[發明專利]一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法

在審

• 申請號: 202110763323.6
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113770522A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 高福洋;穆壯壯;楊勝利;馬照偉
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/12;B23K26/60;B23K26/70
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

1.一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、鈍邊設計及加工

將待焊鈦合金厚板的單側或雙側坡口加工成帶鈍邊的U型坡口，其中，U型坡口的坡口間隙不超過10mm，鈍邊厚度為1～10mm，圓角直徑比預填粗焊絲直徑大0～1mm，坡口角度為0～1.5°；

S2、焊接

S21、進行鈍邊激光焊接，鈍邊焊接采用的焊接工藝為：激光功率5KW～15KW，離焦量為0～+20mm，焊接速度為200mm/min～1500mm/min；

S22、選用直徑為1mm～8mm的粗焊絲分步鋪設于U型坡口內，各步粗焊絲的鋪設厚度由選取的焊接功率和離焦量保證能一次完全熔化為準，然后進行激光焊接，完成該步焊接后，在此基礎上再預填粗焊絲進行下一步的激光焊接，以此類推，通過分步預填粗焊絲累積焊接的方式直至完成填充激光焊接；填充激光焊接采用的焊接工藝為：焊接功率為3KW～15KW，離焦量為+21～+40mm，焊接速度為500mm/min～3000mm/min；

S23、進行蓋面激光焊接，蓋面激光焊接采用陣鏡激光，激光功率為5KW～15KW，離焦量為0～+20mm，焊接速度為200mm/min～1500mm/min；

其中，采用正背面氣體保護和側吹氣體保護相結合的方式對焊接過程進行保護。

2.根據權利要求1所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：鈦合金厚板的厚度不小于40mm。

3.根據權利要求2所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：步驟S1中，令鈦合金厚板的厚度為h，當鈦合金厚板的厚度h滿足40≤h90mm時，在鈦合金厚板的單側設計坡口；當鈦合金厚板的厚度h滿足h≥90mm時，在鈦合金厚板的雙側設計坡口。

4.根據權利要求1所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：保護氣體的流量為10-30L/min，保護氣體為純度為99.999％的氬氣。

5.根據權利要求1所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：步驟S22中，當U型坡口的坡口寬度不超過3mm時，粗焊絲沿U型坡口的上下方向成列鋪設；當U型坡口的坡口寬度超過5mm時，粗焊絲沿U型坡口的左右方向成層鋪設。

6.根據權利要求1所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：令粗焊絲的直徑為d1，步驟S22中，在各步鋪設完粗焊絲后，當粗焊絲與粗焊絲之間或粗焊絲與坡口側壁間的間隙截面積均小于π(1/2d1)2時，可直接進行填充焊接；當粗焊絲與粗焊絲之間或粗焊絲與坡口側壁間的間隙截面積大于π(1/2d1)2時，在間隙位置再預填細焊絲；令細焊絲的直徑為d2，則1≤d2d1≤8。

7.根據權利要求1所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：填充激光焊接填充至焊縫上表面比鈦合金厚板頂壁低0～1mm。

8.根據權利要求1所述的一種鈦合金厚板預填絲激光超窄間隙焊接方法，其特征在于：蓋面激光焊接蓋面后余高為1mm-2mm。