[發(fā)明專利]一種控制鋁合金焊接過程中陰極清理區(qū)域的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810140190.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN108356394B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 苗海賓;李超;范榮輝;王苗苗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋁材料應(yīng)用研究院有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/173
• 分類號(hào): B23K9/173;B23K103/10
• 代理公司: 中國(guó)有色金屬工業(yè)專利中心 11028
• 代理人: 范威;李子健

本發(fā)明公開了一種控制鋁合金焊接過程中陰極清理區(qū)域的方法，其特征在于，在鋁合金電弧焊接中，待焊工件接負(fù)極時(shí)，通過采用分別作用于熔池的前面以及熔池的兩側(cè)的三束激光，調(diào)節(jié)陰極清理區(qū)的范圍。本發(fā)明可以自由控制清理區(qū)寬度和清理范圍；防止陰極斑點(diǎn)跳動(dòng)過大或過小對(duì)焊接質(zhì)量的損害；在角接時(shí)，可以激光的引導(dǎo)，防止清理區(qū)偏向某一側(cè)；對(duì)激光功率密度要求低，300W左右的低功率激光即可達(dá)到引導(dǎo)陰極斑點(diǎn)的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金的焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制鋁合金焊接過程中陰極清理區(qū)域的方法。

背景技術(shù)

鋁合金表面覆蓋著一層致密的Al₂O₃氧化膜，如果清理不干凈，會(huì)造成夾渣、氣孔和未熔合，影響焊縫力學(xué)性能。在電弧焊接過程中，陰極斑點(diǎn)有自動(dòng)尋找并清除氧化膜的傾向，形成一條光亮的帶狀陰極清理區(qū)，這種現(xiàn)象叫陰極清理。但是，在電弧焊接時(shí)，陰極斑點(diǎn)的跳動(dòng)范圍受多中因素的影響（電流、電壓、焊接速度、保護(hù)氣、反接比例），跳動(dòng)范圍過大或過小均會(huì)降低焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種利用激光控制鋁合金焊接過程中陰極清理區(qū)域的方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種控制鋁合金焊接過程中陰極清理區(qū)域的方法，其特征在于，在鋁合金電弧焊接中，待焊工件接負(fù)極時(shí)，通過采用分別作用于熔池的前面以及熔池的兩側(cè)的三束激光，調(diào)節(jié)陰極清理區(qū)的范圍。

根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述方法步驟包括：

1）將待焊工件接焊機(jī)負(fù)極，焊絲為正極；

2）設(shè)定焊接電流以及焊接速度；

3）使用光束變換裝置或三個(gè)激光器提供三束激光，所述三束激光分別設(shè)置在熔池的前面、熔池的左側(cè)以及熔池的右側(cè)；

4）調(diào)整所述三束激光的功率密度，以及激光作用處的熱發(fā)射點(diǎn)與熔池中心距離，獲得陰極清理區(qū)域范圍和形貌。

根據(jù)上述的方法，其特征在于，步驟3）所述三束激光包括第一束激光、第二束激光和第三束激光，所述第一束激光設(shè)置在距離熔池前面0.5-10mm位置處，所述第二束激光設(shè)置在距離熔池左側(cè)0.5-10mm位置處，所述第三束激光設(shè)置在距離熔池右側(cè)0.5-10mm位置處。

根據(jù)上述的方法，其特征在于，步驟4）所述三束激光功率密度均調(diào)整為10⁶/cm²以上。

根據(jù)上述的方法，其特征在于，步驟4）所述三束激光作用處的熱發(fā)射點(diǎn)分別與熔池中心距離不大于20mm。

根據(jù)上述的方法，其特征在于，所述待焊工件接負(fù)極的階段包括：直流反接時(shí)或交流焊接時(shí)，待焊工件接負(fù)極的階段。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果，本發(fā)明提供了一種控制鋁合金焊接過程中陰極清理區(qū)域的方法，利用激光高能量密度的特性，當(dāng)其入射在工件上時(shí)，會(huì)形成電子的熱發(fā)射點(diǎn)，吸引陰極斑點(diǎn)的靠近，對(duì)陰極斑點(diǎn)形成“錨定”的效果。該方法可以自由控制清理區(qū)寬度和清理范圍；防止陰極斑點(diǎn)跳動(dòng)過大或過小對(duì)焊接質(zhì)量的損害；在角接時(shí)，可以激光的引導(dǎo)，防止清理區(qū)偏向某一側(cè)；對(duì)激光功率密度要求低，300W左右的低功率激光即可達(dá)到引導(dǎo)陰極斑點(diǎn)的效果。

附圖說明

圖1為跳動(dòng)的陰極斑點(diǎn)示意圖；

圖2為激光引導(dǎo)陰極斑點(diǎn)原理示意圖；

圖3為激光引導(dǎo)與否的焊接效果對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。