[发明专利]一种采用双TIG焊枪的激光填丝焊的熔丝方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光填丝焊的熔丝方法。

背景技术

激光填丝焊对送丝精度要求严格，激光填丝焊过程中，送丝位置与送丝速度的波动、焊丝对光的反射作用都会引起进入工件的激光能量变化。而且，为可靠熔丝，焊丝尖端基本上是接触到匙孔边缘，容易对熔池与匙孔的稳定性造成较大干扰。焊材的稳定熔化与填充是激光填丝焊技术应用的瓶颈所在。

目前激光填丝焊电弧辅助熔丝的方法中，由于TIG电弧或MIG电弧直接作用在母材上，容易造成对母材的热输入过多，从而引起母材变形，甚至产生焊缝组织晶粒粗大，力学性能差的缺陷。

中国专利《单电源单面串联双TIG电弧焊接方法》，公开日为2010.09.01，公开的通过双TIG焊枪在待焊工件上起弧，电流沿着“第一TIG焊枪-待焊工件-第二TIG焊枪”的方向流动，在第一TIG焊枪与待焊工件之间、第二TIG焊枪与工件之间分别产生一个熔池进行焊接。但是它存在电弧熔深较小、焊接速度慢及厚板焊接时需要多层多道焊的问题，而且电弧直接作用于母材，容易造成接头变形量大，焊接效率低的问题。

发明内容

本发明是要解决现有激光填丝焊过程中采用常规熔丝方法存在焊丝对中精度要求高、焊接接头变形量大和焊缝力学性能差的问题，而提出一种采用双TIG焊枪的激光填丝焊的熔丝方法。

本发明中的一种采用双TIG焊枪的激光填丝焊的熔丝方法按以下步骤进行：

一、当母材为镁、铝及其合金时，将两把TIG焊枪分别与TIG电源的正负极相连，并将TIG电源的负极与母材相连，TIG电源采用直流输出形式；

二、启动激光器，使激光在母材上形成熔池，激光的输出类型采用连续输出或脉冲输出，其中激光器功率为500W~5000W；

三、开启保护气，使保护气从同轴送丝送气喷嘴中喷出，然后接通TIG电源，使两把TIG焊枪之间起弧，启动送丝系统，使焊丝不断送出，调节TIG电源输出电流与送丝速度，使电弧稳定地熔化焊丝，通过调节焊丝与母材间的距离，使熔滴不断的流入激光束形成的熔池中。

本发明中的一种采用双TIG焊枪的激光填丝焊的熔丝方法按以下步骤进行：

一、当母材为除镁、铝及其合金外的其它金属时，将两把TIG焊枪分别与TIG电源的正负极相连，TIG电源采用直流输出形式；

二、启动激光器，使激光在母材上形成熔池，激光的输出类型采用连续输出或脉冲输出，其中激光器功率为500W~5000W；

三、开启保护气，使保护气从同轴送丝送气喷嘴中喷出，然后接通TIG电源，使两把TIG焊枪之间起弧，启动送丝系统，使焊丝不断送出，调节TIG电源输出电流与送丝速度，使电弧稳定地熔化焊丝，通过调节焊丝与母材间的距离，使熔滴不断的流入激光束形成的熔池中。

本发明的工作原理：采用两把TIG焊枪分别与TIG电源的两极相连，同轴送丝送气软管与同轴送丝送气喷嘴相连，TIG电源、两把TIG焊枪、熔丝电弧、构成熔丝回路。焊接时，接通TIG电源，使两把焊枪之间起弧，在电弧的作用下，焊丝熔化成熔滴，之后熔滴过渡到激光形成的熔池里。

本发明包括以下优点：

1、焊丝主要依靠双TIG焊枪产生的电弧熔化，激光能量主要用于形成熔池，既可避免激光因熔化焊丝产生的能量损耗与热输入波动，又可减少填充金属对匙孔的直接冲击；

2、焊丝的对中要求大大放宽，激光前方的液态填充金属还可提高材料对激光的吸收率，有效提高焊接过程稳定性与焊接效率；

3、由于两把TIG焊枪各为一极，电弧在两把焊枪之间起弧，当提高焊接速度时，电弧不会由于焊接速度的提高而发生电弧漂移，从而实现了提高焊接速度的目的；

4、送丝速度与焊接电流相互独立，这样降低了对待焊工件的热输入，大大降低了工件接头的变形量，使工件焊缝的组织晶粒细小、力学性能得到提高；

5、电弧与激光相互独立，这样电弧的绝大部分能量可用于熔化焊丝，提高了焊接效率。当焊接镁、铝及其合金时，TIG电源的负极再引出一个导线与待焊工件相连，利用激光等离子体对电弧吸引的作用，可达到阴极清理的作用，从而降低焊缝气孔率。

6、两把TIG焊枪不单独喷送保护气，利用同轴送丝送气装置喷送保护气，这样可避免过多气流对熔池产生不利影响。

附图说明