一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,屬于材料加工工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代焊接技術(shù)中,質(zhì)量、效率、低成本是焊接工業(yè)生產(chǎn)中的重要指標(biāo),并且隨著航天、航空事業(yè)、交通運輸、海洋工程等的快速發(fā)展,每年需要大量的焊接工作量。對于高質(zhì)量高效低成本的焊接方法提出了更高的要求。采用復(fù)合熱源的焊接方法成為了目前、解決這一問題的主要方法。復(fù)合熱源從熱源結(jié)構(gòu)來說并不是兩個單一熱源簡單的疊加。復(fù)合熱源的疊加是基于單一熱源的特點及機理,將多個熱源或復(fù)合熱源在工件的同側(cè)或異側(cè)進(jìn)行焊接的方法。疊加的后熱源能夠進(jìn)行優(yōu)勢互補,從而形成具有高效高質(zhì)量的復(fù)合熱源。
[0003]采用MIG/MAG電弧焊接技術(shù)可以進(jìn)行中大厚板的焊接,但是由于MIG/MAG焊接熱輸入量大且一般需要多道焊接,其焊后變形大,導(dǎo)致焊后校形工作量大,增加了焊接成本,降低了生產(chǎn)效率。
[0004]英國學(xué)者W.Steen于20世紀(jì)七十年代末期首次提出激光電弧復(fù)合焊接技術(shù),其主要思想就是有效利用電弧能量,在較小的激光功率條件下獲得較大的焊接熔深,同時提高激光焊接對焊縫間隙的適應(yīng)性,實現(xiàn)高效率、高質(zhì)量的焊接過程。在1985年,日本S.Nagata等人首次進(jìn)行了激光-MIG/MAG復(fù)合熱源焊接試驗,原理圖如圖所示,激光-MIG/MAG復(fù)合熱源焊接顯示出了它特有的優(yōu)越性,展示出了巨大的應(yīng)用潛力。隨后,日本,德國,美國等一些國家進(jìn)行了大量的應(yīng)用MIG/MAG電弧與0)2或者YAG激光復(fù)合以增加焊縫熔深的研宄,并已將激光-MIG/MAG復(fù)合熱源焊接技術(shù)部分成功的應(yīng)用到了實際生產(chǎn)中。
[0005]與MIG電弧焊接相比,激光-MIG/MAG電弧復(fù)合熱源焊接不僅可以提高焊縫熔深,而且還可以改善焊縫成形,減少氣孔,咬邊等焊接缺陷的形成,特別是對于中大厚板的焊接,復(fù)合熱源更是表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。但是由于激光器的成本較高,使得這種方法的應(yīng)用具有很大的局限性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明旨在針對激光-MIG/MAG復(fù)合焊接中厚板時,焊接成本過高,提出了一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法。
[0007]本發(fā)明的一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0008]步驟一:焊接前,將待焊工件表面進(jìn)行打磨或清洗,將打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工裝夾具上;
[0009]步驟二:在焊接過程中始終保持保持InFocus焊槍的軸線工件垂直,調(diào)整MIG/MAG焊槍與InFocus焊槍異側(cè)復(fù)合,MIG/MAG焊槍與工件之間的夾角為30?60° ;
[0010]步驟三:設(shè)定焊接工藝參數(shù)!InFocus電流為800A,MIG/MAG焊接電流為100?350A,MIG/MAG焊絲干伸長為10?15mm,保護(hù)氣流量為15?30L/min,InFocus陰極與MIG/MAG光絲間距為2?3_,焊接速度為100?1000mm/min ;
[0011]步驟四:啟動控制開關(guān),進(jìn)行復(fù)合焊接。
[0012]InFocus技術(shù)是一種利用特殊材料設(shè)計制成的陰極,并且對陰極充分冷卻,使電弧高度聚集于電極尖端,極大的提高了能量密度,電弧穩(wěn)定性和電弧壓力。InFocus技術(shù)具有傳統(tǒng)的TIG焊的優(yōu)點,尤其在于:(1)低投入,相比等離子弧焊、激光焊接,其設(shè)備成本大幅降低;(2)對裝配要求低;(3)應(yīng)用廣泛,可適用于各種材料焊接,焊接參數(shù)可識別性好;(3)焊接煙塵小,飛濺??;(4)保護(hù)需求與TIG —致;(5)加工穩(wěn)定性和可重復(fù)性好;
[0013]InFocus電弧受到機械壓縮并優(yōu)化了陰極冷卻設(shè)計,這種新的InFocus技術(shù)解決了之前傳統(tǒng)TIG電弧加工中的一些局限。使其具有一下優(yōu)點:(1)電弧能量高度集中,能量利用率提高,電流峰值高達(dá)1000A,焊接效果類似激光匙孔焊接,焊接熔深顯著增加,深寬比加大顯著提高了生產(chǎn)效率;(2)電弧等離子體體積減小,氣體保護(hù)效果更好;(3)無磁偏吹(4) InFocus焊槍設(shè)計科學(xué),經(jīng)久耐用,耗材更換簡單,且更易實現(xiàn)機械化和自動化。
