專(zhuān)利名稱(chēng)：一種激光引導(dǎo)gmaw電弧復(fù)合橫向焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橫向焊接方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，與傳統(tǒng)的水平焊接相比，橫向焊接過(guò)程存在著很大的不同，橫向焊接時(shí)，熔融的金屬受到自身重力的作用，當(dāng)熔融金屬的表面張力不足以抵抗其自身重力作用時(shí)，熔融金屬將會(huì)下淌，從而形成咬邊、焊瘤及焊縫中心線(xiàn)偏離等缺陷。尤其是對(duì)于鋁合金，由于其表面張力小，流動(dòng)性好等特點(diǎn)，在其橫向焊接過(guò)程中熔融金屬下淌現(xiàn)象將會(huì)更加嚴(yán)重。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)橫向焊接方法的研究主要是集中在傳統(tǒng)的電弧焊以及埋弧焊方面，所采用的控制方法主要是脈沖電流控制、磁場(chǎng)輔助控制以及旋轉(zhuǎn)電弧控制等。這些方法 都是通過(guò)改變?nèi)鄢氐牧鲃?dòng)行為來(lái)控制熔融金屬的下淌，但是這些方法都要求熱輸入量控制在較小的范圍內(nèi)，這大大降低了焊接效率。20世紀(jì)70年代末，激光-電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)首次被提出，它是將激光與電弧兩種熱源結(jié)合在一起作用在同一平面同一區(qū)域，從而克服單獨(dú)作用的不足，相比單激光焊接或者是單電弧焊接，可以提高焊縫熔深和焊接適應(yīng)性，減少焊接變形，提高焊接效率。眾所周知，傳統(tǒng)的激光-電弧復(fù)合焊接采用的方式多是激光與焊絲同時(shí)作用在焊縫中心線(xiàn)上，并且激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)在同一平面，激光焊接形成的匙孔可以吸引和壓縮焊接電弧，改變?nèi)鄢氐男螒B(tài)和流動(dòng)方式，提高電弧焊接能量密度和焊接效率。目前傳統(tǒng)的激光-電弧復(fù)合焊接方法應(yīng)用于水平面內(nèi)進(jìn)行水平焊接時(shí)具備了上述的優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)用于豎直平面內(nèi)進(jìn)行橫向焊接時(shí)仍然解決不了熔融金屬下淌而導(dǎo)致的咬邊及焊縫中心線(xiàn)偏離的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的焊接方法用于豎直平面內(nèi)進(jìn)行橫向焊接時(shí)存在熔融金屬下淌而導(dǎo)致的咬邊及焊縫中心線(xiàn)偏離的問(wèn)題，而提出一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法。本發(fā)明中的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法按以下步驟進(jìn)行—、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理先用丙酮在待焊工件表面擦拭2遍 3遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為69TlO%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡6mirTl2min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為25% 35%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡2mirT4min后，用清水沖洗干凈并吹干，然后將待焊工件的待焊面以橫向放置的方式固定在行走機(jī)構(gòu)上；二、填充焊絲焊絲直徑為I. OmnTl. 6mm,焊絲干伸長(zhǎng)控制在10mnT30mm,焊絲與法線(xiàn)的夾角α為30° 75° ；三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)進(jìn)行焊接使用純Ar氣或體積比為95%Ar+5%C02混合氣體為保護(hù)氣體，焊接時(shí)氣體流量為15L/mirT50L/min，激光器以聚焦形式直接作用在待焊工件上，在激光束的光斑直徑為O. lmnTO. 4mm、激光功率范圍為2. 0kff^6. Okff, GMAff電弧焊的焊接電流為30A 250A、焊接速度為O. 5m/mirT2. 5m/min的條件下進(jìn)行復(fù)合橫向焊接，得到焊接件；其中激光器為CO2氣體激光器、光纖激光器、YAG固體激光器或半導(dǎo)體激光器，；其中當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為30A 149A時(shí)，激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)位于待焊工件的兩個(gè)法平面上，激光束作用位置位于焊縫中心線(xiàn)以上，垂直照射在待焊工件上，焊絲尖端作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為2mnT5mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為2mnT5mm ；當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為150A 250A時(shí)，激光束中心線(xiàn)位于待焊工件法平面上，且在焊縫中心線(xiàn)上方，垂直照射在待焊工件上，焊絲尖端與待焊工件法平面呈夾角β，其大小在20° ^45°之間，GMAW電弧傾斜作用在焊接區(qū)域，焊絲尖端作用點(diǎn)位于焊縫中心線(xiàn)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為2mnT5mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為2mnT5mm。 本發(fā)明的工作原理為激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，就是在橫向焊接過(guò)程中，將激光與電弧交叉作用或傾斜作用在焊接區(qū)域，即激光與電弧作用在不同平面不同區(qū)域，利用激光對(duì)GMAW電弧的吸引作用，激光等離子體對(duì)熔滴的吸引作用，以及電弧自身的電弧力，改變?nèi)鄢氐氖芰η闆r，從而改善熔池的流動(dòng)狀態(tài)，減小熔融金屬自身重力的負(fù)面影響，抑制熔池的下淌。與傳統(tǒng)的橫向焊接方法相比，本發(fā)明包括以下有益效果I、增大了工藝參數(shù)范圍，通過(guò)調(diào)節(jié)激光功率，可抑制在較大的電流焊接參數(shù)下熔融金屬的下淌，從而消除焊縫的咬邊缺陷，而且焊縫中心線(xiàn)剛好對(duì)中；2、提高了焊接效率，高功率密度的激光作用在焊接區(qū)域內(nèi)，可增大焊縫熔深，減小焊接熱輸入量，同時(shí)提高焊接速度；3、采用復(fù)合焊接方法，可以改善焊縫的組織形貌，提高焊縫的力學(xué)性能。


