[发明专利]一种管件激光-GMAW复合焊接收弧控制方法

说明书

本发明涉及一种管件激光‑GMAW复合焊接收弧控制方法，属于环形焊接技术领域。技术方案是：焊缝搭接开始时刻t1，此时启动收弧程序，管件继续转动，GMAW电流开始线性下降，激光功率由正常焊接功率P瞬时增大到收弧段功率P1；到达激光开始衰减时刻t2后，管件停止转动，激光功率由收弧段功率P1开始线性下降，直至到达激光停止时刻t3，激光功率减小为0，GMAW电流继续下降；管件停止转动，GMAW电流继续下降，直至到达电弧停止时刻t4，电流下降为0。本发明通过收弧处瞬间提升激光功率，并同时衰减电流，可避免“匙孔”坍塌或不稳定现象，通过焊接参数的配合，消除收弧处焊缝缺陷，能够显著提高收弧的一次合格率。

技术领域

本发明涉及一种管件激光-GMAW复合焊接收弧控制方法，属于环形焊接技术领域。

背景技术

激光电弧复合焊是将激光热源和电弧热源通过同轴或旁轴的方式形结合，作用在同一熔池形成一种全新高效复合热源的焊接方法，充分发挥了激光焊和电弧焊的优势，又弥补了各自的不足，具有焊接速度快，热输入小，焊后变形小等特点。激光电弧复合焊过程中，激光束穿透熔池形成稳定“匙孔”，可实现单面焊背面自由成形的全焊透焊缝，因此适合全焊透要求的环焊缝焊接。

激光电弧复合焊收弧时，激光停止后“匙孔”逐渐闭合，在GMAW熔滴及熔池金属的作用下，收弧处“匙孔”出现坍塌，会形成“匙孔型”孔穴缺陷。目前，解决激光复合焊收弧缺陷问题由如下方式：在工件末端设置收弧板，避免收弧缺陷出在正常焊缝上，这种方式一般用于长直类焊缝，而针对环焊缝时，起弧位置和和收弧位置重合，无法设置收弧板，通常采取的措施是对收弧缺陷进行挖除后补焊处理。无论是加收弧板还是挖除后补焊，都严重影响焊接效率，并且焊接质量也难以保证。

在焊接技术领域，对于环焊缝，无论是电弧焊还是激光焊，通过工艺手段进行收弧时，惯用技术手段是通过采用不同形式的电流衰减或激光功率衰减，以达到消除收弧缺陷的目的。例如中国专利申请号为202010367422.8的“一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统”和中国专利申请号为201811422288.6的“消除激光焊接收弧坑的方法”，分别采用电流衰减和激光功率衰减的方式解决收弧缺陷问题。长期以来，本领域形成了一种技术偏见：收弧开始阶段，只有通过电流衰减或激光功率衰减才能消除收弧产生的缺陷，因为电流衰减或激光功率衰减后，输出的焊接能量减少，产生的收弧缺陷才能减少。但是，在激光-GMAW复合焊中，由于激光和电弧共同作用于熔池，处于动态平衡状态，单纯采用衰减电流或激光功率的方式，不能解决收弧缺陷问题，甚至可能破坏激光与电弧的动态平衡，反而增加收弧缺陷产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种管件激光-GMAW复合焊接收弧控制方法，克服本领域技术偏见，通过瞬时增加激光功率，消除环焊缝收弧处缺陷，提高焊接作业效率和产品合格率，解决已有技术存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是：

一种管件激光-GMAW复合焊接收弧控制方法，步骤如下：

①被焊接管件转动一周后，焊缝搭接开始时刻t1，此时启动收弧程序，管件继续转动，GMAW电流开始线性下降，激光功率由正常焊接功率P瞬时增大到收弧段功率P1；

②到达激光开始衰减时刻t2后，管件停止转动，激光功率由收弧段功率P1开始线性下降，直至到达激光停止时刻t3，激光功率减小为0，GMAW电流继续下降；

③管件停止转动，GMAW电流继续下降，直至到达电弧停止时刻t4，电流下降为0。

本发明是用于自动化焊接过程，通过设置焊接参数和时序，即可完成收弧过程。

所述焊缝搭接开始时刻t1与激光开始衰减时刻t2之间的时长为0.2-1s。

所述激光开始衰减时刻t2与激光停止时刻t3之间的时长为0-0.5s。

所述激光停止时刻t3与电弧停止时刻t4之间的时长为0.2-0.5s。