鈦合金激光－MIG復合焊接方法技術

本發明專利技術公開了一種鈦合金激光－MIG復合焊接方法。將鈦合金待焊接頭加工成Ｉ型坡口，接頭形式為對接；將焊縫保護拖罩固定在MIG槍嘴上，拖罩主體布置在焊縫上表；激光束從MIG前方0～3mm垂直入射，焊絲通過MIG槍嘴送入坡口上表面；復合熱源熔化焊絲后填充接頭間隙，實現工件單道焊接成型。本發明專利技術解決了鈦合金焊接焊縫易受污染，激光焊裝配條件要求高、MIG焊效率低、焊縫熱影響區大，氣孔、裂紋等增多的缺點；在不降低焊接效率的前提下，降低了對裝配條件要求。具有焊接熔深大，焊接速度快、工件變形小，裝配要求低、熔池搭橋能力強，焊接質量高，焊縫性能好，易于實現自動焊等特點。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種鈦合金激光－MIG復合焊接方法。將鈦合金待焊接頭加工成Ｉ型坡口，接頭形式為對接；將焊縫保護拖罩固定在MIG槍嘴上，拖罩主體布置在焊縫上表；激光束從MIG前方0～3mm垂直入射，焊絲通過MIG槍嘴送入坡口上表面；復合熱源熔化焊絲后填充接頭間隙，實現工件單道焊接成型。本專利技術解決了鈦合金焊接焊縫易受污染，激光焊裝配條件要求高、MIG焊效率低、焊縫熱影響區大，氣孔、裂紋等增多的缺點；在不降低焊接效率的前提下，降低了對裝配條件要求。具有焊接熔深大，焊接速度快、工件變形小，裝配要求低、熔池搭橋能力強，焊接質量高，焊縫性能好，易于實現自動焊等特點。【專利說明】鈦合金激光一 MIG復合焊接方法
本專利技術涉及一種鈦合金的復合焊接方法，尤其是一種鈦合金激光一 MIG復合焊接方法，屬于激光材料加工
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技術介紹
鈦及鈦合金因其有許多獨特的優良性能，如抗拉強度高，高低溫性能好，耐腐蝕及高的比強度和比剛度，而在航空航天領域得到了廣泛應用。隨著鈦及鈦合金的應用范圍的不斷擴大，其焊接問題也變得日益突出。激光焊接作為一種精密、高效、快速的高能束焊接方法，在航空航天領域得到了越來越廣泛的應用。但常規的激光焊接也存在著一些問題和缺陷，比如激光能量利用率低、裝配精度要求高等。為了解決這些問題，激光-熔化極惰性氣體保護焊(Metal Inert Gas Welding,以下簡稱MIG)焊技術受到廣泛關注。激光-MIG復合焊是將激光焊與MIG焊的優點有機結合。提高了激光能量利用率，提高焊接過程的穩定性，改善焊縫質量，降低了對焊接件裝配精度的要求。同時彌補了 MIG焊存在的焊速慢、效率低、變形大等不足。鈦合金在激光一 MIG復合焊接過程中，由于鈦合金化學活性很高，加上激光一 MIG復合焊接速度快高溫區域面積較大，焊接高溫區域極易受到周圍環境的污染。目前有關光激光一 MIG復合焊接鈦合金的工藝研究及應用還不多見。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術公開了一種鈦合金激光一 MIG復合焊接方法，旨在不增加激光功率的條件下，提高焊接熔深，改善焊接質量，實現激光-MIG復合焊接鈦合金，獲得良好焊接性能。本專利技術采用如下技術方案:一種鈦合金激光-MIG復合焊接方法，該方法包括:第一步:鈦合金待焊接頭加工成I型坡口，接頭形式為對接；弟二步:將焊縫保護拖罩固定在MIG槍上，拖罩王體布直在焊縫上表；第三步:布置激光與MIG復合熱源，激光束從MIG槍嘴前方O~3mm垂直入射，焊絲通過MIG槍嘴送入坡口上表面；第四步:使用激光束與MIG復合熱源，復合熱源熔化焊絲后填充接頭間隙，實現工件單道焊接成型。在第一步中，I型坡口接頭的最大間隙不大于接頭厚度的0.2倍。激光-MIG復合單層焊的最大熔深按2mm/kW進行預判。焊接過程中，激光輸出功率1.2~3.2Kw，MIG輸出電流35~65A ;焊接速度600~1200mm/min ;送絲速度75~125ipm ;激光離焦量為O~2_ ;可焊鈦合金厚度為2~6_。采用背保護氣、MIG槍氣和拖罩氣配合保護，其中:背保護氣2~5L/min、MIG槍氣10~18L/min、拖罩氣12~25L/min ;使用純度為99.99%氬氣作為保護氣體。本專利技術的技術方案是為了提高焊接熔深，將激光焊和MIG焊等技術的優點有機結合，應用于鈦合金的焊接中。本方明的優點是:充分利用了激光的深熔特性和MIG焊的高填充效率特點，在激光-MIG的相互作用下，焊接過程穩定性改善，焊接效率提高。