[发明专利]一种法向送丝的激光-热丝TIG复合焊接方法

说明书

本发明涉及一种法向送丝的激光‑热丝TIG复合焊接方法。该方法包括：在被焊接厚板上的焊接部位设计出焊接坡口，利用大功率激光深熔穿透焊接实现坡口钝边的打底焊；采用激光束、非熔化电极与持续加热的焊丝复合的方式对被焊接厚板坡口进行逐层填充焊，焊接过程中，应依据单层填充厚度调节复合焊炬到熔池的高度位置，其中，所述焊丝通过热丝加热装置感应加热，在焊接进给方向上，所述激光束设在所述焊丝的前方，所述非熔化电极设在所述焊丝的后方，并置于惰性气体保护罩中；采用上述复合焊接方式对被焊接厚板的坡口焊缝进行盖面焊，完成复合焊接。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是涉及一种法向送丝的激光-热丝TIG 复合焊接方法。

背景技术

激光电弧复合焊接是将物理性能、能量传输机制截然不同的两种热源 复合在一起，同时作用于同一加工位置，既能充分发挥两种热源各自的优 势，又相互弥补了各自的不足，从而形成了一种全新高效的焊接方法。其 中激光-TIG电弧复合焊接过程平稳，电弧稳定性好，易获得良好的焊缝成 形。

激光焊接有深熔焊和热导焊两种焊接模式，在厚板、中厚板窄间隙多 层焊接过程中，当采用深熔焊接模式的激光束实现激光-TIG电弧复合焊接 时，极易产生小孔型气孔且很难消除；当采用热导焊接模式的激光束实现 激光引导TIG电弧的复合焊时，虽然焊接质量较好，然而熔敷效率低、焊 接速度慢、热影响区大、焊接道次多，易导致较大的焊接应力和残余变 形，对后期焊件校形增加了难度。

热丝焊是在填充金属被送入熔池之前，通过加热使之达到一定温度， 也就是对焊丝进行预热，实现高速高效焊接的目的。目前，热丝的加热方 法主要包括电阻加热和高频感应加热。与电阻加热相比，高频感应加热具 有热丝效率高、加热速度快；适用于各种金属材料的焊丝，特别是低电阻 率焊丝的加热；没有旁路电流磁场干扰，消除了磁偏吹现象。因此，为提 高焊丝的熔敷速度，减少焊接道次并降低焊接应力和残余变形，采用热丝 焊是最佳解决方案之一。

目前，激光-热丝TIG复合焊接时，均是将激光置中，热丝和TIG电 弧分别置于激光束的前后侧，三者作用于同一熔池及其附近区域。当采用 高频感应加热热丝时，焊丝加热区间的加热温度和加热深度均可实现精确 控制。然而，由于加热装置原因，焊丝的加热区间距离熔池还有一段距 离，精确控温的焊丝经过该距离、送入熔池前，在热辐射和热传导等因素 的影响下，热丝存在一定的热损耗，即热丝温度会产生一定下降。对于散 热快的金属材料，热丝的热损耗相对更大，降低了热丝的熔敷效率。

因此，基于现有技术的不足，发明人提供了一种法向送丝的激光-热丝 TIG复合焊接方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种法向送丝的激光-热丝TIG复合焊接方法， 通过将激光束、非熔化电极与持续加热的焊丝进行优化复合，使高频感应 加热热丝在加热区间到熔池的散热区间内，获得激光束和非熔化电极弧柱 区的二次加热，能够显著降低热丝在该散热区间内的热损耗，进一步提高 热丝的熔敷效率。

本发明的实施例提出了一种法向送丝的激光-热丝TIG复合焊接方 法，该方法包括：

在被焊接厚板上的焊接部位设计出焊接坡口，利用大功率激光深熔穿 透焊接实现坡口钝边的打底焊；

采用激光束、非熔化电极与持续加热的焊丝复合的方式对被焊接厚板 坡口进行逐层填充焊，焊接过程中，应依据单层填充厚度调节复合焊炬到 熔池的高度位置，其中，所述焊丝通过热丝加热装置感应加热，在焊接进 给方向上，所述激光束设在所述焊丝的前方，所述非熔化电极设在所述焊 丝的后方，并置于惰性气体保护罩中；

采用上述复合焊接方式对被焊接厚板的坡口焊缝进行盖面焊，完成复 合焊接。

进一步地，在采用激光束、非熔化电极与持续加热的焊丝复合的方式 焊接过程中，三者共同作用在被焊接厚板坡口的熔池及其附近，激光束的 焦点与焊接表面的离焦形式为正离焦，离焦量为5mm～30mm。