[发明专利]激光-GMA电弧复合热源填丝焊脉动送丝方法

说明书

激光‑GMA电弧复合热源填丝焊脉动送丝方法。现有焊丝采用脉冲GMA电弧时，峰值电流时电弧功率较大，对焊丝加热，使焊丝尚未插入熔池便产生了熔化形成大颗粒熔滴掉落熔池，导致焊接过程不稳定和焊缝成形不良。本发明方法包括如下步骤：将激光束（2）与GMA电弧（4）按照旁轴复合的方式进行复合，并额外填充一根附加填充焊丝（5）至复合焊熔池，消耗熔池的富余热量来熔化填充焊丝；GMA电弧采用脉冲模式，弧焊电源与附加填充焊丝送丝系统之间实现通讯，并同步协同控制，附加填充焊丝采用脉动送丝方式，其脉动送丝波形（9）与GMA电弧波形相位相差180º，在GMA电弧处于基值电流时，附加填充焊丝以V_f送进。本发明用于激光‑GMA电弧复合热源填丝焊脉动送丝方法。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，具体涉及一种激光-GMA电弧复合热源填丝焊脉动送丝方法。

背景技术

激光-GMA（GMA是熔化极气体保护焊电弧的简称，包括MIG和MAG电弧）电弧复合焊接技术是一种高效优质的先进焊接技术，与传统熔化极气体保护焊（MAG/MIG）相比，具有焊接速度快、焊接热输入低、焊接变形小、焊缝熔深大、易于实现单面焊双面成形、细化接头组织、提高接头性能等技术优点，特别是该焊接方法可在高速焊接条件下实现电弧高稳定焊接的特性使得该焊接方法在中薄板的焊接中具有显著的技术优势；利用该工艺方法进行工件焊接时，为了有效地控制焊接变形，应当充分利用该工艺方法高速焊接的特点，尽可能提高焊接速度，但是在高速焊接条件下为了提高熔敷效率，一般会增大GMA电弧的功率以获得更大的焊丝熔敷量，然而这种通过增大GMA电弧功率来提高熔敷金属量的方法往往会使得熔池金属过热，严重影响焊缝成形，甚至造成焊缝的塌陷、咬边等缺陷，同时造成接头性能和组织的损伤，针对上述问题，发明专利ZL201410092005.1提出了一种激光-GMA电弧复合热源填丝焊接方法，该方法在不增大GMA电弧功率的前提下，充分利用了复合热源焊接方法热源能量集中、热效率高、熔池温度高的固有特点，通过额外填充焊丝并利用焊接过程的富余热量来实现焊丝的熔化，大幅提高焊接过程的焊丝熔敷效率；该方法与传统激光-GMA电弧复合热源焊接方法相比，在相同焊接速度下，熔敷金属效率可提高50%-100%，但焊接热输入能量并没有显著增加，是一种优质高效焊接新工艺，附加填充焊丝的送进方式和可靠稳定性是该焊接方法的关键，为确保焊接过程稳定性，附加填充焊丝应当插入焊接熔池，靠焊接熔池的富裕热量来熔化焊丝；根据发明专利ZL201410092005.1，附加填充焊丝可以从两热源的前方、中间、后方三个位置送入焊接熔池，但是从两热源中间位置或靠近GMA电弧一侧送入熔池时，由于电弧的作用区间较大，尤其是采用脉冲GMA电弧时，脉冲电弧在峰值电流时电弧功率较大，对附加填充焊丝进行了加热，容易使得焊丝尚未插入熔池便产生了熔化并形成大颗粒熔滴掉落熔池的现象，导致焊接过程不稳定和焊缝成形不良问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光-GMA电弧复合热源填丝焊脉动送丝方法，该方法在激光-GMA电弧复合热源焊接的高速焊接条件下，通过与脉冲GMA电弧波形相位相差180º的脉动送丝方式实现附加填充焊丝的送丝，提高附加焊丝填充的稳定性。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种激光-GMA电弧复合热源填丝焊脉动送丝方法，该方法包括如下步骤：

首先是将激光束（2）与GMA电弧（4）按照旁轴复合的方式进行复合，并额外填充一根附加填充焊丝（5）至复合焊熔池，消耗熔池的富余热量来熔化填充焊丝；

所述的GMA电弧采用脉冲模式，弧焊电源与附加填充焊丝送丝系统之间实现通讯，并同步协同控制，所述的附加填充焊丝采用脉动送丝方式，其脉动送丝波形（9）与所述的GMA电弧波形相位相差180º，在所述的GMA电弧处于基值电流时，所述的附加填充焊丝以V_f送进；在所述的GMA电弧的基值电流结束时，所述的附加填充焊丝停止送丝，直至所述的GMA电弧由峰值电流降至基值电流时附加填充焊丝再继续以V_f送进，以此循环。