[發(fā)明專利]激光焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111190613.2
• 申請(qǐng)日: 2021-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113814562A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫軍浩;李鑄國(guó);馮珂;焦偉;凌瑋;劉長(zhǎng)清;連宏宇;程靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宜賓上交大新材料研究中心;上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/08
• 分類號(hào): B23K26/08;B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 梁曉婷

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種激光焊接方法。激光焊接方法的步驟包括：控制裝夾有圓筒及法蘭盤的變位機(jī)按預(yù)設(shè)線速度轉(zhuǎn)動(dòng)；控制激光焊接頭由初始位置向焊接位置運(yùn)動(dòng)，并逐漸增大激光焊接頭的功率，直至激光焊接頭的功率增大至預(yù)設(shè)功率；控制激光焊接頭在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)保持處于焊接位置；控制激光焊接頭由焊接位置向初始位置運(yùn)動(dòng)，并逐漸減小激光焊接頭的功率。該激光焊接方法能夠避免試件出現(xiàn)穿孔、裂紋和變形等缺陷，并降低試件的殘余應(yīng)力，保證焊后試件的密封性和同軸度，從而提高大厚壁差密封試件的焊接質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種激光焊接方法。

背景技術(shù)

大厚壁差密封件的焊接在航空航天、石油化工、海洋工程等工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用空間，使用傳統(tǒng)弧焊工藝焊接大厚壁差零件時(shí)，面臨著熱輸入量大、薄壁變形大、薄壁容易焊穿和生產(chǎn)效率低等局限。激光焊具有焊速快、熱輸入量小、焊接精度高等特點(diǎn)，比較適合大厚壁差密封件的焊接。

大厚壁差高壓密封法蘭件的焊接面臨極大的挑戰(zhàn)，兩者焊接后一是要保證薄壁件和厚壁件同軸度的一致，二是要保證兩者結(jié)合后在氣壓超過(guò)5MPa后仍具有良好的密封性。使用激光焊接時(shí)，也面臨很大難題：焊接開(kāi)始和結(jié)束的位置受到光束的沖擊較大，容易形成穿孔和裂紋，這對(duì)薄壁件的焊接更為敏感，極大影響法蘭件的密封性；激光焊接過(guò)程中，由于能量密度比較集中，且深熔小孔不穩(wěn)定，很容易造成薄壁件的穿孔；激光焊接時(shí)，如果熱輸入量不夠，則厚壁件熔化較少，焊縫接頭強(qiáng)度較低，如果熱輸入量過(guò)大，則焊后試件殘余應(yīng)力較大，薄壁件的變形就會(huì)較大，影響試件的同軸度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的包括，例如，提供了一種激光焊接方法，其能夠避免試件出現(xiàn)穿孔、裂紋和變形等缺陷，并降低試件的殘余應(yīng)力，保證焊后試件的密封性和同軸度，從而提高大厚壁差密封試件的焊接質(zhì)量。

本發(fā)明的實(shí)施例可以這樣實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種激光焊接方法，包括：

控制裝夾有圓筒及法蘭盤的變位機(jī)按預(yù)設(shè)線速度轉(zhuǎn)動(dòng)；

控制激光焊接頭由初始位置向焊接位置運(yùn)動(dòng)，并逐漸增大激光焊接頭的功率，直至激光焊接頭的功率增大至預(yù)設(shè)功率；

控制激光焊接頭在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)保持處于焊接位置；

控制激光焊接頭由焊接位置向初始位置運(yùn)動(dòng)，并逐漸減小激光焊接頭的功率。

在可選的實(shí)施方式中，在控制裝夾有圓筒及法蘭盤的變位機(jī)按預(yù)設(shè)線速度轉(zhuǎn)動(dòng)之前，激光焊接方法的步驟包括：

用丙酮和酒精對(duì)圓筒和法蘭盤進(jìn)行清洗，并將吹干后的圓筒和法蘭盤固定于變位機(jī)。

在可選的實(shí)施方式中，法蘭盤的厚度與圓筒的厚度之比大于等于30，且圓筒的厚度小于等于1mm。

在可選的實(shí)施方式中，在控制裝夾有圓筒及法蘭盤的變位機(jī)按預(yù)設(shè)線速度轉(zhuǎn)動(dòng)之前，激光焊接方法的步驟包括：

調(diào)整激光焊接頭的入射角度，并使得激光焊接頭的光斑位于圓筒及法蘭盤的結(jié)合處，且保持激光焊接頭的光斑位于圓筒外周面的面積與激光焊接頭的光斑的總面積之比為1/4-1/3。

在可選的實(shí)施方式中，激光焊接頭與法蘭盤所處平面的夾角為30°-60°，激光焊接頭與圓筒的軸線所處平面的法線的夾角為0°-10°。

在可選的實(shí)施方式中，控制激光焊接頭由初始位置向焊接位置運(yùn)動(dòng)，并逐漸增大激光焊接頭的功率，直至激光焊接頭的功率增大至預(yù)設(shè)功率的步驟包括：

在激光焊接頭處于初始位置的情況下，控制激光焊接頭的離焦量為15mm-30mm；在激光焊接頭處于焊接位置的情況下，控制激光焊接頭的離焦量為0mm-15mm。

在可選的實(shí)施方式中，激光焊接頭的預(yù)設(shè)功率為1kw-3kw。