(1)焊接接头力学性能好:由于焊接热输入的减少,冷却速度的提高,使得 焊缝组织细化,热影响区减小,使接头的力学性能没有大幅下降;
(2)焊接变形小:低的焊接热输入降低了焊接残余应力和焊接变形量; (3)生产效率低:窄间隙焊的坡口尺寸小,这节约了焊接时间和焊材的用量,
降低成本。
可是窄间隙激光焊也存在一些缺点,即: (1)激光热源的能量过于集中,易造成; (2)由于间隙空间有限,所以对每道焊接的焊后堆高不便测量; (3)焊接所产生的飞溅和杂质难以清除;
D。 Dittrich等人利用窄间隙激光焊接技术完成了27mm厚铝合金的焊接试验, 其通过改进焊接方法,使得在较低的激光功率下就实现了厚板的焊接,并且获得 性能良好的焊接接头[5]。
针对厚板焊接进行的窄间隙激光填丝多道焊工艺试验成为当下国际研究的 热点,究其原因是,该方法可用较低激光功率实现大厚度构件的焊接,提高焊接 效率的同时提升焊接接头质量,在工业方面展现了巨大的应用潜力。由于国内对 该工艺的研究尚少,还未掌握其相关规律。因此,进行这方面的研究对提升我国 相关行业的竞争力有着重要意义。
1。2 厚板窄间隙焊接技术研究现状
厚板焊接方法的开发和应用一直是焊接研究的热点。由于传统的厚板焊接技 术,存在焊接程序复杂、工作条件差、耗时多和成本大等特点;同时由于人员差 异,产品质量也存在差异。因此,新型厚板焊接方法应具有焊接过程简单、绿色 高效、质量稳定等特点[6]。所以发展高效焊接方法应从以下四方面着手:1)提 高自动化程度 2)增加热输入 3)减小坡口截面积 4)熔深增加[7]。
1。2。1 窄间隙埋弧焊技术
窄间隙埋弧焊技术是在原有工艺的基础上,加上特殊的保护气、焊丝及焊缝 自动跟踪等技术而形成的一种厚板焊接方法[8]。其具有以下优点:
(1)由于埋弧焊方法的电弧功率高,焊接参数的波动对焊缝几何尺寸的影 响较小;
(2)由于埋弧焊焊接热源特点,使得侧壁熔合问题得道很好的解决,在其 他焊接方法中常出现的侧壁熔合问题一般不会出现。
(3)熔滴过渡形式为渣壁过渡,在这种过渡形式下,由于液渣罩和固态焊 剂的阻挡,使得焊接过程不产生飞溅,从而使生产环境得道极大改善。
然而,窄间隙埋弧焊技术也有其自身的局限性:
(1)进行狭窄坡口内的埋弧焊时,需要多道焊接才可完成整个厚板的焊接, 这不但降低了生产效率,而且增加了经济投入。
(2)窄间隙埋弧焊时的焊接热输入大,这导致焊接接头的性能恶化,难以 达到要求。
(3)只能实施平焊位置的焊接[8]。
1。2。2 窄间隙熔化极气体保焊技术
窄间隙熔化极气保焊起源于 1975 年,此工艺是利用电弧摆动来确保钢板坡 口两侧壁的融合满足条件[8]。窄间隙熔化极气保焊具有以下优点:
(1)飞溅率非常低,熔滴过渡形式为颗粒过渡; (2)焊缝熔合良好,很少出现未融合缺陷; (3)具有单面焊双面成形能力; 但是,窄间隙熔化极气保焊技术也有其自身的局限性: (1)对焊丝要求较高; (2)坡口侧壁的熔透问题难以根除; (3)存在烧穿的可能性等。
1。2。3 窄间隙钨极氩弧焊技术
钨极氩弧焊的焊接质量被认为是最可靠的工艺之一,随着工业的发展,建设 指标不断提高,这促使越来越普遍使用大厚度的高强钢以满足工程指标,进而促 进了窄间隙钨极氩弧焊的推广,此种焊接方法具有以下优点: