[發(fā)明專利]一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510445840.3
• 申請(qǐng)日: 2015-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105149740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡佩佩;李中權(quán);成群林;張小龍;孫錫建;雷正龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/16
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/16;B23K9/235;B23K9/095;B23K101/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法，屬于材料加工工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

T型結(jié)構(gòu)在船舶、航天航空和車(chē)輛等工業(yè)應(yīng)用廣泛，隨著船舶、航天航空和車(chē)輛向大噸位和大運(yùn)載能力的發(fā)展，對(duì)厚板T型結(jié)構(gòu)的需求越來(lái)越多，因此，提高厚板T型接頭的焊接效率和焊接質(zhì)量具有十分重要的意義。目前對(duì)于T型接頭，廣泛采用的焊接工藝都是先將一面焊縫焊好后，用碳弧氣刨在其另一面作清根工作或刨出坡口，再焊接另外一面焊縫的方法。其缺點(diǎn)是焊接效率低、焊接周期長(zhǎng)，焊接變形大，單側(cè)依次順序雙面焊焊接第一道焊縫后，立板容易彎曲及向焊縫傾斜；此外第一道焊縫的微小缺陷將導(dǎo)致第二道焊縫出現(xiàn)焊接過(guò)程不穩(wěn)定，出現(xiàn)氣孔和裂紋；T型接頭在焊接區(qū)域的傳導(dǎo)方式是三維的，與平面相比，冷卻速度更快且存在差異，裂紋傾向性更大，因此傳統(tǒng)的T型接頭焊接質(zhì)量也受到很大影響，滿足不了重要結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量要求。

美國(guó)的EWI等研究機(jī)構(gòu)利用兩臺(tái)激光器提供雙光束，實(shí)現(xiàn)了T型接頭的激光同步焊接，并成功用于飛機(jī)帶筋壁板的焊接，但設(shè)備復(fù)雜，成本極高限制了其應(yīng)用。將一臺(tái)高功率激光器分成兩束形成的雙光束，可以克服一些困難，但受分光鏡及空間限制，調(diào)焦裝配困難，對(duì)位置精度要求高，所需激光器總功率在4000W(CO₂Laser)以上，成本也難以控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在針對(duì)T型接頭傳統(tǒng)方法焊接中存在的焊接變形大、接頭強(qiáng)度低、氣孔多、效率低及激光同步焊接成本過(guò)高等諸多問(wèn)題存在的問(wèn)題，提出一種新方法，即一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法。

本發(fā)明的一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的：

步驟一：將工件的待焊接部位加工成坡口或不進(jìn)行處理，焊接前，對(duì)雙面對(duì)稱焊接坡口及其兩側(cè)表面30mm范圍內(nèi)表面進(jìn)行打磨，然后用丙酮清洗坡口及坡口兩側(cè)表面；

步驟二:將工件固定在夾具上待焊；

步驟三:保持InFocus焊槍與T型接頭面板縱向面之間的夾角均為α，α為30°～45°，與T型底板的夾角β為30°；

步驟四：設(shè)定工藝參數(shù)，在T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接中，焊接電流為300A～900A；電弧焊槍氣體流量為15L/min～30L/min；焊接速度為0.6m/min～3.0m/min；送絲速度為4.0m/min～10.0m/min；

步驟五：打開(kāi)電弧電源，啟動(dòng)焊接的控制系統(tǒng),實(shí)施焊接。

InFocus技術(shù)是一種利用特殊材料設(shè)計(jì)制成的陰極，并且對(duì)陰極充分冷卻，使電弧高度聚集于電極尖端，極大的提高了能量密度，電弧穩(wěn)定性和電弧壓力。InFocus技術(shù)具有傳統(tǒng)的TIG焊的優(yōu)點(diǎn)，尤其在于：(1)低投入，相比等離子弧焊、激光焊接，其設(shè)備成本大幅降低；(2)對(duì)裝配要求低；(3)應(yīng)用廣泛，可適用于各種材料焊接，焊接參數(shù)可識(shí)別性好；(3)焊接煙塵小，飛濺小；(4)保護(hù)需求與TIG一致；(5)加工穩(wěn)定性和可重復(fù)性好；

InFocus電弧受到機(jī)械壓縮并優(yōu)化了陰極冷卻設(shè)計(jì)，這種新的InFocus技術(shù)解決了之前傳統(tǒng)TIG電弧加工中的一些局限。使其具有一下優(yōu)點(diǎn)：(1)電弧能量高度集中，能量利用率提高,電流峰值高達(dá)1000A，焊接效果類(lèi)似激光匙孔焊接，焊接熔深顯著增加，深寬比加大顯著提高了生產(chǎn)效率；(2)電弧等離子體體積減小，氣體保護(hù)效果更好；(3)無(wú)磁偏吹(4)InFocus焊槍設(shè)計(jì)科學(xué)，經(jīng)久耐用，耗材更換簡(jiǎn)單，且更易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。

基于此，本發(fā)明提出一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法。

本發(fā)明包含以下有益效果：

(1)InFocus電弧電流峰值可以高達(dá)1000A，相對(duì)于傳統(tǒng)的TIG電弧400A的峰值，電流作用力和能量密度較大，可實(shí)現(xiàn)匙孔焊接，熔深大，焊接速度快，極大的提高了焊接效率，可焊接中厚板；

(2)由于對(duì)陰極的強(qiáng)烈冷卻，InFocus電弧受到外部約束大大降低等離子體體積，在焊接過(guò)程中，等離子體受到保護(hù)氣的效果更好，電弧壓力大大提高，無(wú)磁偏吹產(chǎn)生，提高焊接質(zhì)量；

(3)相比等離子弧焊、激光焊接，其設(shè)備成本大幅降低，焊槍可靠耐用，耗材互換性良好；InFocus焊槍設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；

(4)相比于激光焊接，對(duì)于裝配精度要求可以進(jìn)一步放寬，降低了裝配成本。

附圖說(shuō)明

圖1為T(mén)型接頭雙側(cè)InFocus焊接示意圖；

圖2為薄板雙側(cè)InFocus焊接示意圖；

圖3為本發(fā)明的接頭坡口形式示意圖；