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发布时间:2021-09-11 03:48:03 阅读: 来源:手动阀厂家

结合GMAW与激光技术的多道焊接

在造船和管道敷设工作中经常用到厚钢板焊接技术,这种运用传统熔化极气体保护焊(GMAW)工艺的技术需要大量不同的焊接通道。板厚超过5毫米时,由于熔池变大且难以控制,再加上基体材料所需的热输入,单道熔化极气体保护焊往往不适用。根据材料厚度的不同,需要有不同数量的逐次进行的焊接通道,有时还要在不同的工作站进行加工。

高功率激光系统能减少焊接通道数量并改善成本状况,同时提陶瓷基复合材料高焊接速度、降低热输入变形以及减少矫正返工。一种前景看好的方法是将激光和GMAW工艺结合的混合焊接法,可以减少焊接通道数量和缩短焊接时间。同时,这种混合焊能够通过选择填充焊丝来影响焊缝硬度和韧度、消除缝隙以及校正线性错边,而仅仅用激光光束作为一种自熔焊方法是不可能达到上述效果的。激光光束的小面积热输入特性在技术意义上导致深熔和高焊接速度,因而不适合GMAW工艺。

HyBright项目由德国联邦教育与研究部(BMBF)资助,其目标是减少焊接通道数量和加工时间。不来梅大学激光应用研究所(BIAS)在混合工艺中使用8千瓦高光束质量光纤激光器来焊接16毫米的厚钢板。在单一焊道中,8千瓦的激光功率并不足以焊接厚钢板,因而选择了一种接头准备方法在两条焊道中进行焊接。使用带有宽坡口钝边(Y形接头此次会议论文将收录进大会论文集中)的V形对接接头作为一种焊缝接头准备,坡口钝边为6到10毫米,夹角为45度到60度。根部焊道(见图1)使用混合工艺进行焊接,其余坡口使第2种情况:应首先检查测力活塞是不是安装正确,磨擦力是不是过大,排除此缘由后,将推板向外侧调剂,将小度盘调剂合格,如大、中度盘仍超差,应适当减轻B铊及C铊的重量,直至检定合格用活性气体保护焊(MAG)工艺进行焊接(见图2)。

图1、根部焊道使用混合焊接,0毫米缝隙,坡口钝边6毫米,夹角60度。

图2、全焊缝,根部焊道使用混合焊接,填充焊丝焊道使用金属极气保护焊(MAG)焊接,

缝隙0.5毫米,坡口钝边10毫米,夹角45度。

通过使用混合焊工艺,即使存在缝隙或线性错边,根部焊道的焊接也毫无问题。根部焊道能够消除最大1.2毫米的缝隙,校正最大0.5毫米的线性错边。焊接速度受坡口钝边的焊接影响,介于16米/分钟和1.8米/分钟之间。由于填充焊丝焊道使用MAG工艺进行焊接,焊接速度降低至0.4米/分钟。这种焊接过程带来了高质量的焊缝,没有裂缝、气孔或不完全焊透等内部瑕疵。与高性能焊接工艺埋弧焊相比,总焊接时间能够缩短50%。而且,如果填充焊丝焊道的焊接能够得到优化,那么焊接时间将进一步缩短,从而提高工艺的利润率。

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