[发明专利]一种InFocus-MIG/MAG电弧复合焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种InFocus-MIG/MAG电弧复合焊接方法，属于材料加工工程领域。

背景技术

在现代焊接技术中，质量、效率、低成本是焊接工业生产中的重要指标，并且随着航天、航空事业、交通运输、海洋工程等的快速发展，每年需要大量的焊接工作量。对于高质量高效低成本的焊接方法提出了更高的要求。采用复合热源的焊接方法成为了目前、解决这一问题的主要方法。复合热源从热源结构来说并不是两个单一热源简单的叠加。复合热源的叠加是基于单一热源的特点及机理，将多个热源或复合热源在工件的同侧或异侧进行焊接的方法。叠加的后热源能够进行优势互补，从而形成具有高效高质量的复合热源。

采用MIG/MAG电弧焊接技术可以进行中大厚板的焊接，但是由于MIG/MAG焊接热输入量大且一般需要多道焊接，其焊后变形大，导致焊后校形工作量大，增加了焊接成本，降低了生产效率。

英国学者W.Steen于20世纪七十年代末期首次提出激光电弧复合焊接技术，其主要思想就是有效利用电弧能量，在较小的激光功率条件下获得较大的焊接熔深，同时提高激光焊接对焊缝间隙的适应性，实现高效率、高质量的焊接过程。在1985年，日本S.Nagata等人首次进行了激光-MIG/MAG复合热源焊接试验，原理图如图所示，激光-MIG/MAG复合热源焊接显示出了它特有的优越性，展示出了巨大的应用潜力。随后，日本，德国，美国等一些国家进行了大量的应用MIG/MAG电弧与CO₂或者YAG激光复合以增加焊缝熔深的研究，并已将激光-MIG/MAG复合热源焊接技术部分成功的应用到了实际生产中。

与MIG电弧焊接相比，激光-MIG/MAG电弧复合热源焊接不仅可以提高焊缝熔深，而且还可以改善焊缝成形，减少气孔，咬边等焊接缺陷的形成，特别是对于中大厚板的焊接，复合热源更是表现出了巨大的优势。但是由于激光器的成本较高，使得这种方法的应用具有很大的局限性。

发明内容

本发明旨在针对激光-MIG/MAG复合焊接中厚板时，焊接成本过高，提出了一种InFocus-MIG/MAG电弧复合焊接方法。

本发明的一种InFocus-MIG/MAG电弧复合焊接方法，它是按照以下步骤进行的：

步骤一：焊接前，将待焊工件表面进行打磨或清洗，将打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上；

步骤二：在焊接过程中始终保持保持InFocus焊枪的轴线工件垂直，调整MIG/MAG焊枪与InFocus焊枪异侧复合，MIG/MAG焊枪与工件之间的夹角为30～60°；

步骤三：设定焊接工艺参数：InFocus电流为800A，MIG/MAG焊接电流为100～350A，MIG/MAG焊丝干伸长为10～15mm，保护气流量为15～30L/min，InFocus阴极与MIG/MAG光丝间距为2～3mm，焊接速度为100～1000mm/min；

步骤四：启动控制开关，进行复合焊接。

InFocus技术是一种利用特殊材料设计制成的阴极，并且对阴极充分冷却，使电弧高度聚集于电极尖端，极大的提高了能量密度，电弧稳定性和电弧压力。InFocus技术具有传统的TIG焊的优点，尤其在于：(1)低投入，相比等离子弧焊、激光焊接，其设备成本大幅降低；(2)对装配要求低；(3)应用广泛，可适用于各种材料焊接，焊接参数可识别性好；(3)焊接烟尘小，飞溅小；(4)保护需求与TIG一致；(5)加工稳定性和可重复性好；

InFocus电弧受到机械压缩并优化了阴极冷却设计，这种新的InFocus技术解决了之前传统TIG电弧加工中的一些局限。使其具有一下优点：(1)电弧能量高度集中，能量利用率提高,电流峰值高达1000A，焊接效果类似激光匙孔焊接，焊接熔深显著增加，深宽比加大显著提高了生产效率；(2)电弧等离子体体积减小，气体保护效果更好；(3)无磁偏吹(4)InFocus焊枪设计科学，经久耐用，耗材更换简单，且更易实现机械化和自动化。

基于此，本发明提出一种InFocus-MIG/MAG电弧复合焊接方法，一定程度上替代激光-MIG/MAG焊接方法，降低焊接成本。

本发明包含以下有益效果：

InFocus-MIG/MAG电弧复合焊接技术相比于激光-MIG/MAG电复合焊接或TIG-MIG/MAG技术主要有以下几个优点：