浅析激光-复合电弧焊工艺及质量控制-中国期刊网

首页 > 《科学与技术》 > 2022年12期 > 浅析激光-复合电弧焊工艺及质量控制

（整期优先）网络出版时间：2022-09-27

作者: 韩红波陈伟涛王磊

建筑科学 >建筑技术科学

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浅析激光-复合电弧焊工艺及质量控制

韩红波, ,陈伟涛 ,王磊

中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266109

摘要：本文通过激光-复合电弧焊技术，分析了设备焊接特点及质量控制，针对实际工况优化了工艺标准，满足了焊接要求，以及新工艺对产品的经济可靠性需求。

关键词：激光-复合电弧焊工艺优化质量控制

1、概述

激光-复合电弧焊是采取激光束和电弧作为复合人员的填丝熔化焊接方法，它充分利用激光能量密度高与电弧适应性好的特点，具有大熔深、变形小、高强度和良好的工艺适应性特点，容易实现自动化、智能化加工的焊接技术。可通过多种传感器完整采集过程信息实现焊接过程在线监测和闭环控制，为建立高效智能焊接制造系统奠定基础，是轨道交通车辆制造中理想的新型焊接方法。

近年来，激光-电弧复合焊接技术得到快速发展，在航空航天、汽车、造船及石油管道等行业俊得到了广泛的应用。

2、工作原理

一种铝合金激光电弧复合焊系统，可以满足铝合金、碳钢、不锈钢构件的焊接要求，同时具备激光清洗和焊缝监测功能，辅助以激光发生器、水冷机、激光功率检测仪等配套设施。设备运行时产生的高能激光束热能和焊枪电弧，通过旁轴式叠加组合作为集中热源，外加焊丝辅助填充，将构件母材熔透达到焊缝成形来实现焊接的过程。

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某型号地铁采用枕梁盖板构件实施激光-电弧复合焊接，部分焊缝接头形式、焊接参数以及宏观切片验证如下。

裂纹

Cracks

未熔合

Lack of

fusion

根部未焊透

Incomplete

Root

Penetration

咬边

Undercut

根部收缩h1≦0.05t

Shinkegroove

余高：h2≦1+0.1b1

Limit for excessive weld metal

未焊满h2≦0.05t

Limit incompletely

Filled groove

根部收缩h1

Shinkege

Groove

0.05t

焊缝余高h2

Reinforcement

焊缝宽度b1

Wideth of the weid

0.1b1

未焊满h2

incompletely

Filled groove

0.05t

无

N/A

无

N/A

无

N/A

无

N/A

030

0.47

3.14

1.31

0.30

焊瘤

Overlep

下榻：h4≦1+0.3b2

Limit for excess penertration

烧穿

Burnthrough

错边hs≦1t

Limit for linear mise ligment

其他缺陷

Other imperfections

评定结果

Resuit

下榻：

Excessive

penetrotion

焊缝宽度b2

Wideth of the weid

0.3b2

错边hs

Linear misa ligment

0.1t

无

N/A

0.65

2.45

1.80

无

N/A

0.60

无

N/A

符合

Acceptable

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3、应用及改进

某车型地铁车辆枕梁组成采用Q345耐候钢板激光-复合焊接实验后，依据GB/33214-2016标准进行外观检测，焊缝成形及熔深满足技术要求。不足之处是焊缝収弧位置存在未填满缺欠，需要人工MAG补焊修复完成。通过现场工艺分析焊缝特点，结合设备调试结果，在满足焊接熔深的前提下，对焊枪送丝机构速度进行调整优化，由2.5m/min提高到3.8m/min，同步对焊接工艺文件及焊缝接头WPS优化完善。经过多次验证，枕梁焊缝収弧处填充饱满，满足焊接标准要求，减少了人工补焊作业，工艺改进效果明显，为后续轨道车辆推广应用打下良好基础。