CN106493471A - 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 - Google Patents

一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106493471A
CN106493471A CN201611175251.9A CN201611175251A CN106493471A CN 106493471 A CN106493471 A CN 106493471A CN 201611175251 A CN201611175251 A CN 201611175251A CN 106493471 A CN106493471 A CN 106493471A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
laser
carbon steel
mig
steel material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611175251.9A
Other languages
English (en)
Inventor
樊宇
陈正
张平
李宗佩
郭跃
李沛智
蒋晓燕
陈昆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201611175251.9A priority Critical patent/CN106493471A/zh
Publication of CN106493471A publication Critical patent/CN106493471A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种激光‑MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法，采用激光发射器、分光装置、焊枪、焊接工装夹具；该方法主要是把双焦点激光和MIG电弧复合一起，采用两束功率密度不同的激光和MIG电弧共同作用于被焊接位置，使焊缝同时受到3个热源的共同作用。该方法激光束前后采用串列布置方式，前一束小功率激光，进行预热固定；后一束大功率激光，进行焊接；MIG电弧进行焊丝熔化和焊后热处理。通过合理控制焊接热输入量，实现减少高强钢焊接裂纹的目的。

Description

一种激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法
技术领域
本发明涉及一种减少高碳钢焊接裂纹的方法，属于高碳钢焊接领域。
背景技术
高碳钢由于碳含量非常高，淬火较为敏感，粹硬倾向非常大，近缝区极易形成高碳马氏体组织，由于组织应力的作用，使近缝区产生冷裂纹。焊接高温的影响，晶粒长大快，碳化物容易在晶界上积聚、长大,使焊缝脆弱，焊接接头强度降低。同时，在焊接热影响区内形成的马氏体组织，性能脆而硬，导致焊缝的塑性和韧性大大下降。因此，高碳钢的焊接性能非常差，极易形成热裂纹和冷裂纹。
目前，对高碳钢进行焊接时，焊前要进行预热，预热温度和层间温度控制在350℃以上；多层焊时，第一层焊缝焊接时，应尽量采用小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深。
焊接时采用的是半立焊，以便使整个母材热影响区受热，获得预热和保温的效果。焊后要把工件放如加热炉中或者缓冷。焊接工艺繁多，焊接加工时间长。另一种方法就是采用较小的焊接热量输入，使用奥氏体焊材，这样可以不用预热和后热处理，但是奥氏体焊材价格昂贵成本较高，不适用于大范围的焊接作业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 ，其目的为了减少高碳钢焊接过程中出现的焊接冷裂纹和热裂纹的数量，精简焊接工艺，改善接头的焊接质量。
为了解决上述技术问题，
本发明提供的激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 ，采用激光发射器、分光装置、焊枪、焊接工装夹具；该方法包括以下步骤：
步骤一：焊接前，将高碳钢材料表面进行清洗或者打磨，将清洗或打磨完成之后的高碳钢材料固定在焊接工装夹具上；
步骤二：通保护气，打开激光发生器发出原始激光束，所述原始激光束进入分光装置后被分为小功率激光束、大功率激光束分别作用于高碳钢材料焊接区域；打开焊枪，采用MIG电弧焊，调整焊接参数和焊接几何参数，对高碳钢材料焊接区域焊接；