圖I為激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接示意圖，其中GMAW電弧焊的焊接電流為30A 149A，I為待焊工件，2為焊縫，3為激光束，4為GMAW焊槍?zhuān)?為焊絲，6為GMAW電弧焊槍所在的法平面，為了視圖更清楚激光束中心線(xiàn)所在法平面省略，h為激光作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離，d為激光斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離，k為焊絲干伸長(zhǎng)，箭頭所指方向?yàn)楹附臃较颍粓D2為激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接示意圖，其中GMAW電弧焊的焊接電流為150A 250A，I為待焊工件，2為焊縫，3為激光束，4為GMAW焊槍?zhuān)?為焊絲，6為焊縫中心線(xiàn)所在的垂直于工件表面的法平面，7為GMAW電弧焊槍中心線(xiàn)所在的工作面，h為激光作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離，d為激光斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離，焊絲尖端與待焊工件法平面呈夾角β，k為焊絲干伸長(zhǎng)，箭頭所指方向?yàn)楹附臃较?；圖3為實(shí)驗(yàn)一中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫表面；圖4為實(shí)驗(yàn)一中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫截面；圖5為實(shí)驗(yàn)二中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫表面；圖6為實(shí)驗(yàn)二中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫截面；圖7為實(shí)驗(yàn)三中傳統(tǒng)激光-GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫表面；圖8為實(shí)驗(yàn)三中傳統(tǒng)激光-GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫截面。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中的一種激光引 導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法以下步驟進(jìn)行一、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理先用丙酮在待焊工件表面擦拭2遍 3遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為69TlO%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡6mirTl2min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為25% 35%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡2mirT4min后，用清水沖洗干凈并吹干，然后將待焊工件的待焊面以橫向放置的方式固定在行走機(jī)構(gòu)上；二、填充焊絲焊絲直徑為I. OmnTl. 6mm,焊絲干伸長(zhǎng)控制在10mnT30mm,焊絲與法線(xiàn)的夾角α為30° 75° ；三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)進(jìn)行焊接使用純Ar氣或體積比為95%Ar+5%C02混合氣體為保護(hù)氣體，焊接時(shí)氣體流量為15L/mirT50L/min，激光器以聚焦形式直接作用在待焊工件上，在激光束的光斑直徑為O. lmnTO. 4mm、激光功率范圍為2. 0kff^6. Okff, GMAff電弧焊的焊接電流為30A 250A、焊接速度為O. 5m/mirT2. 5m/min的條件下進(jìn)行復(fù)合橫向焊接，得到焊接件；其中激光器為CO2氣體激光器、光纖激光器、YAG固體激光器或半導(dǎo)體激光器，；其中當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為30A 149A時(shí)，激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)位于待焊工件的兩個(gè)法平面上，激光束作用位置位于焊縫中心線(xiàn)以上，垂直照射在待焊工件上，焊絲尖端作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為2mnT5mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為2mnT5mm ；當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為150A 250A時(shí)，激光束中心線(xiàn)位于待焊工件法平面上，且在焊縫中心線(xiàn)上方，垂直照射在待焊工件上，焊絲尖端與待焊工件法平面呈夾角β，其大小在20° ^45°之間，GMAW電弧傾斜作用在焊接區(qū)域，焊絲尖端作用點(diǎn)位于焊縫中心線(xiàn)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為2mnT5mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為2mnT5mm。