[發明專利]一種薄不銹鋼復合板的激光焊接方法

有效

• 申請號: 201210081479.7
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102632339A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 崔澤琴;王玢;馬麗莉;張紅霞;張亞楠;衛朝陽;劉冬;榮小明
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B23K26/32
• 分類號: B23K26/32;B23K26/14;B23K26/42;B23K35/30;B23K35/40;C21D9/50
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種薄不銹鋼復合板的激光焊接方法，屬金屬材料板材焊接及應用的技術領域。

背景技術

不銹鋼板由于具有強度好、硬度高、耐腐蝕、表面光潔等特點，具有廣泛的用途，常在石油、化工、輕工、電力及鍋爐耐壓容器中應用；但由于不銹鋼價格較貴，常在普通碳素鋼板上外包覆一層薄不銹鋼板，覆層不銹鋼材料用以阻止介質的腐蝕，基體碳鋼材料承受載荷，其價格為普通不銹鋼的1/2左右；將這些不銹鋼復合板做成容器、管材等產品，必然要使用焊接技術。

對于包覆層厚度0.8mm的不銹鋼復合板的焊接工藝已經成熟，然而對于包覆層厚度＜0.8mm，特別是≤0.5mm的薄不銹鋼復合板的焊接仍然存在較大問題，一是不銹鋼與碳素鋼在晶體學特征、熱膨脹性、導熱性、力學性能方面存在較大差異，所以不銹鋼復合板焊接要比同種鋼困難；二是薄層不銹鋼復合板的焊接工藝較難控制，尤其是雙面薄不銹鋼復合板，由于包覆層厚度較薄，不能分基層、過渡層和包覆層分別焊接；三是因為基層碳素鋼非常容易稀釋包覆層不銹鋼焊縫區，使焊縫區Cr、Ni含量降低，造成焊縫區的耐腐蝕性能嚴重下降，從而制約了薄不銹鋼復合板的廣泛應用。

發明內容

發明目的

本發明的目的是針對薄層不銹鋼復合板難以對接焊接問題，采用激光焊接法，使用鉻鎳合金粉，在激光焊接機上進行焊接，經打磨、退火處理，即成為焊接成品，以使薄層不銹鋼復合板焊接成為可能，以大幅度提高薄不銹鋼復合板的耐腐蝕性能和焊接質量。

技術方案

本發明使用的化學物質材料為：薄不銹鋼復合板、鉻鎳合金粉、乙醇、氬氣、砂紙、研磨膏，其組合準備用量如下：以毫米、克、毫升、厘米³為計量單位

薄不銹鋼復合板：200mm×80mm×1mm????2塊

????????????????中間碳素鋼板厚度0.8mm

????????????????包覆層不銹鋼板單面厚度0.1mm

????????????????鉻鎳合金粉：500g±10g

成分組成：

乙醇：C₂H₆O??1000ml±10ml

氬氣：Ar??10000cm³±100cm³

砂紙：300mm×200mm×1mm，400目2張

研磨膏：Φ50mm×100mm，800目??1塊

激光焊接方法如下：

(1)精選化學物質材料

對激光焊接使用的化學物質材料要進行精選，并進行質量純度控制：薄不銹鋼復合板：固態板形

鉻鎳合金粉：固態粉體

乙醇：液態液體????99.99％

氬氣：氣態氣體????99.99％

砂紙：固態紙狀

研磨膏：固態固體

(2)Cr、Ni粉末配制計算

利用杠桿定律，填充材料在舍弗勒圖中位置，得出鉻當量Cr_eq和鎳當量Ni_eq分別為36-37％和16-17％；

(3)預處理薄不銹鋼復合板

①薄不銹鋼復合板厚度為1mm，中間碳素鋼板厚度為0.8mm，單面不銹鋼包覆層厚度為0.1mm；

②被焊接薄不銹鋼復合板為兩塊，尺寸、規格一樣，呈矩形板狀；

③將被焊接薄不銹鋼復合板用夾具分別固定，確定被焊接部位，兩塊板之間留有間隙0.1-0.2mm；

④被焊接板材固定后，用乙醇清洗被焊表面污漬，然后晾干；

(4)預處理鉻鎳合金粉

①將鉻鎳合金粉置于球磨機中，進行球磨，轉速200r/min，球磨300min后用300目篩網過篩，反復進行，細粉顆粒直徑≤0.05mm；

②將研磨后的鉻鎳合金粉置于干燥箱內干燥，干燥溫度110℃±2℃，干燥時間240min±5min；

(5)激光焊接薄不銹鋼復合板

薄不銹鋼復合板的焊接是在激光焊接機上進行的，是在激光束照射、送粉器送粉、氬氣保護下完成的，激光束照射輸出功率、送粉量、焊接速度均是由計算機程序控制完成的；

①將工作平板置于激光焊接機的工作臺上并固定；將被焊接的薄不銹鋼復合板分左右對稱安裝在工作平板上，正面向上，兩被焊接的薄不銹鋼復合板平行對齊，平行度≤20μm，中間間隙為0.1-0.2mm，然后用夾具螺栓固定；

②將盛有焊粉的送粉器的送粉頭對準被焊接部位；