，作為釬料的焊絲與鎢極的焊接極性交替變化，特別有利于有色金屬材料的激光-TIG電弧復合熔-釬焊，增強了熔釬焊過程的穩(wěn)定性；

電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊方法的工藝參數為：TIG電弧，鎢極直徑Φ1.6-3.2mm，焊接電流40-500A，電弧長度1-5mm，焊接速度30-5000mm/min，Ar或者He氣流量10-50L/min，釬料焊絲直徑Φ0.8-3.2mm，送絲速度60-1200mm/min，輔助磁場強度為80～9700Gs，占空比為40-80％，磁場頻率為5-100Hz，釬料通過填絲方式進進行釬焊，外加磁場與焊接前進方法的夾角為15-30度角，激光功率為1-8KW。

2.根據權利要求1所述的電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊方法和設備，其特征在于使用的勵磁線圈單獨由基于ARM微處理器的數字化專用勵磁電源供給精準的勵磁電流，其勵磁電流波形為間歇變極性的長方波形，產生出相應的間歇交變混合磁場，外加磁場頻率與強度精確可調，配合相應的激光-TIG電弧復合熔釬焊方法；外加輔助磁場、電場的電磁激勵和電磁攪拌作用使液態(tài)釬料在焊接過程中更充分地在固態(tài)母材基體上潤濕與鋪展，且與發(fā)生熔化的液態(tài)金屬母材充分均勻混合，促進釬料與母材間的相互擴散和成分均勻化，并能實現電磁凈化、電磁熱處理、激光焊接的獨特功能，抑制有害物質的形成，提高釬焊接頭的強度，綜合改善熔-釬焊的連接質量。

3.根據權利要求1和2所述的電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊方法和設備，其特征在于適用于I型、V型、Y型、X型的焊縫形式，接頭為對接、搭接、卷邊、點結構；將勵磁線圈安裝在焊槍上，由焊縫正面垂直對液態(tài)釬料實施電磁激勵作用；或者將勵磁線圈安裝在工件背面，由焊縫背面垂直對液態(tài)釬料實施電磁激勵作用；或者安裝兩個勵磁線圈，同時在焊縫正面和背面垂直對液態(tài)釬料實施電磁激勵作用；或者外加輔助磁場傾斜施加于釬焊液態(tài)熔池，磁場與工件水平面的夾角為15-30°、以激光束中心線為軸線的立體圓錐面的任意位置；或者外加輔助磁場只施加在工件焊縫的單獨一側，形成半磁場的電磁電流耦合場輔助的激光-TIG電弧復合熔釬焊復合方式。