[發明專利]精確控制焊縫熔深的激光焊接方法

有效

• 申請號: 201610125324.7
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105643104B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 劉澤敏;顧洪濤;王磊;田英超;周俊;張祎玲;林嘉偉
• 申請（專利權）人: 上海空間推進研究所
• 主分類號: B23K26/28
• 分類號: B23K26/28
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及閥門殼體和管嘴不同熔深需求的焊縫焊接，具體地，涉及一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法。

背景技術

精確并穩定的控制激光焊縫熔深一直是焊接領域的難點和熱點問題，既要保證焊縫熔深，又要保證熔深均勻性，實現焊縫光滑、無氧化、無咬邊、無裂紋的優良焊縫成形，確保焊縫周向密封性，滿足焊接接頭氣密、液壓和氦檢要求。

傳統激光實焦焊接，焊縫熔深分布在0.3mm＜Hr≤0.7mm的工藝參數對應的焊接過程處在熱導焊向深熔焊過渡，交替進行的不穩定焊接過程，周向焊縫熔深波動近200％，很難實現焊縫熔深滿足設計技術指標要求。

傳統的激光連續圈焊，在收尾段由于激光能量衰減和實際焊接軌跡，焊縫起弧、收弧段控制不匹配，常出現焊縫收尾段弧坑凹陷和弧坑裂紋，導致焊縫氣密、液壓和氦檢測試，不通過。

傳統的激光連續圈焊在實現焊縫熔深1.8mm＜Hr≤2.4mm的焊接時，焊縫熔池中下部出現氣孔，且隨著激光功率增加，焊接速度減慢，焊縫熔池頸縮塌陷概率增大，熔池“小孔型”氣孔出現概率增加。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法。

根據本發明提供的一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，包括如下步驟：

步驟1：裝配第一待焊接件和第二待焊接件；

步驟2：對第一待焊接件和第二待焊接件的焊縫進行點焊定位；

步驟3：對不同焊縫熔深，采用相對應焊接工藝參數進行焊接；

步驟4：對焊縫收尾端能量衰減進行設置。

優選地，所述步驟3具體為：

0.1mm＜Hr≤0.3mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量4～8L/min；

0.3mm＜Hr≤0.7mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光虛焦焊：焦點位置Z＝1.5mm，激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氬氣流量6～12L/min；

1mm＜Hr≤1.5mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率700～1400W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量：6～12L/min；

1.8mm＜Hr≤2.4mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率1500～2000W，焊接速度43～50mm/s，氬氣流量8～14L/min；

其中，Hr為焊縫熔深。

優選地，第一待焊接件和第二待焊接件的焊縫端面或軸向錯邊量≤0.05mm，間隙≤0.05mm。

優選地，所述點焊定位的工藝參數具體為：

在第一待焊接件和第二待焊接件的焊縫對稱定位2或4點；對應的焊接工藝參數為：激光功率300～500W，氬氣流量4～8L/min。

優選地，所述步驟4具體為當焊接過程覆蓋焊縫起始端時，通過能量時序控制進行焊縫收尾端能量衰減設置。

優選地，當焊接時，對第一待焊接件對應的材料不銹鋼1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件對應的材料軟磁合金Cr17NiTi進行焊接。

優選地，在所述步驟2之后還包括如下步驟：

-對點焊的焊點進行質量檢查。

優選地，還包括如下步驟：

-對焊縫進行質量檢查，具體為，通過2～5MPa氦檢，保持5min不泄露或通過35MPa氦檢，保持5min不泄露的焊縫密封性檢查以及通過2MPa進口檢漏壓力測試，閥門外漏率不大于1X10^-7Pa.m³/s或通過35MPa進口檢漏壓力測試，閥門外漏率不大于1X10^-7Pa.m³/s的氦檢外漏測試。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1、本發明與激光連續實焦焊相比，解決了在焊接過程從穩定熱導焊向深熔焊過渡的不穩定模式，有利于焊縫周向熔深的均勻性控制，滿足不同熔深要求的焊縫焊接需求，同時焊縫質量滿足Q/RJ71-2000II級要求，并通過相應的密封性和氦檢外漏考核；

2、本發明避免了未焊透、氣孔、裂紋、收尾端弧坑凹陷及裂紋等缺陷產生的不同焦點位置的工藝參數，既保證焊縫熔深又確保周向熔深波動≤50％，同時保證焊縫密封性及強度，滿足高、低壓閥門使用需求；

3、本發明在不同焦點位置，將調整激光功率閾值，增大合格熔深范圍的有效激光功率窗口，提高焊縫合格率。

附圖說明