步骤三：焊接完成后，将高碳钢材料放在在室温状态下缓冷。
进一步的，所述激光发生器为CO2气体激光器、YAG固体激光器或光纤激光发生器。
进一步的，所述分光装置为半透半反分光镜片。
本发明采用一个激光源发生器，发出一束激光，该束激光进入分光装置被分成功率不相同的两束，光束位置呈串联式布置。功率较小的激光在前，功率较大的激光在后，两束激光在待焊工件表面形成两个焦点，双焦点激光和MIG电源共同作用域焊接区域，实现焊接目的。
本发明的有益效果在于：本发明利用一束激光分成两束有助于节约能源，该激光束前后采用串列布置方式，利用前一束小功率激光束，对焊接区域进行预热和固定，有利于高碳钢材料对激光的吸收；后一束大功率激光束，有利于熔融焊丝；MIG电弧有对焊丝进行加热和对焊缝焊后缓冷的作用，使用MIG电弧焊接采用惰性气体保护，减少焊缝中Mn等有益金属的损失，减少焊接热裂纹的产生；通过三热源对焊接部位共同加热，合理控制焊接热输入量对焊缝及热影响区的温度梯度变化、焊接应力及控制焊缝金属的组织，实现减少高强钢焊接裂纹的目的。
附图说明
图1为本发明减少高碳钢焊接裂纹方法的示意图；
图中标号为：1、激光发生器；2、分光装置；3、焊枪；4、原始激光束；5a、小功率激光束；5b、大功率激光束；6、高碳钢材料。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细说明：
如图1所示，本发明的激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 ，该方法采用激光发射器1、分光装置2、焊枪3、焊接工装夹具；所述激光发生器1为光纤激光发生器，所述分光装置2为半透半反分光镜片；
该方法包括以下步骤：
步骤一：焊接前，将高碳钢材料6表面进行清洗或者打磨，将清洗或打磨完成之后的高碳钢材料6固定在焊接工装夹具上；
步骤二：通保护气，打开激光发生器1发出原始激光束4，所述原始激光束4进入分光装置2后被分为小功率激光束5a、大功率激光束5b分别作用于高碳钢材料6焊接区域；打开焊枪3，采用MIG电弧焊，调整焊接参数和焊接几何参数，对高碳钢材料6焊接区域焊接；
步骤三：焊接完成后，将高碳钢材料6放在在室温状态下缓冷。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 ，其特征在于：采用激光发射器（1）、分光装置（2）、焊枪（3）、焊接工装夹具；该方法包括以下步骤：
步骤一：焊接前，将高碳钢材料（6）表面进行清洗或者打磨，将清洗或打磨完成之后的高碳钢材料（6）固定在焊接工装夹具上；
步骤二：通保护气，打开激光发生器（1）发出原始激光束（4），所述原始激光束（4）进入分光装置（2）后被分为小功率激光束（5a）、大功率激光束（5b）分别作用于高碳钢材料（6）焊接区域；打开焊枪（3），采用MIG电弧焊，调整焊接参数和焊接几何参数，对高碳钢材料（6）焊接区域焊接；
步骤三：焊接完成后，将高碳钢材料（6）放在在室温状态下缓冷。
2.根据权利要求1所述的激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法，其特征在于：所述激光发生器（1）为CO2气体激光器、YAG固体激光器或光纤激光发生器。
3.根据权利要求1或2任一所述的激光-MIG复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法，其特征在于：所述分光装置（2）为半透半反分光镜片。
CN201611175251.9A 2016-12-19 2016-12-19 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法 Pending CN106493471A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611175251.9A CN106493471A (zh) 2016-12-19 2016-12-19 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611175251.9A CN106493471A (zh) 2016-12-19 2016-12-19 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106493471A true CN106493471A (zh) 2017-03-15