與傳統(tǒng)的橫向焊接方法相比，本發(fā)明包括以下有益效果I、增大了工藝參數(shù)范圍，通過(guò)調(diào)節(jié)激光功率，可抑制在較大的電流焊接參數(shù)下熔融金屬的下淌，從而消除焊縫的咬邊缺陷；2、提高了焊接效率，高功率密度的激光作用在焊接區(qū)域內(nèi)，可增大焊縫熔深，減小焊接熱輸入量，同時(shí)提高焊接速度；3、采用復(fù)合焊接方法，可以改善焊縫的組織形貌，提高焊縫的力學(xué)性能。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中先用丙酮在待焊工件表面擦拭2遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為8%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡9min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為30%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡3min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟二中焊絲直徑為I. 2mnTl. 4mm,焊絲干伸長(zhǎng)控制在12mnT25mm,焊絲與法線(xiàn)的夾角α為40。 65。。其它
步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟二中焊絲直徑為I. 3mm，焊絲干伸長(zhǎng)控制在15mm，焊絲與法線(xiàn)的夾角α為60°。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟三中激光束的光斑直徑為O. 2mnT0. 3_，激光功率范圍為3. 0kff^5. Okff0其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟三中激光束的光斑直徑為O. 2mm，激光功率范圍為4. Okff0其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟三中GMAff電弧焊的焊接電流為40A 200A，焊接速度為lm/mirT2m/min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟三中GMAff電弧焊的焊接電流為120A，焊接速度為lm/min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟三中當(dāng)GMAff電弧焊的焊接電流為40A140A時(shí)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為3mnT4mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mnT4mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟三中當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為120A時(shí)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為3mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法按以下步驟進(jìn)行一、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理先用丙酮在厚度為8mm的2219鋁合金板表面擦拭2遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為8%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡9min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為30%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡3min后，用清水沖洗干凈并吹干，然后將鋁合金板的待焊面以橫向放置的方式固定在行走機(jī)構(gòu)上；二、填充焊絲焊絲直徑為I. 0mm，焊絲干伸長(zhǎng)k為15mm，焊絲與法線(xiàn)的夾角α為60。；三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)進(jìn)行焊接C02氣體激光器以聚焦形式直接作用在待焊工件上，光斑直徑為O. 2mm，激光功率范圍為3. 5kff,GMAff電弧焊的焊接電流為120A，焊接速度為lm/min，焊接時(shí)激光器在前，GMAff電弧焊在后，復(fù)合橫向焊接時(shí)，使用純Ar氣體為保護(hù)氣體，焊接時(shí)流量為25L/min，激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)位于鋁合金板材的兩個(gè)法平面上，激光作用位置位于焊縫中心線(xiàn)以上，垂直照射在鋁合金板材上，焊絲尖端作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，激光作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為3mm，激光斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mm，見(jiàn)圖I ;實(shí)驗(yàn)二 一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法按以下步驟進(jìn)行一、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理先用丙酮在厚度為8mm的2219鋁合金板表面擦拭2遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為8%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡9min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為30%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡3min后，用清水沖洗干凈并吹干，然后將鋁合金板的待焊面以橫向放置的方式固定在行走機(jī)構(gòu)上；二、填充焊絲焊絲直徑為I. Omm，焊絲干伸長(zhǎng)k為15mm，焊絲與法線(xiàn)的夾角α為60。