[0014]基于此,本發(fā)明提出一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)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。
[0015]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0016]InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接技術(shù)相比于激光-MIG/MAG電復(fù)合焊接或TIG-MIG/MAG技術(shù)主要有以下幾個優(yōu)點:
[0017]InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法是指,將熔化極氣體保護(hù)焊(MIG/MAG焊)與InFocus焊相結(jié)合的一種高效高質(zhì)量復(fù)合熱源焊接方法,兩個電弧同時作用于一個熔池。這種復(fù)合熱源焊接方法結(jié)合了單一 InFocus焊及MIG/MAG焊的優(yōu)勢。
[0018](I) InFocus電弧電流峰值可以高達(dá)1000A,相對于TIG電弧400A的峰值,電流作用力和能量密度較大,可實現(xiàn)匙孔焊接,熔深大,焊接速度快,極大的提高了焊接效率,在不采用激光器的情況下,就可通過InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接實現(xiàn)中厚板的復(fù)合焊接;
[0019](2)由于對陰極的強烈冷卻,InFocus電弧受到外部約束大大降低等離子體體積,在焊接過程中,等離子體受到保護(hù)氣的效果更好,電弧壓力大大提高,無磁偏吹產(chǎn)生,提高焊接質(zhì)量,InFocus-MIG/MAG復(fù)合電弧焊接過程穩(wěn)定,InFocus電弧對于復(fù)合電弧具有較好的維弧及穩(wěn)弧作用;
[0020](3) InFocus焊槍可與TIG焊機良好適配,無需專用電源,設(shè)備成本大幅降低,焊槍可靠耐用,耗材互換性良好;
[0021](4)這種焊接方法可以大幅度提高焊接速度,減少單位時間內(nèi)焊縫的熱輸入,也可以用于薄板的高效焊接。由于在一個熔池中有兩個電弧,從而改變了電弧對熔池的熱量分布、熔池形狀和液態(tài)金屬流動狀態(tài),提高了熔池邊緣處的加熱情況,改善了熔池的潤濕能力;
[0022](5)間隙裕度可達(dá)2.0mm,這都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了激光與電弧復(fù)合焊。并且這種焊接設(shè)備無焊接方向的限制,空間可調(diào)度較大,可以更好的實現(xiàn)自動化焊接。
【附圖說明】
[0023]圖1為實施例1的焊縫宏觀形貌圖;
[0024]圖2為激光-MIG復(fù)合焊接示意圖;
[0025]圖3為InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接示意圖。
【具體實施方式】
[0026]【具體實施方式】一:本實施方式的一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0027]步驟一:焊接前,將待焊工件表面進(jìn)行打磨或清洗,將打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工裝夾具上;
[0028]步驟二:在焊接過程中始終保持保持InFocus焊槍的軸線工件垂直,調(diào)整MIG/MAG焊槍與InFocus焊槍異側(cè)復(fù)合,MIG/MAG焊槍與工件之間的夾角為30?60° ;
[0029]步驟三:設(shè)定焊接工藝參數(shù)!InFocus電流為800A,MIG/MAG焊接電流為100?350A,MIG/MAG焊絲長為10?15mm,保護(hù)氣流量為15?30L/min,InFocus陰極與MIG/MAG光絲間距為2?3_,焊接速度為100?1000mm/min ;
[0030]步驟四:啟動控制開關(guān),進(jìn)行復(fù)合焊接。
[0031]本實施方式InFocus焊槍采用Kjellberg公司生產(chǎn)的InFocuslOOOA型號的焊機,在焊接時可根據(jù)板的厚度調(diào)節(jié)焊接電流的大小,MIG\MAG焊機采用FroniusTPS4000型MIG電弧焊機。
[0032]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:在焊接過程中InFocus焊槍與MIG焊槍共同作用于待焊接熔池區(qū)域。其它與【具體實施方式】一相同。
[0033]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:MIG焊槍與工件之間的夾角為50°。其它與【具體實施方式】一相同。
