[发明专利]一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法及装置

说明书

一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法及装置。本发明的横焊方法如下：一、准备焊接工件；二、将两个激光电弧装置分别置于焊接工件两侧，调整位置；三、设置焊接工艺参数，启动激光电弧装置，进行打底层焊接；四、调整焊接工艺参数，启动激光电弧装置，进行填充层焊接。本发明降低了焊缝气孔率，解决了焊缝未焊透、侧壁未熔合、焊缝裂纹等缺陷问题，保证了焊缝质量和焊接稳定性。本发明的横焊装置包括TIG焊枪、第一激光器、第二激光器、GMAW焊枪和喷气组件。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体的说是一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法及装置。

背景技术

与电弧单面焊相比，电弧双面同步焊接双面对称加热，取消了焊前预热、后热、清根、打磨、磁粉探伤和矫形等10道工序，减少了焊接缺陷，降低了变形，并提高了焊接效率。

对于舰船、大型储罐和压力容器等大型结构件来说，横焊是一种重要连接形式，受重力的影响，熔滴过渡行为更加复杂。激光-熔化极气体保护电弧(Gas metal arcwelding,GMAW) 复合焊综合了激光焊和电弧焊的优势，具有熔深大、焊接速度高、间隙适应性宽和焊接变形小等特点，在厚板焊接中显示出特有的优越性。但是，厚板激光-GMAW复合焊焊缝质量受焊缝形状的影响较大，即焊缝的深宽比越大，越容易产生裂纹，同时焊接冷却速度快，焊缝容易形成侧壁未熔合、裂纹和气孔等缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法及装置，解决厚板激光-GMAW复合横焊打底层和填充层焊接气孔、咬边焊接缺陷问题，解决激光-GMAW复合焊厚板填充层焊接因焊缝的深宽比大导致的焊缝裂纹缺陷，提高焊缝成分的均匀性及焊接过程的稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：准备焊接工件；

步骤二：将两个激光电弧装置分别置于焊接工件两侧，激光电弧装置包括沿焊接方向依次设置的TIG(钨极惰性气体保护电弧)焊枪、第一激光器、第二激光器、GMAW焊枪以及设置在第一激光器的下方侧边的喷气组件，并且两个激光电弧装置在焊接工件两侧同步对正；

步骤三：设置焊接工艺参数，同时开启焊接工件两侧的激光电弧装置，进行打底层焊接；

步骤四：调整焊接工艺参数，同时开启焊接工件两侧的激光电弧装置，进行填充层焊接；

作为本发明一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法进一步优化：所述第一激光器发出第一激光束和第二激光器发出第二激光束均垂直于焊接工件表面。

作为本发明一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法进一步优化：所述焊接工艺参数包括：第一激光器功率为800～10000W、第二激光器功率为100～5000W、焊接速度为0.1～10m/min、TIG焊枪电流为2～200A、GMAW焊枪电流为100～500A、TIG焊枪的电弧与第一激光束的距离为0.1～8mm以及GMAW焊枪的电弧与第二激光束(5)的距离为0.1～4mm。

作为本发明一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法进一步优化：所述步骤三中，焊接工艺参数还包括：第一激光束和第二激光束之间的距离为0.1～0.6mm。

作为本发明一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法进一步优化：所述步骤四中，调整的焊接工艺参数包括：第一激光束与第二激光束的距离为0.4～10mm。

作为本发明一种厚板激光电弧复合双面同步横焊方法进一步优化：激光电弧装置开启时，喷气组件先朝焊接工件喷出的保护气，然后开启TIG焊枪、第一激光器、第二激光器、 GMAW焊枪。