[发明专利]一种中厚板激光焊接方法

说明书

本发明的技术方案是提供一种中厚板材激光焊接方法，其特征在于：步骤1：提供第一母材和第二母材；步骤2：提供焊接用熔渣板；步骤3：将第一母材和第二母材准确对接；步骤4：熔渣板置于第一母材和第二母材正下方，并于第一母材和第二母材紧密贴合；步骤5：激光焊接头聚焦形成的高功率激光束辐照在第一母材和第二母材上表面，实现第一母材、第二母材和熔渣板熔透焊接；步骤6：采用机械加工方法去除熔渣板；步骤7：采用机械加工方法去除第一母材和第二母材底部焊缝。在本发明中，通过在第一母材和第二母材底部设置熔渣板，激光焊接时熔渣板中高熔点表面张力系数大的氧化物吸附在底部熔池表面，大大增大了底部熔池的表面张力，有效促进了激光焊接熔池受力平衡，进而抑制了中厚板激光焊接过程中塌陷和根漏等缺陷的形成。

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，尤其涉及一种中厚板激光焊接方法。

背景技术

激光焊接是激光加工技术中应用最广泛的先进工艺之一，具有焊接热输入小、焊缝深宽比大、速度快、焊缝变形小残余应力低、焊接精度和强度高、熔深大、易于实现自动化等突出优点，已经在汽车、造船、核电、管道等国民经济重要行业领域中得到应用。

近年来，随着高功率光纤激光器的不断商业化推广，激光焊接中厚板越来越引起业界的重视。然而单纯的激光焊接中厚板平焊接头，易产生塌陷和根漏等缺陷。平焊接头塌陷和根漏的形成根本原因为焊接熔池受力不平衡。研究表明，底部熔池表面张力对中厚板激光焊接塌陷和根漏的控制具有重要作用。

在2011年12月12日申请的，申请号为“201110410448.7”，发明名称为“大型罐体单面焊接双面成型方法及焊缝成型衬垫”的发明专利公开了一种大型罐体衬垫焊方法及衬垫，其解决了大型罐体单面焊接双面成型的问题，但是该技术方案仍旧存在以下问题：为了获得较好的成形，必须在衬垫上开始足够大的焊缝成形槽，从而底部焊缝很宽。

在2012年10月3日公开的，公开号为“CN 102019481 B”，发明名称为“一种高强度船体结构用钢平对接焊焊接工艺方法”的发明专利公开了一种平对接焊工艺方法，其解决了高强度船体结构用钢平对接焊焊接坡口、焊前预热、施焊温度、焊接顺序、焊接规范参数、焊后冷处理的工艺规范，但是该技术方案仍旧存在以下问题：需要开设双V形坡口，生产效率低，生产实际中难以严格控制道间温度。

1984年12月27日公开的，公开号为“JP59-232690A”，发明名称为“熔接方法”的发明专利公开了一种圆形零件的焊接方法，具体地，外侧采用激光焊接，焊缝熔深距试件下表面2mm，内侧采用TIG电弧焊接，电弧焊接焊缝与激光焊缝搭接约1mm。其解决了圆形零件单面焊接底部易凸起或欠熔透，需要后续处理的问题，但是该技术方案仍旧存在以下问题：电弧焊接热输入量较大，激光焊缝底部会再次加热熔化，产生组织变化，影响焊缝性能且生产效率低。

1995年8月15日公开的，公开号为“JP07-214316A”，发明名称为“片面自動熔接方法及装置”的发明专利公开了一种单面自动焊接方法和装置，其解决了从背面实时获取焊缝底部成形，通过图像处理反馈控制焊接参数来获得没有塌陷的稳定熔透焊缝，但是该技术方案仍旧存在以下问题：该方法只能使用于薄板焊接和传统弧焊方法，对于激光焊接厚板由于熔池内部流动和巨大熔池自重的影响难以通过简单的工艺参数调整而实时消除塌陷缺陷。

发明内容

本发明的目的是解决目前高功率光纤激光焊接过程中易形成塌陷和根漏等缺陷，焊缝成形性差的问题。

本发明的技术方案是提供一种中厚板材激光焊接方法，其特征在于。

步骤1：提供第一母材和第二母材。

步骤2：提供焊接用熔渣板。

步骤3：将第一母材和第二母材准确对接。

步骤4：熔渣板置于第一母材和第二母材正下方，并于第一母材和第二母材紧密贴合。