[0034]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:設(shè)定焊接工藝參數(shù):焊接電流為130A,焊絲干伸長為10?15mm,保護(hù)氣流量為18L/min,InFocus陰極與MIG光絲間距為2mm,焊接速度為6m/min。其它與【具體實施方式】一相同。
[0035]本
【發(fā)明內(nèi)容】
不僅限于上述各實施方式的內(nèi)容,其中一個或幾個【具體實施方式】的組合同樣也可以實現(xiàn)發(fā)明的目的。
[0036]通過以下實施例驗證本發(fā)明的有益效果:
[0037]實施例1
[0038]本實施例采用InFocus-MIG復(fù)合焊接方法來焊接厚度為5mm的低碳鋼,具體操作如下:
[0039]步驟一:焊接前,將待焊工件表面進(jìn)行打磨或清洗,將打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工裝夾具上;
[0040]步驟二:在焊接過程中始終保持保持InFocus焊槍的軸線工件垂直,調(diào)整MIG焊槍與InFocus焊槍異側(cè)復(fù)合,MIG焊槍與工件之間的夾角為50° ;
[0041]步驟三:設(shè)定焊接工藝參數(shù)!InFocus電流為800A,焊絲干伸長為10?15mm,保護(hù)氣采用Ar氣,保護(hù)氣流量為18L/min,InFocus陰極與MIG光絲間距為2mm,焊接速度為6m/min ;
[0042]步驟四:啟動控制開關(guān),進(jìn)行復(fù)合焊接。
[0043]本實施例的焊縫宏觀形貌如圖1所示??梢?,在該焊接參數(shù)下,5_的鋼板被一次焊透,且焊縫成型良好,其成型類似于激光一MIG復(fù)合焊接焊縫成型,均表現(xiàn)為上寬下窄的焊縫特點,顯著的節(jié)約了成本。
【主權(quán)項】
1.一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,其特征在于它是按照以下步驟進(jìn)行的: 步驟一:焊接前,將待焊工件表面進(jìn)行打磨或清洗,將打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工裝夾具上; 步驟二:在焊接過程中始終保持InFocus焊槍的軸線工件垂直,調(diào)整MIG/MAG焊槍與InFocus焊槍異側(cè)復(fù)合,MIG/MAG焊槍與工件之間的夾角為30?60° ; 步驟三:設(shè)定焊接工藝參數(shù):InFocus電流為800A,MIG/MAG焊接電流為100?350A,MIG/MAG焊絲干伸長為10?15_,保護(hù)氣流量為15?30L/min,InFocus陰極與MIG/MAG光絲間距為2?3_,焊接速度為100?1000mm/min ; 步驟四:啟動控制開關(guān),進(jìn)行復(fù)合焊接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,其特征在于在焊接過程中InFocus焊槍與MIG/MAG焊槍共同作用于待焊接熔池區(qū)域。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,其特征在于MIG焊槍與工件之間的夾角為50°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,其特征在于設(shè)定焊接工藝參數(shù):焊接電流為130A,焊絲干伸長為10?15mm,保護(hù)氣流量為18L/min,InFocus陰極與MIG光絲間距為2mm,焊接速度為6m/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,其特征在于保護(hù)氣采用純Ar氣或混合氣保護(hù)。
【專利摘要】一種InFocus-MIG/MAG電弧復(fù)合焊接方法,它涉及一種焊接方法。本發(fā)明的方法為:一、將待焊工件加工成型,表面進(jìn)行打磨或清洗;二、在焊接過程中始終保持InFocus焊槍的軸線工件垂直;三、設(shè)定焊接工藝參數(shù):InFocus電流為800A,焊絲干伸長為10~15mm,保護(hù)氣采用Ar氣,保護(hù)氣流量為18L/min,InFocus陰極與MIG光絲間距為2mm,焊接速度為6m/min;四、啟動控制開關(guān),進(jìn)行復(fù)合焊接。本發(fā)明的InFocus電弧電流峰值可以高達(dá)1000A,相對于TIG電弧400A的峰值,電流作用力和能量密度較大,可實現(xiàn)匙孔焊接,熔深大,焊接速度快,極大的提高了焊接效率。
【IPC分類】B23K9/173
【公開號】CN104985304
【申請?zhí)枴緾N201510446173
【發(fā)明人】雷正龍, 楊雨禾, 胡雪
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月27日