Family

ID=58333238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611175251.9A Pending CN106493471A (zh) 2016-12-19 2016-12-19 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106493471A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107322159A (zh) * 2017-06-12 2017-11-07 广东工业大学 金属双激光束冲击锻打低应力焊接装置与方法
CN107363399A (zh) * 2017-08-16 2017-11-21 温州大学 一种电弧辅助激光焊的方法
CN107999916A (zh) * 2017-12-11 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种异种材料的双光束激光-tig复合填丝熔钎焊方法
CN109093259A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 深圳市联赢激光股份有限公司 一种双波长复合送丝焊接方法
CN111975203A (zh) * 2020-06-06 2020-11-24 南京理工大学 一种高氮钢双光束激光+(n-mig)电弧复合焊接方法
CN115846871A (zh) * 2023-02-03 2023-03-28 武汉华工激光工程有限责任公司 一种用于铝合金手机中框组件焊接的系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120006795A1 (en) * 2010-07-07 2012-01-12 General Electric Company Hybrid laser arc welding process and apparatus
CN103862178A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 哈尔滨工业大学 一种消除铝合金激光焊接气孔的方法
CN102310289B (zh) * 2010-06-30 2015-10-07 通用电气公司 混合激光弧焊接工艺和设备
CN104985327A (zh) * 2015-07-27 2015-10-21 哈尔滨工业大学 一种双焦点激光与InFocus电弧复合焊接方法
JP5869972B2 (ja) * 2012-06-22 2016-02-24 株式会社神戸製鋼所 レーザ・アーク複合溶接法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102310289B (zh) * 2010-06-30 2015-10-07 通用电气公司 混合激光弧焊接工艺和设备
US20120006795A1 (en) * 2010-07-07 2012-01-12 General Electric Company Hybrid laser arc welding process and apparatus
JP5869972B2 (ja) * 2012-06-22 2016-02-24 株式会社神戸製鋼所 レーザ・アーク複合溶接法
CN103862178A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 哈尔滨工业大学 一种消除铝合金激光焊接气孔的方法
CN104985327A (zh) * 2015-07-27 2015-10-21 哈尔滨工业大学 一种双焦点激光与InFocus电弧复合焊接方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107322159A (zh) * 2017-06-12 2017-11-07 广东工业大学 金属双激光束冲击锻打低应力焊接装置与方法
CN109093259A (zh) * 2017-06-21 2018-12-28 深圳市联赢激光股份有限公司 一种双波长复合送丝焊接方法
CN107363399A (zh) * 2017-08-16 2017-11-21 温州大学 一种电弧辅助激光焊的方法
CN107999916A (zh) * 2017-12-11 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种异种材料的双光束激光-tig复合填丝熔钎焊方法
CN107999916B (zh) * 2017-12-11 2019-12-03 哈尔滨工业大学 一种异种材料的双光束激光-tig复合填丝熔钎焊方法
CN111975203A (zh) * 2020-06-06 2020-11-24 南京理工大学 一种高氮钢双光束激光+(n-mig)电弧复合焊接方法
CN115846871A (zh) * 2023-02-03 2023-03-28 武汉华工激光工程有限责任公司 一种用于铝合金手机中框组件焊接的系统及方法
CN115846871B (zh) * 2023-02-03 2023-06-13 武汉华工激光工程有限责任公司 一种用于铝合金手机中框组件焊接的系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106493471A (zh) 一种激光‑mig复合焊减少高碳钢焊接裂纹的方法
CN106181043B (zh) 一种提高激光‑电弧复合焊接过程稳定性的焊接方法
CN104384717B (zh) 一种厚板窄间隙实施对焊的摆动激光-热丝焊接方法
CN104625412B (zh) 一种铜合金激光‑冷金属过渡复合热源增材制造的方法
WO2022262788A1 (zh) 一种窄间隙激光-tig电弧复合焊接装置及焊接方法
CN109014943B (zh) 一种用于黑卷无头轧制中的清洗焊接一体化装置
CN103071935B (zh) 基于热输入控制的激光与电弧复合焊接装置及焊接方法
CN104759740B (zh) 一种用于高钢级大壁厚管线钢焊接的装置及方法
CN110238528B (zh) 一种法向送丝的激光-热丝tig复合焊接方法
CN103737158B (zh) 一种基于热输入控制的双熔化极电弧焊枪及其焊接方法
CN101733564A (zh) 超高强度钢的激光-电弧复合热源高速焊接方法
WO2022012000A1 (zh) 一种全位置熔化极电弧-激光双面复合焊接工艺及其设备
CN107790886B (zh) 脉动负压式激光增强ktig和mig复合焊接装置及方法
CN103774137A (zh) 采用多激光器进行激光熔覆的方法
CN106498389B (zh) 基于多焦点透镜产生预热和缓冷光的激光熔覆装置
CN105798462A (zh) 一种利用激光-mag复合热源的焊接方法
CN105855709A (zh) 小功率脉冲激光小孔效应tig焊熔池搅拌方法
CN105880834A (zh) 一种q890高强钢焊接方法
CN101992354A (zh) 微束等离子弧和激光复合焊接方法
CN107538133B (zh) 一种基于光束整形的隐藏添料式激光对接焊方法
CN110899974B (zh) 一种中厚板装甲钢激光摆动焊接方法
CN104028892A (zh) 一种适用于铝合金的激光焊接方法
CN107252971A (zh) 镀锌板激光叠焊方法
CN107931835B (zh) 一种高速激光填丝焊接高强双相钢薄板的工艺
CN102848086A (zh) 提高超高强度钢激光-电弧复合焊接头强度韧性的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170315

RJ01 Rejection of invention patent application after publication