[发明专利]激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法

权利要求书

1.一种激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，其特征是：该方法包括：将激光束与GMA电弧按照旁轴复合的方式进行复合焊接，额外填充一根焊丝至激光-GMA复合热源的作用区域，通过复合热源及熔池的热量来实现填充焊丝的熔化，消耗复合热源焊接过程中的富余热量，在不增加电弧功率的条件下提高焊接熔敷效率，改善焊缝金属组织性能，降低焊接热输入对材料的损伤，减小焊接变形。

2.根据权利要求1所述的激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，其特征是：所述的激光与GMA电弧的复合采用激光在前、电弧在后的复合方式或采用电弧在前、激光在后的复合方式，所述的焊丝的送进位置从焊接方向前端送进或从激光束与电弧的中间位置送进或从焊接方向的后部送进，所述的填充的焊丝在垂直于焊接方向上沿焊丝摆动频率在0～100 HZ，摆幅在0-5 mm进行摆动，以确保填充焊丝后焊缝金属铺展良好。

3.根据权利要求1或2所述的激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，其特征是：所述的填充焊丝的直径为0.8～1.6 mm，所述的填充焊丝的送丝速度1.0～15.0 m/min，焊接速度0.5～5.0 m/min，焊接电流50～350A，激光功率≥500 W，光丝间距在1～8 mm范围内。

4.根据权利要求1或2或3所述的激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，其特征是：所用激光器为Nd：YAG激光器、碟型激光器、光纤激光器、半导体激光器或CO2激光器。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，其特征是：试验母材为6005A铝合金型材，型材状态为T6状态，型材规格为1000×500×120 mm，焊接区域的板厚为4 mm，接头形式为对接接头，开设30°坡口，焊接要求根部熔透并填满背面的焊漏槽；所用焊丝为直径Φ1.2 mm的ER5087铝合金焊丝，焊接过程采用脉冲MIG电弧，复合时激光在前，电弧在后，实施过程中的激光-MIG复合焊接参数：焊接速度2.6 m/min，激光功率3600W，焊接电流205A；激光-MIG复合热源填丝焊分别采用了前送丝、中间送丝和后送丝三种不同方式，前送丝方式的焊接参数：焊接速度3.6 m/min，激光功率5000W，焊接电流205A，填充焊丝的送丝速度7.0 m/min，焊丝摆动频率5 HZ，摆幅2 mm；中间送丝方式的焊接参数：焊接速度3.6 m/min，激光功率4500W，焊接电流205A，填充焊丝的送丝速度7.0 m/min，焊丝摆动频率5 HZ，摆幅2 mm；后送丝方式的焊接参数：焊接速度3.6 m/min，激光功率4500W，焊接电流205A，填充焊丝的送丝速度5.5 m/min，焊丝摆动频率5 HZ，摆幅2 mm；所用激光器为光纤激光器，保护气体为工业纯氩，保护气体流量20 L/min，焊后三种激光-MIG复合热源填丝焊缝均具有良好的焊缝成形，其中，前送丝和中间送丝方式获得的焊缝成形更好，与传统的激光-MIG复合焊相比，其焊接速度提高了1/3以上，焊接变形更小。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，其特征是：试验母材为Q235低碳钢，试板规格为300×120×10 mm，所用焊丝为直径Φ1.2 mm的ER50-6气保焊焊丝，焊接过程采用脉冲MIG电弧，复合时激光在前，电弧在后，所用激光器为光纤激光器，保护气体为80%Ar+20%CO₂，保护气体流量20 L/min；实施过程中的激光-MIG复合焊接参数：焊接速度1.5 m/min，激光功率2000W，焊接电流280A，激光-MAG复合热源填丝焊接参数：焊接速度2.5m/min，激光功率2000W，焊接电流280A，填充焊丝的送丝速度6.0 m/min，采用前送丝方式，焊丝摆动频率5 HZ，摆幅3 mm；焊后获得的激光-MAG复合热源填丝焊缝具有非常好的焊缝成形，在焊接速度明显提高的条件下，其焊缝的熔宽基本与激光-MAG复合焊相当。