解決了鈦合金焊接焊縫易受污染、激光焊裝配條件要求高、MIG焊效率低、焊縫熱影響區大，氣孔、裂紋等增多的缺點；在不降低焊接效率的前提下，降低了對裝配條件要求。具有焊接熔深大，焊接速度快、工件變形小，裝配要求低、熔池搭橋能力強，焊接質量高，焊縫性能好，易于實現自動焊等特點。【專利附圖】【附圖說明】圖1 I型對接接頭示意圖；圖2鈦合金激光一 MIG復合焊接示意圖。圖中:δ為接頭厚度；1 一工件；2 —激光；3 —焊絲和保護氣；4 一 MIG焊槍；5 —拖罩；6 —拖罩保護氣接口 ；7 —焊縫。【具體實施方式】下面，結合附圖和具體實施例，對專利技術的【具體實施方式】作進一步的說明。工作原理:本專利技術一種鈦合金激光-MIG復合焊接方法，通過將激光焊和MIG焊有機結合應用于鈦合金的焊接中，焊接時不同工藝參數的設計達到特定的目的:實現具有焊接熔深大，焊接速度快、工件變形小，裝配要求低、熔池搭橋能力強，焊接質量高，焊縫性能好的鈦合金焊接。本專利技術的焊接方法，首先將鈦合金待焊件的接頭加工成I型坡口，為了控制焊接缺陷，焊接時對裝配間隙有一定要求，因此接頭裝配必須滿足間隙不大于0.2 δ ( δ為接頭厚度)的要求。根據待焊鈦合金材料成分選擇焊絲，并對焊件與焊絲進行除油、酸洗、烘干等焊前處理；將焊縫保護拖罩固定在MIG槍嘴上，拖罩主體布置在焊縫上表；布置激光與MIG復合熱源，焊接時激光束從MIG前方O?3mm垂直入射，確保兩熱源共同形成I個共同的熔池，焊絲通過MIG槍嘴送入熔池上表面，形成短路過渡；復合熱源熔化焊絲后填充接頭間隙，實現工件單道焊接成型。使用大功率激光束與小功率的MIG復合，激光功率1.2?3.2Kw，MIG電流35?60A，焊接速度600?1200mm/min，送絲速度75?125ipm，激光離焦量為O?2mm ;使用純度為99.99%氬氣作為保護氣體，采用背保護氣、MIG槍氣和拖罩氣配合保護，其中:背保護氣2?5L/min、MIG槍氣10?18L/min、拖罩氣12?25L/min。 根據材料厚度不同，焊接具體參數參照表I選取。表I TA12鈦合金激光一 MIG復合焊接工藝規范【權利要求】1.一種鈦合金激光-MIG復合焊接方法，包括: 第一步:鈦合金待焊接頭加工成1型坡口，接頭形式為對接； 第二步:將焊縫保護拖罩固定在MIG槍上，拖罩主體布置在焊縫上表； 第三步:布置激光與MIG復合熱源，激光束從MIG槍嘴前方O?3mm垂直入射，焊絲通過MIG槍嘴送入坡口上表面； 第四步:使用激光束與MIG復合熱源，復合熱源熔化焊絲后填充接頭間隙，實現工件單道焊接成型。2.根據權利要求1所述鈦合金激光-MIG復合焊接方法，其特征在于，在第一步中，I型坡口接頭的最大間隙不大于接頭厚度的0.2倍。3.根據權利要求1所述鈦合金激光-MIG復合焊接方法，其特征在于，激光-MIG復合單層焊的最大熔深按2mm/kW進行預判。4.根據權利要求1所述鈦合金激光-MIG復合焊接方法，其特征在于，焊接過程中，激光輸出功率1.2?3.2Kw，MIG輸出電流35?65A ;焊接速度600?1200mm/min ;送絲速度75?125ipm ;激光離焦量為O?2_。5.根據權利要求1所述鈦合金激光-MIG復合焊接方法，其特征在于，采用背保護氣、MIG槍氣和拖罩氣配合保護，其中:背保護氣2?5L/min、MIG槍氣10?18L/min、拖罩氣.12 ?25L/min。【文檔編號】B23K26/348GK103831533SQ201310653301【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日 【專利技術者】汪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈦合金激光?MIG復合焊接方法，包括：第一步：鈦合金待焊接頭加工成Ｉ型坡口，接頭形式為對接；第二步：將焊縫保護拖罩固定在MIG槍上，拖罩主體布置在焊縫上表；第三步：布置激光與MIG復合熱源，激光束從MIG槍嘴前方0～3mm垂直入射，焊絲通過MIG槍嘴送入坡口上表面；第四步：使用激光束與MIG復合熱源，復合熱源熔化焊絲后填充接頭間隙，實現工件單道焊接成型。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪永陽，陳久友，梁繼哲，王志敏，李宏偉，劉洋，姚為，
申請(專利權)人：北京航星機器制造有限公司，
類型：發明
國別省市：