[發明專利]一種厚板窄間隙實施對焊的擺動激光-熱絲焊接方法

有效

• 申請號: 201410633686.8
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104384717A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 吳艷明;李治;龍興平
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/08;B23K26/082;B23K26/70;B23K101/18
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 符繼超

1.一種厚板窄間隙實施對焊的擺動激光-熱絲焊接方法，設定厚板的厚度為H，擺動激光形成的焊縫寬度為d，設定坡口間隙(2)寬度為D，d﹥D且D=6～10mm；設定激光束(1)焦點與被焊工件(3)待焊面之間的偏距為Def而其單位為mm，當激光束(1)焦點位于被焊工件(3)待焊面以下時Def取負值，當激光束(1)焦點位于被焊工件(3)待焊面以上時Def取正值，當激光束(1)焦點與被焊工件(3)待焊面重合時Def取0；該方法使用到激光器、光纖、導電嘴(4)、填充焊絲(5)、可編程一維掃描振鏡及焊接電源；該方法包含導電嘴(4)的設計、打底焊道(6)的焊接、填充焊道(7)的數道疊加焊接以及蓋面焊道的焊接，其它未述部分按常規焊接執行，其中填充焊絲(5)與打底焊道(6)之間的傾角為θ，其特征是：

導電嘴(4)的設計：

導電嘴(4)的有效長度L=[H/cosθ]+5mm，導電嘴(4)的前段厚度T=3mm，導電嘴(4)的前段寬度W=6mm，導電嘴(4)的內孔根據填充焊絲(5)的直徑而定，填充焊絲(5)裝在導電嘴(4)內的有效伸出長度為K；

打底焊道(6)的焊接：

將兩被焊工件(3)放在水平操作臺上并使兩被焊工件(3)的坡口間隙(2)控制在所述D，設定焊接方向沿坡口間隙(2)中心線自右至左并平行于水平操作臺，激光束(1)與所述焊接方向之間的夾角控制在80～85°，激光束(1)的功率控制在6.2～6.8kW，激光束(1)的所述Def取負值，激光束(1)的焊接速度控制在0.4～1.0m/min，在上述參數控制下對兩被焊工件(3)實施一次打底焊道(6)的熔透焊接；

填充焊道(7)的數道疊加焊接：

將激光束(1)聚焦輻照在打底焊道(6)表面，激光束(1)與所述焊接方向之間的夾角控制在85～90°，激光束(1)的所述Def取正值，激光束(1)輻照在打底焊道(6)表面的激光光斑直徑控制在1～2mm，填充焊絲(5)位于激光束(1)的左側，填充焊絲(5)與打底焊道(6)之間的傾角θ控制在20～60°，填充焊絲(5)的末端需伸入所述激光光斑直徑范圍內，通過施加在導電嘴(4)的電流和電壓對填充焊絲(5)進行預熱，預熱電流控制在80～200A，預熱電壓控制在6～10V；激光束(1)相對坡口間隙(2)寬度中心線的擺動傾角ψ控制在1～3°并滿足d/D=1.1～1.2，在激光束(1)的功率3～5kW下其激光束(1)和填充焊絲(5)的焊接速度控制在0.3～0.8m/min，填充焊絲(5)的送絲速度控制在3.0～8.0m/min，填充焊道(7)的單道填充焊縫厚度控制在1.0～4.0mm，通過填充焊道(7)的數道疊加焊接使得焊縫接近被焊工件(3)的上表面并預留蓋面焊道；在每道填充焊道(7)焊接后要對其焊縫表面進行清理并清除被焊工件(3)側壁上產生的焊渣；

蓋面焊道的焊接：

根據上述填充焊道(7)的焊接程序對預留蓋面焊道實施擺動激光-熱絲焊接直至坡口間隙(2)被完全填充。

2.根據權利要求所述一種厚板窄間隙實施對焊的擺動激光-熱絲焊接方法，其特征是：填充焊絲(5)裝在導電嘴(4)內的有效伸出長度K≤15mm。

3.根據權利要求所述一種厚板窄間隙實施對焊的擺動激光-熱絲焊接方法，其特征是：對每道填充焊道(7)焊接后的焊縫表面采用不銹鋼絲刷和丙酮進行清理。