[发明专利]一种扫描振镜激光-高频脉冲TIG复合焊接的方法

说明书

本发明提出的是一种扫描振镜激光‑高频脉冲TIG复合焊接的方法。待焊钢板制成焊接坡口并装配与清洗。第一待焊接工件与第二待焊接工件相对接，第一待焊接工件和第二待焊接工件为厚钢板，两待焊接工件之间具有选定宽度和长度的待焊焊缝，使用焊丝,利用扫描振镜激光‑高频脉冲TIG复合焊枪和TIG焊枪产生激光束对焊缝沿方向进行行走焊接，从一端到另一端，焊接过程采用直线形摆动，圆形摆动或“8”字形摆动方式。由于本发明采用扫描振镜激光‑高频脉冲TIG复合焊接，能够降低气孔产生的几率，提高焊缝性能，同时降低焊缝热输入，减小焊接变形。适宜作为厚壁高强钢、不锈钢等构件摆动激光‑高频脉冲TIG复合焊接的方法应用。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种扫描振镜激光-高频脉冲TIG复合焊接的方法。

背景技术

厚壁高强钢、不锈钢等构件被广泛应用于海洋、核电等国家重要的工业领域，目前通常采用TIG、MAG或SMAW等传统电弧焊接方法焊接，焊接速度慢，焊接效率低，焊接质量不高。

激光焊具有能量密度高，焊接速度快、焊缝质量好，深宽比大，热影响区小，焊接变形小等优点，已经在工业生产中得到广泛的应用，但是由于单激光焊光斑直径小，对焊缝装配精度要求较高、打底焊背面成形不良，焊缝冷却过快导致焊道侧壁和层间易产生熔合不良。摆动激光焊接利用高频摆动增大熔池面积、改善侧壁熔合、搅拌熔池减少缺陷、提高激光焊接适应性，可以解决厚板构件焊接装配精度要求高、打底焊背面成形不良以及焊道侧壁和层间易产生熔合不良的问题，但是厚壁构件焊接时效率仍然不高。

TIG焊利用钨极和母材之间产生的电弧来熔化金属材料形成焊缝。TIG焊具有保护效果好、熔池冶金反应简单、焊接电流在一定范围内电弧稳定、飞溅小、焊缝美观的优点，常用于低速低热输入焊接。当为提高效率应用到高速焊接的情况时，由于TIG焊熔深较浅，电弧挺度不高，高速焊接易产生跳弧，为加强电弧挺度需增加焊接电流，但易造成钨极烧损导致焊缝夹钨，同时导致热输入过大造成焊缝成形不良。为解决TIG焊焊接效率和焊接质量的矛盾，可以采用脉冲的方法来提供焊接电流，这样可以在总输入热量不变的情况下，提高每次脉冲峰值时的电弧挺度，同时脉冲电流对熔池有搅拌作用，利于熔池中气体的溢出，降低熔池的冷却速度，提高焊接质量。但是脉冲TIG焊在高速焊接时也易产生跳弧现象，同时低频脉冲TIG焊在高速焊接时由于频率过低易造成焊缝成形波动较大，成形质量不高。

发明内容

为了克服现有技术中焊接热输入大、焊接效率低、打底焊成形不良、侧壁和层间熔合不良的问题，本发明提出了一种扫描振镜激光-高频脉冲TIG复合焊接的方法。该方法通过采用一种扫描振镜激光-高频脉冲TIG复合打底焊接，利用高速摆动激光对TIG电弧吸引作用，增大激光电弧的作用面积，降低装配精度要求，利用TIG高频脉冲电流提高电弧挺度增大了根部熔透深度，同时降低热输入避免熔池下塌，保证打底焊缝良好成形；采用扫描振镜激光-高频脉冲TIG复合填充焊接，利用高速摆动激光对TIG电弧吸引作用，增大激光电弧的作用面积，改善侧壁熔合，利用高频脉冲TIG提高熔深改善层间熔合质量，同时利用激光摆动和TIG焊高频脉冲搅拌熔池，增大熔池冷却时间，利于气体溢出及焊缝的组织形态，降低气孔产生的几率，提高焊缝性能，同时降低焊缝热输入，减小焊接变形。解决激光电弧复合焊接的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

制焊接坡口：将第一待焊接工件和第二待焊接工件机械加工制成焊接坡口；

装配：将第一待焊接工件和第二待焊接工件进行相对装配；

清除污物：焊接前清除坡口及其周围的氧化皮、油污、锈、水分及其它污物；