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船用钢板T形接头激光-电弧复合焊优化技术

【摘要】:目前国内激光-MIG复合焊技术的应用程度较低,相关的研究及报道较少,而国外已实现船用钢板T形接头激光-电弧复合焊。上海交通大学激光制造实验室利用引进的高功率CO2激光焊接设备采用激光-MIG电弧复合焊工艺实现了T形接头的双面焊接成形。图4-1-32 激光-MIG复合焊实验装置图4-1-33 T形接头双面焊焊接接头的横截面宏观形貌

目前国内激光-MIG复合焊技术的应用程度较低,相关的研究及报道较少,而国外已实现船用钢板T形接头激光-电弧复合焊。上海交通大学激光制造实验室利用引进的高功率CO2激光焊接设备采用激光-MIG电弧复合焊工艺实现了T形接头的双面焊接成形。

T形接头采用了厚14mm的船用钢,焊缝为熔透型焊缝。激光-MIG复合焊实验装置如图4-1-32所示:MIG焊枪与底板夹角为45°,激光与底部面板夹角为7°~10°,激光光束与MIG电弧采用旁轴复合。具体的焊接参数为:开I形坡口,激光距离腹板的距离为1mm左右,双面焊接的激光功率分别为9kW和12kW,焊接速度为1.0~1.2m/min;MIG焊丝伸出长度为16mm,送丝速度为11.5m/min,光弧间距为3~5mm。其他焊接参数还包括:侧吹气体为纯He,流量为30L/min,MIG焊保护气体为He75%+Ar25%(体积分数),流量为30L/min。所获得的焊缝成形美观,表面平整、均匀,且基本无明显飞溅。

焊接接头的横截面宏观形貌如图4-1-33所示,可见,T形接头双面焊缝末端叠在一起,没有出现未焊透,角焊缝外形呈现凹形,有利于减小应力集中,提高疲劳强度。相比一般的电弧焊接,其变形量很小。对焊缝质量检测表明,焊缝无裂纹、气孔和夹渣等焊接缺陷。

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图4-1-32 激光-MIG复合焊实验装置

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图4-1-33 T形接头双面焊焊接接头的横截面宏观形貌