[發明專利]一種不銹鋼冷卻板高能束復合焊接方法

有效

• 申請號: 202110555980.1
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113182690B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張濤;郭炯遠;陳勇
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: B23K26/346
• 分類號: B23K26/346;B23K26/60;B23K26/14
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 李志鴻

本發明公開一種不銹鋼冷卻板高能束復合焊接方法，具體步驟如下：在不銹鋼流道蓋板表面、端面及底板焊縫位置打磨露出金屬光澤，擦拭除去殘渣后烘干、將流道蓋板和底板進行裝配，采用鉚錐對流道蓋板進行鉚接，每依次間隔進行打點固定，用同軸高速掃描激光焊接對裝配后的流道蓋板和底板所組成的焊縫進行對稱斷續預焊接，并沿著焊縫軌跡，在蓋板兩側的焊縫進行同軸掃描激光斷續焊接，再次擦拭焊接表面，將焊接的工件裝入真空電子束焊接室，該種不銹鋼冷卻板高能束復合焊接方法，能夠避免焊接過程翹曲現象，并且降低了蓋板與底板的間隙裝配要求，減少真空電子束焊接過程的未熔合、凹陷等現象，提高焊接質量。

技術領域

本發明涉及焊接工藝技術領域，具體為一種不銹鋼冷卻板高能束復合焊接方法。

背景技術

304不銹鋼作為目前應用最廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強度和機械特性。另外，其沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現象，還具有良好的可焊性，廣泛用于板式換熱器、波紋管、熱水器、鍋爐、汽車配件，船舶部件等。

在航空航天領域采用的液冷模塊、水冷卻流道等不銹鋼零件的焊接均采用真空電子束焊接方法進行冷卻板類零件的密封焊接，由于航空航天領域的特殊性，其焊后對焊縫的密封性及平面度要求極為嚴格，滲漏均會導致零件失效，甚至引起重大安全事故。由于冷卻板類零件一般比較薄，在焊接過程中，由于受熱不均勻導致的翹起現象嚴重影響了零件的焊接質量及平面度要求。當蓋板發生翹曲變形后，在精加工過程中極易引起焊縫的滲漏現象。另外，加工誤差會導致裝配間隙較大，而電子束流直徑較小，易穿過間隙直接轟擊在底板，造成焊接凹陷、未熔合等現象。

在真空電子束焊接過程中，冷板板類產品的焊接一般分為點焊固定和深熔焊接。而由于間隙存在可能導致點焊失效，在后續的深熔焊過程中極易引起蓋板翹曲現象。

目前，航空航天及軍工領域的冷卻板類產品大多采用真空電子束焊接方法進行焊接，一般蓋板先進行鉚接，然后在真空室內進行真空電子束點焊，最后在進行真空電子束深熔焊接過程。但是由于焊接熱過程以及裝配間隙的存在，雖然有鉚接固定及點焊過程，但是在深熔焊過程中仍然會引起蓋板的翹曲現象。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施方式的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施方式。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有不銹鋼零件中存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明的目的是提供一種不銹鋼冷卻板高能束復合焊接方法，能夠避免焊接過程翹曲現象，并且降低了蓋板與底板的間隙裝配要求，減少真空電子束焊接過程的未熔合、凹陷等現象，提高焊接質量。

為解決上述技術問題，根據本發明的一個方面，本發明提供了如下技術方案：

一種不銹鋼冷卻板高能束復合焊接方法，其包括：

S10、在不銹鋼流道蓋板表面、端面及底板焊縫位置打磨露出金屬光澤，擦拭除去殘渣后烘干；

S20、將流道蓋板和底板進行裝配，并使流道蓋板和底板的焊縫間隙小于0.2mm，錯邊小于0.2mm；

S30、采用鉚錐對流道蓋板進行鉚接，每依次間隔15-25mm進行打點固定，鉚接點深度0.1-0.3mm；

S40、用同軸高速掃描激光焊接對裝配后的流道蓋板和底板所組成的焊縫進行對稱斷續預焊接，并沿著焊縫軌跡，斷續焊縫長度為50mm，焊縫間隔10mm，在蓋板兩側焊縫進行同軸掃描激光斷續焊接，如遇到拐角位置沒有焊接，改變焊縫長度將拐角位置進行焊接，并且同軸高速掃描激光的光斑掃描直徑為0.3mm；

S50、再次擦拭焊接表面，將焊接的工件裝入真空電子束焊接室；