[發明專利]一種基于激光-CO2

有效

• 申請號: 201911133357.6
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110842363B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 鄭天澤;薛瑞博;王子杰;周方明;劉江伊
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K26/60;B23K26/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于激光?CO₂電弧復合免清根打底焊的方法，涉及一種激光?CO₂復合焊接技術，為了解決現有的CO₂電弧焊技術在不增加熱輸入的的情況下對開有K型坡口T型接頭進行打底焊時，需要進行背面清根工作并且容易出現未焊透、夾渣和氣孔等缺陷的問題。本發明采用激光?CO₂電弧復合進行打底焊接，電弧在前引導激光束，并且兩者作用于同一熔池當中，通過激光和電弧的協同作用，改變了熔滴過渡方式、增加了熔池的流動性，利于液態金屬向坡口根部流淌、夾渣的上浮、氣體的逸出，提高了焊縫質量。另外，本發明省去了背面清根工作，提高了焊接生產率、減少了環境污染、保護了焊接人員的身體健康。

技術領域

本發明涉及焊接方法，具體涉及一種基于激光-CO₂電弧復合免清根打底焊的方法。

背景技術

CO₂氣體保護焊是目前應用最廣，發展速度最快的一種高效焊接技術，與其他電弧焊相比，它具有高效、低成本、抗氫氣孔能力強等特點。但目前仍然存在一些問題和不足，如焊接過程中電弧作用力較小，熔深較淺，電弧不穩定，飛濺大等問題。在工廠使用CO₂氣體保護焊實際生產中，T型角接焊縫及留鈍邊的對接焊縫中，會存在因電弧力不足而導致未焊透缺陷。未焊透缺陷易引起應力集中，焊縫的抗疲勞強度大大下降，而且未焊透處也是裂紋產生的根源，因此未焊透缺陷嚴重影響了產品的使用安全。此外，船舶建造中，焊接是最重要的環節，需要將各個板材進行連接，其中T型連接占了很大一部分。在生產中，工廠為了解決T型接頭根部未焊透問題，一般采取大坡口工藝進行焊接，同時還要配合反面氣刨清根、打磨坡口等工作，該工藝不僅增加了坡口加工及焊接的工作量，還增加了焊接材料的使用，人力成本及材料成本都增加，不符合現在高效焊接的發展大趨勢。

經過對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號：201811243168.X，名為“一種基于光束掃描的激光-熱絲MIG復合打底焊接方法”的專利提供了一種利用激光-熱絲MIG復合進行打底的焊接方法，該專利利用擺動的激光束攪動熔池，改變了焊接熔池的受力狀態，改善了平板對接焊縫背面的成形效果。但是該工藝方法采用的激光功率至少要大于1000W，激光功率大，設備及其維護成本高；并且是與熱絲MIG焊進行復合的，保護氣為氬氣，增加了使用成本；另外，該工藝方法僅適用于平板對接，還不能實現免清根焊接，使其應用范圍大大受限。此外，還有其他一些文獻也公開了中厚板免清根焊接的方法，如打底焊時使用焊接襯墊，但是該工藝大大增加了裝配成本，并且焊接完成后需要的襯墊進行處理。

因此，針對應用面較廣的T型接頭的免清根熔透焊接，探索低成本、高效率的新型焊接方法是非常有必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題正是對上述存在的技術不足，提供一種操作方便，能夠快速進行背面免清根的T型熔透焊接，從而提高生產效率、節約生產成本。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于激光-CO₂電弧復合免清根打底焊的方法，利用低功率光纖與目前使用率最高的CO₂氣體保護焊復合對T型接頭進行打底焊，利用激光和電弧協同作用，表現出“1+1＞2”的效果，從而實現對T型接頭背面焊縫的免清根焊接，并且兩道打底焊都能很好的熔透。

具體地，本發明提出的一種基于激光-CO₂電弧復合免清根打底焊的方法包括以下步驟：

1)焊接材料的選用：試驗材料選用碳素鋼，翼板厚10～50mm，腹板厚 10～50mm；焊絲為普通碳素鋼實心焊絲；

2)坡口形狀的選擇與加工：腹板兩側分別加工單邊40°～45°的單V形坡口，預留鈍邊0～1mm；焊前對坡口附近進行打磨，去除焊板表面殘留的雜質，使用丙酮擦拭、清洗焊板，去除殘余油污；