[发明专利]一种钛合金板激光电弧复合焊接平台及焊接方法

说明书

本发明公开了一种钛合金板激光电弧复合焊接平台及焊接方法，属于焊接技术领域，包括用于放置待焊接件的底座，所述底座上设置有用于固定待焊接件的板材压紧组件，在底座与板材压紧组件之间还设置有将焊缝与空气隔绝的防护组件，所述防护组件包括设置于焊缝上方的保护气罩，保护气罩上开设有数个连通保护气管的通气口且保护气罩的顶部开设有便于焊枪穿过的长条形通槽；在解决钛合金激光电弧复合焊接过程中气体保护问题的同时，基于底座滚柱及预紧力监测装置，最终达到控制减小焊后应力变形的目的。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种钛合金板激光电弧复合焊接平台及焊接方法。

背景技术

优良的焊接工装平台是保证焊接过程稳定和焊缝成型美观、接头性能优异的基础。在钛合金焊接过程中，由于钛合金在高温下容易与空气中的氮、氢、氧发生反应而使接头脆化，因此在焊接过程中需要通入足够量氩气作为保护气；而在中厚板焊接过程中往往还存在应力变形大等问题，因此应从工装等多方面尽可能减少应力变形。

激光电弧复合焊是通过激光与电弧两种热源耦合的焊接方法，是中厚板焊接的较常见的方法之一，由于在焊接过程激光束与电弧之间存在一定空间关系，因此焊接过程中该区域通入保护气体相对较困难。而相比于传统的电弧焊，激光电弧复合焊的热输入更集中，产生的应力变形较小，但仍存在一定程度变形。

中国专利号“CN104439707A”公开了一种中厚度钛合金激光电弧复合焊接装置，该装置通过加入水冷装置集中解决了焊接接头过热带来的接头性能弱化的问题，但该装置还存在如下缺陷：结构为上部敞口式的结构，只在焊接件底部设置有保护气结构，在焊接过程中，焊缝焊接部位容易受到外界空气中的杂质的影响，影响焊接质量；同时该装置设置较复杂，也未考虑控制中厚板焊接过程中应力变形的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种钛合金板激光电弧复合焊接平台及焊接方法，其目的在于，在解决钛合金激光电弧复合焊接过程中气体保护问题的同时，基于底座滚柱及预紧力监测装置，通过调控焊接工装平台预紧力，进而减小焊后应力变形。

本发明采用的技术方案如下：

一种钛合金板激光电弧复合焊接平台，包括用于放置待焊接件的底座，所述底座上设置有用于固定待焊接件的板材压紧组件，在底座与板材压紧组件之间还设置有将焊缝与空气隔绝的防护组件，所述防护组件包括设置于焊缝上方的保护气罩，保护气罩上开设有数个连通保护气管的通气口且保护气罩的顶部开设有便于焊枪穿过的长条形通槽。

采用上述技术方案，通过在焊接平台上方设置有保护气罩，可以给被焊接件提供一个独立的、相对封闭的空间，焊接过程中在保护气罩内部充入保护气体，使被焊接件包裹在保护气体中，避免焊缝容易受到外界空气中的杂质的影响，进一步提高了被焊接件的焊接质量，确保焊接结果的优良性。

优选的，所述保护气罩形状为中间镂空以及下侧开口的矩形罩，所述通槽沿矩形罩的顶部中心长度方向设置，所述通气口包括设置于矩形罩顶部通槽的两侧的数个第一通气口和设置于矩形罩侧壁上的第二通气口。焊接过程中，焊枪的激光电弧复合热源穿过通槽作用在被焊接件的焊缝处；保护气体通过矩形罩顶部通槽的两侧的数个第一通气口和设置于矩形罩侧壁上的第二通气口向保护气罩内充入保护气体，加上保护气罩所形成的独立空间，保证了保护气体全部覆盖被焊接件。

优选的，在底座中部宽度方向贯穿设置有一气帘条，气帘条上开设有与通槽位置相对应的焊接口，所述焊接口为适配于焊枪移动和下调的矩形孔，气帘条沿通槽的长度方向移动，调节矩形孔与通槽的相对位置。通过在保护气罩中设置气帘条，气帘条上的焊接口与通槽配合，可以进一步提高保护气罩内部空间的相对密封性，避免保护气体因通槽开口过大泄漏速度过快，进而造成空气进入保护气罩中；同时气帘条随焊接方向实时移动，可以选择在对应的通气孔中输入保护气体，减小通入气体的范围，节约焊接成本。