[发明专利]激光辅助活性焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接方法，具体是用激光束加工进行焊接的一种方法。

背景技术

活性焊接法在TIG焊中应用较早，已经形成A-TIG焊的概念。A-TIG(Activating flux TIG)焊接法是在施焊板材的表面涂上一层很薄的活性剂，引起焊接电弧收缩或熔池流态发生变化，可使熔深比常规TIG焊增加1～2倍。Shanping Lu的研究发现使用混合气体也可以使TIG焊的熔深增加。以上方法存在以下不足：使用活性剂或者混合气体后得到的焊缝表面存在熔渣，表面成型变差。熔渣的存在往往使后续的焊接工艺变得复杂，影响焊缝的使用性能，甚至影响焊缝的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接方法，在不使用活性剂的情况下增加焊接的熔深。

本发明是一种活性焊接方法，首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后采用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。

本发明的有益之处在于：焊缝中氧元素含量增加，使表面张力温度系数由负变正是焊接熔深增加的主要原因，本发明首先使用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，使焊缝表面的氧含量增加，进而使焊接熔深增加2～3倍，弥补了单纯使用活性剂或者有氧气混合气体的不足。

附图说明

图1是本发明的示意图，图2为小功率激光束熔化后的焊缝正面的宏观形貌图，图3是激光束熔化待焊焊道表面后进行TIG焊接的焊缝形貌图，图4是未预先采用激光束熔化待焊焊道表面进行TIG焊的焊缝形貌图，图5是采用激光束熔化待焊焊道表面进行TIG焊后的焊缝形貌图，图6是未预先采用激光束熔化待焊焊道表面进行激光焊的焊缝形貌图，图7是采用激光束熔化待焊焊道表面后进行激光焊的焊缝形貌图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种活性焊接方法，首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。采用的激光束为小功率激光束，其功率范围为5～100W。激光束熔化待焊焊道的熔深小于1mm，或等于1mm，熔宽小于2mm，或等于2mm。工艺参数如表1所示：

表1小功率激光熔化的工艺参数

  离焦量fd  功率P  速度V  氧气流量Q  喷嘴直径  0mm  50W  6mm/s  20L/min  6mm

采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后采用常规的焊接方法，常规的焊接方法是TIG焊焊接方法，或者是激光焊焊接方法。

实施例1

采用的材料为SUS 304不锈钢，在焊前将焊道用砂纸仔细清理，首先采用50W的CO₂激光束在氧气保护下熔化焊件表面，使焊缝表面的氧含量增加。为了比较使用小功率激光和不使用小功率激光处理工艺的熔深变化，只熔化试样的一半，如图1所示。小功率激光熔化的工艺参数如表1所示。然后使用常规的TIG焊接，覆盖小功率激光预处理区，将小功率激光预处理区和非激光处理区一次焊接完成，焊接参数如表2示。试验采用自动氩弧焊装置，将氩弧焊焊枪固定，工件置于可水平移动的工作平台上，这样可以保证在焊接过程中弧长不发生变化，从而保证了焊接工艺过程的稳定性。横向切割激光预处理区和非激光处理区的焊缝，制成试样后观察熔深、熔宽的变化。