一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法，屬于材料加工工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]T型結(jié)構(gòu)在船舶、航天航空和車輛等工業(yè)應(yīng)用廣泛，隨著船舶、航天航空和車輛向大噸位和大運(yùn)載能力的發(fā)展，對厚板T型結(jié)構(gòu)的需求越來越多，因此，提高厚板T型接頭的焊接效率和焊接質(zhì)量具有十分重要的意義。目前對于T型接頭，廣泛采用的焊接工藝都是先將一面焊縫焊好后，用碳弧氣刨在其另一面作清根工作或刨出坡口，再焊接另外一面焊縫的方法。其缺點(diǎn)是焊接效率低、焊接周期長，焊接變形大，單側(cè)依次順序雙面焊焊接第一道焊縫后，立板容易彎曲及向焊縫傾斜；此外第一道焊縫的微小缺陷將導(dǎo)致第二道焊縫出現(xiàn)焊接過程不穩(wěn)定，出現(xiàn)氣孔和裂紋；T型接頭在焊接區(qū)域的傳導(dǎo)方式是三維的，與平面相比，冷卻速度更快且存在差異，裂紋傾向性更大，因此傳統(tǒng)的T型接頭焊接質(zhì)量也受到很大影響，滿足不了重要結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量要求。
[0003]美國的EWI等研究機(jī)構(gòu)利用兩臺(tái)激光器提供雙光束，實(shí)現(xiàn)了 T型接頭的激光同步焊接，并成功用于飛機(jī)帶筋壁板的焊接，但設(shè)備復(fù)雜，成本極高限制了其應(yīng)用。將一臺(tái)高功率激光器分成兩束形成的雙光束，可以克服一些困難，但受分光鏡及空間限制，調(diào)焦裝配困難，對位置精度要求高，所需激光器總功率在4000W(CO2Laser)以上，成本也難以控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在針對T型接頭傳統(tǒng)方法焊接中存在的焊接變形大、接頭強(qiáng)度低、氣孔多、效率低及激光同步焊接成本過高等諸多問題存在的問題，提出一種新方法，即一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法。
[0005]本發(fā)明的一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0006]步驟一:將工件的待焊接部位加工成坡口或不進(jìn)行處理，焊接前，對雙面對稱焊接坡口及其兩側(cè)表面30_范圍內(nèi)表面進(jìn)行打磨，然后用丙酮清洗坡口及坡口兩側(cè)表面；
[0007]步驟二:將工件固定在夾具上待焊；
[0008]步驟三:保持InFocus焊槍與T型接頭面板縱向面之間的夾角均為α，α為30°?45°，與T型底板的夾角β為30° ;
[0009]步驟四:設(shè)定工藝參數(shù)，在T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接中，焊接電流為300Α?900Α ；電弧焊槍氣體流量為15L/min?30L/min ;焊接速度為0.6m/min?3.0m/min ;送絲速度為 4.0m/min ?10.0m/min ；
[0010]步驟五:打開電弧電源，啟動(dòng)焊接的控制系統(tǒng)，實(shí)施焊接。
[0011]InF0cus技術(shù)是一種利用特殊材料設(shè)計(jì)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(diǎn)，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(shí)別性好；(3)焊接煙塵小，飛濺小；(4)保護(hù)需求與TIG —致；(5)加工穩(wěn)定性和可重復(fù)性好；
[0012]InFocus電弧受到機(jī)械壓縮并優(yōu)化了陰極冷卻設(shè)計(jì)，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(diǎn):(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(jì)科學(xué)，經(jīng)久耐用，耗材更換簡單，且更易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。
[0013]基于此，本發(fā)明提出一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法。
[0014]本發(fā)明包含以下有益效果:
[0015](I) InFocus電弧電流峰值可以高達(dá)1000A，相對于傳統(tǒng)的TIG電弧400A的峰值，電流作用力和能量密度較大，可實(shí)現(xiàn)匙孔焊接，熔深大，焊接速度快，極大的提高了焊接效率，可焊接中厚板；
[0016](2)由于對陰極的強(qiáng)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；
[0017](3)相比等離子弧焊、激光焊接，其設(shè)備成本大幅降低，焊槍可靠耐用，耗材互換性良好；InFocus焊槍設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；
[0018](4)相比于激光焊接，對于裝配精度要求可以進(jìn)一步放寬，降低了裝配成本。
【附圖說明】
[0019]圖1為T型接頭雙側(cè)InFocus焊接示意圖；
[0020]圖2為薄板雙側(cè)InFocus焊接示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明的接頭坡口形式示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明的打底焊不意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明的打底焊和填充焊示意圖；
[0024]圖6為T型接頭激光同步焊接在功率為1500W時(shí)的效果圖；
[0025]圖7為T型接頭激光同步焊接在功率為2000W時(shí)的效果圖；
[0026]圖8為T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接方法，它是按照以下步驟進(jìn)行的:
[0028]步驟一:將工件的待焊接部位加工成坡口或不進(jìn)行處理，焊接前，對雙面對稱焊接坡口及其兩側(cè)表面30_范圍內(nèi)表面進(jìn)行打磨，然后用丙酮清洗坡口及坡口兩側(cè)表面；
[0029]步驟二:將工件固定在夾具上待焊；
[0030]步驟三:保持InFocus焊槍與T型接頭面板縱向面之間的夾角均為α，α為30°?45°，與T型底板的夾角β為30° ;
[0031]步驟四:設(shè)定工藝參數(shù)，在T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接中，焊接電流為300A?900A ；電弧焊槍氣體流量為15L/min?30L/min ;焊接速度為0.6m/min?3.0m/min ;送絲速度為 4.0m/min ?10.0m/min ；
[0032]步驟五:打開電弧電源，啟動(dòng)焊接的控制系統(tǒng)，實(shí)施焊接。
[0033]本實(shí)施方式在雙側(cè)InFocus電弧同步焊接中，InFocus焊槍采用Kjellberg公司生產(chǎn)的InFocus 100A型號(hào)的焊機(jī)，在焊接時(shí)可根據(jù)板的厚度調(diào)節(jié)焊接電流的大小。
[0034]【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:焊接是沿著T型接頭面板橫向面法向進(jìn)行的。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接是指采用兩把InFocus焊槍對稱分布于T型接頭兩側(cè)并同時(shí)進(jìn)行焊接。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:針對T型接頭立板厚度大于15mm，面板厚度大于20mm的T型接頭，先進(jìn)行打底焊，再進(jìn)行一次或者多次填充焊接。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:在打底焊和填充焊接時(shí)，InFocus焊槍與T型接頭面板縱向面之間的夾角α介于30?45°，與T型底板的夾角β為30°。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的加工成坡口是指加工成Y型坡口。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0039]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的鈍邊為8mm?12mm，坡口角度為10°?30°。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的將工件的待焊接部位不進(jìn)行處理是針對T型接頭立板厚度小于或等于15mm，面板厚度小于或等于20mm的T型接頭焊縫進(jìn)行的。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:設(shè)定工藝參數(shù)，在T型接頭雙側(cè)InFocus電弧同步焊接中，焊接電流為400A?900A ;電弧焊槍氣體流量為20L/min ?30L/min ;焊接速度為 1.0m/min ?3.0m/min ;送絲速度