[发明专利]超厚钢板的双面激光电弧复合焊接方法

说明书

本发明涉及一种超厚钢板的双面激光电弧复合焊接方法，采用I型坡口，定位焊固定焊板，然后用纤维玻璃胶带固定；向焊板隙内填充碎焊丝，进行正反面两道次焊接，激光功率8‑20kW，激光束光斑尺寸≥6mm2，电弧电流280‑400A，电弧电压20‑30V，焊接速度0.5‑1.2m/min。60mm钢板可正反面各一次焊接成型。

技术领域

本发明涉及一种激光电弧复合焊接方法，属于焊接技术领域，特别是涉及一种超厚钢板的激光电弧复合焊接方法。

背景技术

激光由于能量密度高，因此激光焊接具备高熔深能力。电弧焊接具有高熔宽的特点。两者结合，可充分发挥各自优势，可以减少焊接道次，提高焊接速度，从而提高焊接效率。

现有激光电弧复合焊接技术可实现15-20内的单道次焊透，但是对于厚度50-60mm的钢板则仍需要多道次焊接。

此外，激光电弧复合焊接方法有以下缺点：1)需要开坡口；2)在焊道根部和中下部常常出现与母材的未熔合；3)根部成型差，常常有未焊满、余高过大，焊趾裂纹等。

发明内容

本发明的目的在于为超厚钢板提供了一种双面激光电弧复合焊接方法，解决了多层多道焊接效率低、侧壁未熔合，根部成型差的问题，也提高了效率，从而为工业界提供一种经济高效的焊接方法和手段。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种超厚钢板的双面激光电弧复合焊接方法，包括以下步骤：1)采用I型坡口，坡口间距3-6mm，在根部用定位固定焊板，然后在其下方用纤维玻璃胶带固定；2)从上部向焊板隙内填充碎焊丝，高度不超过焊板高度；3)进行激光电弧复合焊接，其中电弧电流280-400A，电弧电压20-30V，激光功率8-20kW，激光束光斑尺寸≥6mm2；电弧在前，激光束在后，焊接速度0.5-1.2m/min；4)焊后将焊板上下倒置，除去纤维玻璃胶带，然后进行第二道焊接。

一种超厚钢板的双面激光电弧复合焊接方法，其特征在于，坡口间隙为焊板厚度的1/10，光斑形状为矩形。

一种超厚钢板的双面激光电弧复合焊接方法，60mm以内钢板可正反面各一次焊接成型。

工艺技术要点说明如下：

采用I型坡口，坡口间距3-6mm，在根部用定位固定焊板，然后在其下方用纤维玻璃胶带固定。

不开坡口一方面可节约材料，另一方面也提升了效率。在根部用定位焊固定，是为了防止在翻板过程中导致焊接试板移位。用纤维玻璃胶带在下方固定，是为了防止在焊接过程中的熔池滴漏，或者是激光束打穿固定焊接部位，从而造成焊穿，影响后续焊接作业。

从上部向焊板隙内填充碎焊丝，高度不超过焊板高度。

采用预先填充碎焊丝的办法有两个目的：一个是解决传统送丝方法常常导致的侧壁未熔合等难题，提升焊接质量；另一个是充分利用激光的能量密度高的特点，加大填充率，从而提高效率。但高度超过焊板厚度时，容易造成表面能成型差，影响焊接质量。

进行激光电弧复合焊接，其中电弧电流280-400A，电弧电压20-30V，激光功率8-20kW，激光束光斑尺寸≥6mm2；电弧在前，激光束在后，焊接速度0.5-1.2m/min。

电弧在前，首先在焊板表面形成一个高熔宽的熔池，紧随其后的激光束会在电弧熔池的基础上，进一步增加熔深。电弧电流一方面是要确保送丝稳定，焊丝熔化稳定，以及适当的熔深。

电流大于400A，易造成电弧不稳定、焊接飞溅增大，影响焊接质量；当电流低于280A时，熔化焊丝速度偏慢，填充量不够。因此电弧电流在280-400A之间。