；三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)進(jìn)行焊接光纖激光器以聚焦形式直接作用在待焊工件上，光斑直徑為O. 2mm，激光功率范圍為3. 5kff, GMAff電弧焊的焊接電流為160A，焊接 速度為lm/min，焊接時(shí)激光器在前，GMAW電弧焊在后，復(fù)合橫向焊接時(shí)，使用純Ar氣體為保護(hù)氣體，焊接時(shí)流量為25L/min，激光束中心線(xiàn)位于待焊工件法平面上，且在焊縫中心線(xiàn)上方，垂直照射在鋁合金板材上，焊絲尖端與待焊工件法平面呈夾角β，其大小為30°，激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)位于鋁合金板材的兩個(gè)法平面上，激光作用位置位于焊縫中心線(xiàn)以上，垂直照射在母材上，焊絲尖端作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，激光作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為3mm，激光斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mm,見(jiàn)圖2 ;實(shí)驗(yàn)三傳統(tǒng)激光-GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法按以下步驟進(jìn)行—、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理先用丙酮在厚度為8mm的2219鋁合金板表面擦拭2遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為8%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡9min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為30%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡3min后，用清水沖洗干凈并吹干，然后將鋁合金板的待焊面以橫向放置的方式固定在行走機(jī)構(gòu)上；二、填充焊絲焊絲直徑為I. 0mm，焊絲干伸長(zhǎng)k為15mm，焊絲與法線(xiàn)的夾角α為60。；三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)進(jìn)行焊接C02氣體激光器以聚焦形式直接作用在待焊工件上，光斑直徑為O. 2mm，激光功率范圍為3. 5kff,GMAff電弧焊的焊接電流為120A，焊接速度為lm/min，焊接時(shí)激光器在前，GMAW電弧焊在后，復(fù)合橫向焊接時(shí)，使用純Ar氣體為保護(hù)氣體，焊接時(shí)流量為25L/min，激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)位于鋁合金板材的同一法平面上，激光作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，垂直照射在鋁合金板材上，焊絲尖端作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，激光作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為0mm，激光斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mm ;圖3為實(shí)驗(yàn)一中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫表面；圖4為實(shí)驗(yàn)一中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫截面；圖5為實(shí)驗(yàn)二中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫表面；圖6為實(shí)驗(yàn)二中激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫截面，由圖3至圖6可以看出，采用激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，可在較大的焊接電流條件下控制熔融金屬的下淌，從而消除焊縫的咬邊缺陷，而且焊縫中心線(xiàn)剛好對(duì)中。圖7為實(shí)驗(yàn)三中傳統(tǒng)激光-GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫表面；圖8為實(shí)驗(yàn)三中傳統(tǒng)激光-GMAW電弧復(fù)合橫向焊接的焊縫截面，由圖7和圖8可以看出，焊縫出現(xiàn)嚴(yán)重的下塌缺陷，嚴(yán)重影響了焊縫的使用性能。
權(quán)利要求
1.一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于它是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的 一、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理先用丙酮在待焊工件表面擦拭2遍 3遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為69TlO%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡6mirTl2min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為25% 35%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡2mirT4min后，用清水沖洗干凈并吹干，然后將待焊工件的待焊面以橫向放置的方式固定在行走機(jī)構(gòu)上； 二、填充焊絲焊絲直徑為I.OmnTl. 