[發明專利]一種管道窄間隙掃描振鏡激光-熱絲TIG復合焊接的方法

在審

• 申請號: 201811266473.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109332899A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 劉殿寶;吳滿鵬;李洋;趙俊凱;魏興明;田力;孟哲;黃雪
• 申請（專利權）人: 渤海造船廠集團有限公司
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K101/06
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

本發明提出的是一種管道窄間隙掃描振鏡激光?熱絲TIG復合焊接的方法。將待焊接管件制作成U型焊接坡口，工件裝配，焊前清除坡口及其周圍的油污、水份及其它污物，采用掃描振鏡?熱絲TIG復合打底焊接，利用高頻擺動增大熔池面積，降低了裝配精度要求，增大了根部熔透深度，改善了打底焊背面成形，采用自動窄間隙掃描振鏡激光?熱絲TIG復合填充焊接改善側壁熔合、提高激光焊接適應性，減小焊接變形，提高了焊接效率。適宜作為管道窄間隙掃描振鏡激光?熱絲TIG復合焊接的方法應用。

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，特別涉及一種管道掃描振鏡激光-熱絲TIG復合焊接的方法。

背景技術

核電領域厚壁管道傳統焊接采用大坡口焊接，手工TIG焊打底，自動或手工TIG焊填充或熱絲TIG焊填充蓋面。大坡口焊接時填充金屬量大、焊接變形大，TIG焊打底、填充效率低，熱絲TIG焊填充蓋面質量不高。而傳統的熱絲TIG焊接工藝雖然能夠2～3倍于傳統冷絲TIG焊的效率，但是其效率仍然有很大的局限性。

激光焊由于其具有能量密度高，焊縫質量好，深寬比大，熱影響區小，焊接變形小，而且焊接速度快以及易于實現自動化的優點，已經在工業生產中得到廣泛的應用，但是由于單激光焊光斑直徑小，對焊縫裝配精度要求較高、打底焊背面成形不良，焊縫冷卻過快導致焊道側壁和層間易產生熔合不良。掃描振鏡激光焊接利用高頻擺動增大熔池面積、改善側壁熔合、攪拌熔池減少缺陷、提高激光焊接適應性，可以解決厚壁管道焊接裝配精度要求高、打底焊背面成形不良以及焊道側壁和層間易產生熔合不良的問題，但是厚壁管道焊接時效率仍然不高。

發明內容

為了克服現有技術中焊接變形大、焊接效率低、焊接質量不高、打底焊背面成形不良、側壁和層間熔合不良的問題，本發明提出了一種管道窄間隙掃描振鏡激光-熱絲TIG復合焊接的方法。該方法通過采用掃描振鏡-熱絲TIG復合打底焊接，利用高頻擺動增大熔池面積，降低了裝配精度要求，增大了根部熔透深度，改善了打底焊背面成形；采用窄間隙掃描振鏡激光-熱絲TIG復合填充焊接改善側壁熔合、提高激光焊接適應性，減小焊接變形，提高了焊接效率，解決激光焊接的技術問題。

本發明解決技術問題所采用的方案是：

一種管道窄間隙掃描振鏡激光-熱絲TIG復合焊接的方法，包括以下步驟：

（1）將待焊接管件Ⅰ、待焊接管件Ⅱ機械加工制成階梯過渡組成U型窄間隙焊接坡口；

（2）將待焊接管件Ⅰ、待焊接管件Ⅱ進行裝配；

（3）焊接前清除坡口及其周圍的氧化皮、油污、銹、水份及其它污物；

（4）利用掃描振鏡激光-熱絲TIG復合焊槍中的TIG焊槍采用φ0.8～φ1.2mm焊絲進行打底焊接；激光功率4～10kW，光斑直徑φ0.1～φ1.0mm，激光束擺動經過平像場鏡使激光束作用到管件上形成激光焦點，光斑擺動范圍0～5mm，振鏡擺動頻率10～300Hz，光絲距離0～3mm，熱絲電流10～140A，焊接電流180～220A，電弧電壓8～16V，焊接速度50～200mm/min，氬氣流量為10～15L/min；

（5）利用掃描振鏡激光-熱絲TIG復合焊槍中的TIG焊槍采用φ1.0mm～φ1.6mm焊絲進行填充焊接；激光功率6～8kW，光斑直徑φ0.1～φ1.0mm，激光束擺動經過平像場鏡使激光束作用到管件上形成激光焦點，光斑擺動范圍3～10mm，振鏡擺動頻率10～400Hz，光絲距離0～3mm，熱絲電流10～140A，焊接電流160～230A，電弧電壓8～20V，焊接速度50mm/min～400mm/min，氬氣流量為10～20L/min。