Page 79 - 结构装备施工技术分析与研究

» 第三章 焊接热处理技术

法外，还出现了一些其他性能良好的激光 - 电弧复合焊接，如激光 -TIG 双面复合焊
接和激光 - 埋弧（SAW）复合焊接等。
哈尔滨工业大学的陈彦斌老师等人为了减少激光复合焊接过程中能量的损失，提
出了激光 -TIG 双面复合焊接技术（LTDSW），并针对铝合金展开了大量的焊接试验。
结果表明，随着激光功率增加，电弧变得更加集中，激光的匙孔预热会改变 TIG 电弧

的形状及其特性，可有效提升激光和电弧的能量利用率；对于铝合金 LTDSW 可显著
增加接头熔深，改善焊缝成形，提升拉伸强度，减少气孔等缺陷。
德国亚琛工业大学的 Uwe Reisgen 等人为减少常规激光复合焊接过程中的气孔，

提出了激光 - 埋弧复合焊接技术，模拟了焊接过程并进行了焊接试验。结果表明，采
用双面焊激光-埋弧复合焊接技术焊缝成形良好，大幅缩短了焊接时间，降低了气孔率，
使得平焊时一次性高速焊透 20mm 的工件成为可能。
（二）试验材料、设备及方法
1. 试验材料

本文采用的焊接母材为 Q235B 低碳钢板，所用尺寸为 200mm×55mm×8mm 和
200mm×80mm×5mm，分别用于堆焊和对接试验。所用填充材料为直径 1.2mm 的

ER50-6 低合金钢镀铜实芯焊丝。
2. 复合焊接试验系统搭建
该试验系统由焊接机器人系统、激光 - 双钨极 TIG 复合焊接装置及焊接电源、送
丝装置、气体保护及冷却系统组成。
（1）激光 - 双钨极 TIG 复合焊接装置及焊接电源

这是本试验系统的核心，由于要保证两 TIG 电弧的耦合，两焊枪需要倾斜一定的
角度。试验采用的焊接电源为山东奥太电气有限公司生产的 WSME-630 交直流脉冲
氩弧焊机，所用焊炬为松下 YT-308TW 水冷氩弧焊枪。激光器为山东海富光子科技股

份有限公司生产的 YCWL-HP-P3000 光纤激光器，最大可焊功率为 2400W。激光加工
头为上海嘉强自动化技术有限公司生产的 BT240WELD 紧凑型中高功率光纤焊接头。
两焊炬与激光焊接头由夹具固定，任一焊炬相对于激光焊接头可单独调整角度及位置。
两 TIG 单独进行供电、供水和供气。

（2）焊接机器人系统
本文采用焊接机器人进行焊接，所用机器人为安川电机（中国）有限公司生产的
YR- MA1440/MH12-A00-C，直接利用机器人控制柜内的继电器控制激光器、两 TIG
电源及送丝机的开启与关闭。焊接开始前，清理工件表面，开启冷水机与气瓶，焊接

过程中，通过机器人控制柜控制同时开启 TIG1 电源、TIG2 电源，提前送 2s 保护气
后开启激光器和送丝机，最后依次关闭送丝机、激光器、TIG1、TIG2 电源，完成整

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