6mm,焊絲干伸長(zhǎng)控制在10mnT30mm,焊絲與法線(xiàn)的夾角α為30° 75° ； 三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)進(jìn)行焊接使用純Ar氣或體積比為95%Ar+5%C02混合氣體為保護(hù)氣體，焊接時(shí)氣體流量為15L/mirT50L/min，激光器以聚焦形式直接作用在待焊工件上，在激光束的光斑直徑為O. lmnTO. 4mm、激光功率范圍為2. 0kff^6. Okff, GMAff電弧焊的焊接電流為30A 250A、焊接速度為O. 5m/mirT2. 5m/min的條件下進(jìn)行復(fù)合橫向焊接，得到焊接件；其中激光器為CO2氣體激光器、光纖激光器、YAG固體激光器或半導(dǎo)體激光器；其中當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為30A 149A時(shí)，激光束中心線(xiàn)與焊絲中心線(xiàn)位于待焊工件的兩個(gè)法平面上，激光束作用位置位于焊縫中心線(xiàn)以上，垂直照射在待焊工件上，焊絲尖端作用位置位于焊縫中心線(xiàn)上，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為2mnT5mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為2mnT5mm ；當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為150A 250A時(shí)，激光束中心線(xiàn)位于待焊工件法平面上，且在焊縫中心線(xiàn)上方，垂直照射在待焊工件上，焊絲尖端與待焊工件法平面呈夾角β，其大小在20° ^45°之間，GMAW電弧傾斜作用在焊接區(qū)域，焊絲尖端作用點(diǎn)位于焊縫中心線(xiàn)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為2mnT5mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為2mnT5mm。
2.如權(quán)利要求I所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟一中先用丙酮在待焊工件表面擦拭2遍以去除油污，再用質(zhì)量百分比濃度為8%的氫氧化鈉溶液對(duì)鋁合金板進(jìn)行浸泡9min后，用清水沖洗干凈，再用質(zhì)量百分比濃度為30%的硝酸溶液對(duì)待焊工件進(jìn)行浸泡3min。
3.如權(quán)利要求I所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟二中焊絲直徑為I. 2mnTl. 4mm,焊絲干伸長(zhǎng)控制在12mnT25mm,焊絲與法線(xiàn)的夾角α為40。 65。。
4.如權(quán)利要求I所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟二中焊絲直徑為I. 3mm，焊絲干伸長(zhǎng)控制在15mm，焊絲與法線(xiàn)的夾角α為60°。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟三中激光束的光斑直徑為O. 2mnT0. 3mm，激光功率范圍為3. 0kff^5. OkW。
6.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟三中激光束的光斑直徑為O. 2mm，激光功率范圍為4. OkW。
7.如權(quán)利要求5所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟三中GMAW電弧焊的焊接電流為40A 200A，焊接速度為lm/mirT2m/min。
8.如權(quán)利要求5所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟三中GMAW電弧焊的焊接電流為120A，焊接速度為lm/min。
9.如權(quán)利要求7所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟三中當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為40A140A時(shí)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為3mnT4mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mnT4mm0
10.如權(quán)利要求7所述的一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，其特征在于步驟三中當(dāng)GMAW電弧焊的焊接電流為120A時(shí)，激光束作用位置與焊絲尖端作用位置之間垂直距離h為3mm，激光束的斑點(diǎn)作用位置與焊絲尖端作用位置之間水平距離d為3mm。
全文摘要
一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，它涉及橫向焊接方法，本發(fā)明要解決現(xiàn)有的焊接方法用于豎直平面內(nèi)進(jìn)行橫向焊接時(shí)存在熔融金屬下淌而導(dǎo)致的咬邊及焊縫中心線(xiàn)偏離的問(wèn)題。本發(fā)明中一種激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法按以下步驟進(jìn)行一、對(duì)待焊工件進(jìn)行除油和除氧化膜處理；二、填充焊絲；三、啟動(dòng)激光器及GMAW電弧焊機(jī)。采用激光引導(dǎo)GMAW電弧復(fù)合橫向焊接方法，可在較大的焊接電流條件下控制熔融金屬的下淌，從而消除焊縫的咬邊缺陷，而且焊縫中心線(xiàn)剛好對(duì)中。本發(fā)明適用于金屬橫向焊接工程領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B23K28/02GK102922153SQ20121049063
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者雷正龍, 李穎, 陳彥賓, 呂濤 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)