[發明專利]一種法向送絲的激光-熱絲TIG復合焊接方法

有效

• 申請號: 201910577908.1
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110238528B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 許飛;陳俐;何恩光
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種法向送絲的激光?熱絲TIG復合焊接方法。該方法包括：在被焊接厚板上的焊接部位設計出焊接坡口，利用大功率激光深熔穿透焊接實現坡口鈍邊的打底焊；采用激光束、非熔化電極與持續加熱的焊絲復合的方式對被焊接厚板坡口進行逐層填充焊，焊接過程中，應依據單層填充厚度調節復合焊炬到熔池的高度位置，其中，所述焊絲通過熱絲加熱裝置感應加熱，在焊接進給方向上，所述激光束設在所述焊絲的前方，所述非熔化電極設在所述焊絲的后方，并置于惰性氣體保護罩中；采用上述復合焊接方式對被焊接厚板的坡口焊縫進行蓋面焊，完成復合焊接。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，特別是涉及一種法向送絲的激光-熱絲TIG 復合焊接方法。

背景技術

激光電弧復合焊接是將物理性能、能量傳輸機制截然不同的兩種熱源 復合在一起，同時作用于同一加工位置，既能充分發揮兩種熱源各自的優 勢，又相互彌補了各自的不足，從而形成了一種全新高效的焊接方法。其 中激光-TIG電弧復合焊接過程平穩，電弧穩定性好，易獲得良好的焊縫成 形。

激光焊接有深熔焊和熱導焊兩種焊接模式，在厚板、中厚板窄間隙多 層焊接過程中，當采用深熔焊接模式的激光束實現激光-TIG電弧復合焊接 時，極易產生小孔型氣孔且很難消除；當采用熱導焊接模式的激光束實現 激光引導TIG電弧的復合焊時，雖然焊接質量較好，然而熔敷效率低、焊 接速度慢、熱影響區大、焊接道次多，易導致較大的焊接應力和殘余變 形，對后期焊件校形增加了難度。

熱絲焊是在填充金屬被送入熔池之前，通過加熱使之達到一定溫度， 也就是對焊絲進行預熱，實現高速高效焊接的目的。目前，熱絲的加熱方 法主要包括電阻加熱和高頻感應加熱。與電阻加熱相比，高頻感應加熱具 有熱絲效率高、加熱速度快；適用于各種金屬材料的焊絲，特別是低電阻 率焊絲的加熱；沒有旁路電流磁場干擾，消除了磁偏吹現象。因此，為提 高焊絲的熔敷速度，減少焊接道次并降低焊接應力和殘余變形，采用熱絲 焊是最佳解決方案之一。

目前，激光-熱絲TIG復合焊接時，均是將激光置中，熱絲和TIG電 弧分別置于激光束的前后側，三者作用于同一熔池及其附近區域。當采用 高頻感應加熱熱絲時，焊絲加熱區間的加熱溫度和加熱深度均可實現精確 控制。然而，由于加熱裝置原因，焊絲的加熱區間距離熔池還有一段距 離，精確控溫的焊絲經過該距離、送入熔池前，在熱輻射和熱傳導等因素 的影響下，熱絲存在一定的熱損耗，即熱絲溫度會產生一定下降。對于散 熱快的金屬材料，熱絲的熱損耗相對更大，降低了熱絲的熔敷效率。

因此，基于現有技術的不足，發明人提供了一種法向送絲的激光-熱絲 TIG復合焊接方法。

發明內容

本發明實施例提供了一種法向送絲的激光-熱絲TIG復合焊接方法， 通過將激光束、非熔化電極與持續加熱的焊絲進行優化復合，使高頻感應 加熱熱絲在加熱區間到熔池的散熱區間內，獲得激光束和非熔化電極弧柱 區的二次加熱，能夠顯著降低熱絲在該散熱區間內的熱損耗，進一步提高 熱絲的熔敷效率。

本發明的實施例提出了一種法向送絲的激光-熱絲TIG復合焊接方 法，該方法包括：

在被焊接厚板上的焊接部位設計出焊接坡口，利用大功率激光深熔穿 透焊接實現坡口鈍邊的打底焊；

采用激光束、非熔化電極與持續加熱的焊絲復合的方式對被焊接厚板 坡口進行逐層填充焊，焊接過程中，應依據單層填充厚度調節復合焊炬到 熔池的高度位置，其中，所述焊絲通過熱絲加熱裝置感應加熱，在焊接進 給方向上，所述激光束設在所述焊絲的前方，所述非熔化電極設在所述焊 絲的后方，并置于惰性氣體保護罩中；

采用上述復合焊接方式對被焊接厚板的坡口焊縫進行蓋面焊，完成復 合焊接。

進一步地，在采用激光束、非熔化電極與持續加熱的焊絲復合的方式 焊接過程中，三者共同作用在被焊接厚板坡口的熔池及其附近，激光束的 焦點與焊接表面的離焦形式為正離焦，離焦量為5mm～30mm。