[發明專利]一種3D增材的T型結構雙側激光焊接方法

有效

• 申請號: 201610239636.0
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105710536B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 陶汪;韓冰;陳彥賓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/12;B23K26/06;B23K26/60
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 遲芳

1.一種3D增材的T型結構雙側激光焊接方法，所述焊接方法是對飛機壁板T型結構的焊接，該T型結構由豎直放置的長桁(1)與水平放置的蒙皮(2)焊接而成，其特征在于：所述焊接方法是通過以下步驟實現的：

步驟一、對長桁(1)表面進行化學清洗；

步驟二、設計沉積層(3)：在長桁(1)表面待焊區域設計沉積層(3)，沉積層(3)的截面為正方形或矩形；沉積層(3)的截面為正方形時，即d₁＝d₂，d₁和d₂滿足以下關系：d₁·d₂＝π·r²·v/V，其中，d₁為沉積層寬度，d₂為沉積層高度，r為常規雙側激光填絲焊接使用焊絲的半徑，v為送絲速度，V為焊接速度；沉積層(3)的截面為矩形時 ，即d₁≠d₂，d₁和d₂滿足以下關系：d₁·d₂＝π·r²·v/V，其中，r為常規雙側激光填絲焊接使用焊絲的半徑，v為送絲速度，V為焊接速度；長桁(1)和蒙皮(2)厚度均為2mm，沉積層(3)的截面為正方形時，d₁＝d₂＝0.7mm；

步驟三、將激光熔覆頭(6)豎直放置于長桁(1)表面待焊區域正上方，采用激光束(4)與合金粉末(5)同軸送入的方式，在長桁(1)兩側待焊區域進行激光3D增材以獲得沉積層(3)；合金粉末(5)中各成分的質量百分含量為8％硅、4％銅、0.5％鈰和87.5％鋁；激光3D增材采用工藝參數：激光功率為400W，送粉速率為10g/min，激光掃描速度為0.6m/min，沉積層寬度d₁和沉積層高度d₂控制范圍均為0.6～0.8mm；

步驟四、將帶有增材沉積層(3)的長桁(1)放置于蒙皮(2)上待焊位置，將兩個激光束(4)對稱放置于長桁(1)兩側，兩個保護氣噴嘴(7)對稱放置于長桁(1)兩側，激光束(4)和保護氣噴嘴(7)的順序為由前至后設置，采用惰性氣體對雙側激光焊縫進行實時保護，對長桁(1)和蒙皮(2)進行雙側激光焊接，獲得雙側對稱焊縫(8)；雙側激光焊接的工藝參數：激光功率選為3100W，激光束的入射角度選為35°，激光焦點位于沉積層表面，焊接速度選為10m/min，采用Ar氣保護，氣流量為15L/min；長桁(1)和蒙皮(2)的材質均為鋁合金、鋁鋰合金或鈦合金。