[發(fā)明專利]一種基于熱循環(huán)調(diào)控的鉬及鉬合金激光焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710909722.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN107790882B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林杰;裴俊宇;寧杰;白清林;楊健楠;劉江哲;盧廣峰;牛靖;殷咸青;張貴鋒;張建勛;朱琦;安耿;孫院軍;李思功;龔星;李銳;任啟森;劉彤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/21
• 分類號(hào): B23K26/21;B23K26/60;B23K26/70;B23K26/32;B23K103/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種基于熱循環(huán)調(diào)控的鉬及鉬合金激光焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行預(yù)處理；

2）將待焊鉬及鉬合金工件通過(guò)夾具加緊，再將待焊鉬及鉬合金工件放置到惰性氣體的氣氛中，然后再調(diào)整激光焊接頭，使激光焊接頭發(fā)出激光光束的軸線與豎直方向的夾角為0°~10 °；

3）通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件的待焊接區(qū)域進(jìn)行逐級(jí)預(yù)熱，再通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行焊接，然后再通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件的待焊接區(qū)域進(jìn)行逐級(jí)保溫，得焊接后的工件；

4）關(guān)閉激光器，并維持惰性氣氛直至焊接后的工件冷卻到室溫為止，完成基于熱循環(huán)調(diào)控的鉬及鉬合金激光焊接；

鉬合金為鉬鎢合金、合金元素含量不超過(guò)2wt%的鉬合金或第二相摻雜物含量不超過(guò)2wt%的鉬合金；

惰性氣體為純度為99.999%的氬氣，惰性氣體的流量為25L/min- 40 L/min；

待焊鉬及鉬合金工件為厚度為1mm-4mm的板材或壁厚為0.5mm-3mm的管材；

當(dāng)待焊鉬及鉬合金工件為厚度為1-2mm的板材時(shí)，

步驟3）中的逐級(jí)預(yù)熱采用五級(jí)預(yù)熱的方式，其中，五級(jí)預(yù)熱過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率分別為400W、400+n*200W、400+n*200W、400+n*300W及400+n*300W，其中，n為待焊鉬及鉬合金工件的厚度；且各級(jí)預(yù)熱過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出的激光光束以2-3m/min的速度從待焊接區(qū)域的一端掃描至待焊接區(qū)域的另一端，激光焊接頭發(fā)出的激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.5-0.8mm；

步驟3）中通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行焊接的過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率為1700+n*300W，其中，激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.3-0.5mm，焊接速度為2.5 -3.5m/min；

步驟3）中的逐級(jí)保溫采用五級(jí)保溫的方式，其中，五級(jí)保溫過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出激光光束的激光功率分別為400+n*300W、400+n*300W、400+n*200W、400+n*200W及400W，且激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.5-0.8mm，各級(jí)保溫過(guò)程中激光光束以2 -3m/min的速度從待焊接區(qū)域的一端掃描至待焊接區(qū)域的另一端；

當(dāng)待焊鉬及鉬合金工件為厚度為2-4mm的板材時(shí)，

步驟3）中的逐級(jí)預(yù)熱采用六級(jí)預(yù)熱的方式，其中，六級(jí)預(yù)熱過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率分別為500W、500+n*100W、500+n*150W、500+n*200W、500+n*250W及500+n*300W，其中，n為待焊鉬及鉬合金工件的厚度；并且各級(jí)預(yù)熱過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出的激光光束以1.5-3m/min的速度從待焊接區(qū)域的一端掃描至待焊接區(qū)域的另一端，激光焊接頭發(fā)出的激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.4-0.8mm；

步驟3）中通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行焊接的過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率為2000+n*400W，其中，激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.2-0.4mm，焊接速度為1.5 -2.5m/min；

步驟3）中的逐級(jí)保溫采用六級(jí)保溫的方式，其中，所述六級(jí)保溫過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出激光光束的激光功率分別為500+n*300W 、500+n*250W、500+n*200W、500+n*150W、500+n*100W及500W，且激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.5-0.8mm，且各級(jí)保溫過(guò)程中激光光束以1.5 -3m/min的速度從待焊接區(qū)域的一端掃描至待焊接區(qū)域的另一端；

當(dāng)待焊鉬及鉬合金工件為壁厚為0.5mm-1.5mm的管材時(shí)，

步驟3）中的逐級(jí)預(yù)熱采用四級(jí)預(yù)熱的方式，其中，四級(jí)預(yù)熱過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率分別為600W、600+n*100W、600+n*200W及600+n*300W，其中，n為待焊鉬及鉬合金工件的壁厚；且各級(jí)預(yù)熱過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出的激光光束以1-2.5m/min的速度在待焊接區(qū)域上掃描一周圈，激光焊接頭發(fā)出的激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.5-0.7mm；

步驟3）中通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行焊接的過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率為1500+n*200W，其中，激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.3-0.5mm，焊接速度為1.5 -2.5m/min；

步驟3）中的逐級(jí)保溫采用四級(jí)保溫的方式，其中，四級(jí)保溫過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出激光光束的激光功率分別為600+n*300W、600+n*200W、600+n*100W及600W，且激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.5-0.8mm，各級(jí)保溫過(guò)程中激光光束以1.5m/min的速度在待焊接區(qū)域上掃描一周圈；

當(dāng)待焊鉬及鉬合金工件為壁厚為1.5mm-3mm的管材時(shí)，

步驟3）中的逐級(jí)預(yù)熱采用六級(jí)預(yù)熱的方式，其中，六級(jí)預(yù)熱過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率分別為600W、600+n*100W、600+n*100W、600+n*200W、600+n*200W及600+n*300W，其中，n為待焊鉬及鉬合金工件的壁厚；并且各級(jí)預(yù)熱過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出的激光光束以1-2.5m/min的速度在待焊接區(qū)域上掃描一周圈，激光焊接頭發(fā)出的激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.4-0.7mm；

步驟3）中通過(guò)激光焊接頭發(fā)出的激光光束對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行焊接的過(guò)程中，激光焊接頭發(fā)射激光光束的激光功率為2200+n*400W，其中，激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.2-0.4mm，焊接速度為1-2m/min；

步驟3）中的逐級(jí)保溫采用六級(jí)保溫的方式，其中，六級(jí)保溫過(guò)程中激光焊接頭發(fā)出激光光束的激光功率分別為600+n*300W、600+n*200W、600+n*200W、600+n*100W、600+n*100W及600W，且激光光束在待焊接區(qū)域上光斑的直徑為0.4-0.7mm，且各級(jí)保溫過(guò)程中激光光束以1-2.5m/min的速度在待焊接區(qū)域上掃描一周圈；

步驟1）的具體操作為：用砂紙對(duì)待焊鉬及鉬合金工件進(jìn)行打磨，去除待焊鉬及鉬合金工件表面的氧化物及雜質(zhì)，然后通過(guò)丙酮擦洗待焊鉬及鉬合金工件。