[发明专利]精确控制焊缝熔深的激光焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及阀门壳体和管嘴不同熔深需求的焊缝焊接，具体地，涉及一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法。

背景技术

精确并稳定的控制激光焊缝熔深一直是焊接领域的难点和热点问题，既要保证焊缝熔深，又要保证熔深均匀性，实现焊缝光滑、无氧化、无咬边、无裂纹的优良焊缝成形，确保焊缝周向密封性，满足焊接接头气密、液压和氦检要求。

传统激光实焦焊接，焊缝熔深分布在0.3mm＜Hr≤0.7mm的工艺参数对应的焊接过程处在热导焊向深熔焊过渡，交替进行的不稳定焊接过程，周向焊缝熔深波动近200％，很难实现焊缝熔深满足设计技术指标要求。

传统的激光连续圈焊，在收尾段由于激光能量衰减和实际焊接轨迹，焊缝起弧、收弧段控制不匹配，常出现焊缝收尾段弧坑凹陷和弧坑裂纹，导致焊缝气密、液压和氦检测试，不通过。

传统的激光连续圈焊在实现焊缝熔深1.8mm＜Hr≤2.4mm的焊接时，焊缝熔池中下部出现气孔，且随着激光功率增加，焊接速度减慢，焊缝熔池颈缩塌陷概率增大，熔池“小孔型”气孔出现概率增加。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法。

根据本发明提供的一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，包括如下步骤：

步骤1：装配第一待焊接件和第二待焊接件；

步骤2：对第一待焊接件和第二待焊接件的焊缝进行点焊定位；

步骤3：对不同焊缝熔深，采用相对应焊接工艺参数进行焊接；

步骤4：对焊缝收尾端能量衰减进行设置。

优选地，所述步骤3具体为：

0.1mm＜Hr≤0.3mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量4～8L/min；

0.3mm＜Hr≤0.7mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光虚焦焊：焦点位置Z＝1.5mm，激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氩气流量6～12L/min；

1mm＜Hr≤1.5mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率700～1400W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量：6～12L/min；

1.8mm＜Hr≤2.4mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率1500～2000W，焊接速度43～50mm/s，氩气流量8～14L/min；

其中，Hr为焊缝熔深。

优选地，第一待焊接件和第二待焊接件的焊缝端面或轴向错边量≤0.05mm，间隙≤0.05mm。

优选地，所述点焊定位的工艺参数具体为：

在第一待焊接件和第二待焊接件的焊缝对称定位2或4点；对应的焊接工艺参数为：激光功率300～500W，氩气流量4～8L/min。

优选地，所述步骤4具体为当焊接过程覆盖焊缝起始端时，通过能量时序控制进行焊缝收尾端能量衰减设置。

优选地，当焊接时，对第一待焊接件对应的材料不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应的材料软磁合金Cr17NiTi进行焊接。

优选地，在所述步骤2之后还包括如下步骤：

-对点焊的焊点进行质量检查。

优选地，还包括如下步骤：

-对焊缝进行质量检查，具体为，通过2～5MPa氦检，保持5min不泄露或通过35MPa氦检，保持5min不泄露的焊缝密封性检查以及通过2MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10^-7Pa.m³/s或通过35MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10^-7Pa.m³/s的氦检外漏测试。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明与激光连续实焦焊相比，解决了在焊接过程从稳定热导焊向深熔焊过渡的不稳定模式，有利于焊缝周向熔深的均匀性控制，满足不同熔深要求的焊缝焊接需求，同时焊缝质量满足Q/RJ71-2000II级要求，并通过相应的密封性和氦检外漏考核；

2、本发明避免了未焊透、气孔、裂纹、收尾端弧坑凹陷及裂纹等缺陷产生的不同焦点位置的工艺参数，既保证焊缝熔深又确保周向熔深波动≤50％，同时保证焊缝密封性及强度，满足高、低压阀门使用需求；

3、本发明在不同焦点位置，将调整激光功率阈值，增大合格熔深范围的有效激光功率窗口，提高焊缝合格率。

附图说明