[發(fā)明專利]一種厚板鈦合金窄間隙雙激光束填粉焊接方法

在審

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112453705A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 占小紅;趙佳怡;顏廷艷
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K26/26
• 分類號: B23K26/26;B23K26/60;B23K26/14;B23K33/00;B23K103/14
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1.一種厚板鈦合金窄間隙雙激光束填粉焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、設(shè)計坡口形狀及焊前處理：焊件厚度100-130mm，為減小填充體積同時避免熱量積累，設(shè)計開帶鈍邊的U型坡口，鈍邊10-15mm，底邊坡口角度寬度3-6mm，焊前先對坡口附近進行機械打磨和化學清洗，去除表面氧化膜、水分、油污等，吹干后利用夾具將焊件裝夾固定在工作臺上。

步驟2、激光自熔打底焊：利用大功率激光器對鈍邊進行激光深熔打底，實現(xiàn)一次性焊透成形。工藝參數(shù)設(shè)置為：激光功率為10kW-30kW，光斑直徑為2-8mm。焊接速度為1.0-5.0m/min，焊接過程中側(cè)吹流量為15L/min的99.9％氬氣氣體作為保護氣體以避免焊件氧化。

步驟3、雙激光束填粉填充焊：在打底焊縫上端以一定距離依次排列送粉管、激光器和送氣管，送粉方式采用非同軸側(cè)向送粉，開啟送粉管在前方預置粉末，通過送粉器調(diào)節(jié)送粉速率，保證焊接時金屬粉末量充足，同時開啟激光器和送氣管開始焊接，通過運動機構(gòu)使送氣管、激光頭、送粉管以相同的速度向前同步移動，進行多層單道焊接，每層采用直線焊接路徑，焊接方向一致，完成單層焊接后待焊縫冷卻至室溫再進行下一層的施焊，并對層間焊縫進行清理。具體工藝參數(shù)為：激光功率2000W-6000W，離焦量-2-+2mm，焊接速度0.5-1.5m/min，保護氣采用99.9％純氬氣，保護氣體流量為15L/min，焊料選用球磨制備的合金粉末，顆粒直徑為100-150μm。

2.如權(quán)利要求1所述的一種厚板鈦合金窄間隙雙激光束填粉焊接方法，其特征在于，所述雙光束可以為同種激光采用光學分離方法分成兩個獨立的光束或雙激光器同時作業(yè)，所用雙光束的光束排列方式、光斑間距、光束角度均可人為調(diào)控。

3.如權(quán)利要求1所述的一種厚板鈦合金窄間隙雙激光束填粉焊接方法，其特征在于，送粉管、激光作用位置、送氣管之間的相對位置保持不變，其中送粉管與激光作用位置間距1-100mm，送氣管與激光激光作用間距1-100mm。

4.如權(quán)利要求3所述的送粉及送氣方式，所用送粉管和送氣管直徑可根據(jù)坡口寬度改變，雙管均深入到坡口內(nèi)部，送粉角度可通過裝夾設(shè)備調(diào)節(jié)。