[发明专利]基于内外双支撑的小直径管材的激光熔钎填丝焊接方法

权利要求书

1.基于内外双支撑的小直径管材的激光熔钎填丝焊接方法，其特征在于，包含以下步骤：

①坡口加工及焊前清理：

根据铝合金管（6）和钢管（7）的直径及壁厚，对铝合金管（6）和钢管（7）的待焊一侧进行坡口加工；坡口加工完成后，并对铝合金管（6）和钢管（7）的待焊部位进行焊前清理以去除油污及氧化膜；

②内外双支撑套筒的加工及装配：

根据所焊的铝合金管（6）和钢管（7）的内外径及长度定制设计并加工相应的外支撑陶瓷套筒（4）和内支撑陶瓷套筒（5）；外支撑陶瓷套筒（4）和内支撑陶瓷套筒（5）均为高温陶瓷材料；

所述铝合金管（6）和钢管（7）套设在内支撑陶瓷套筒（5）上，内支撑陶瓷套筒（5）与铝合金管（6）或钢管（7）紧密配合；

所述外支撑陶瓷套筒（4）有两个，两个外支撑陶瓷套筒（4）分别套设在铝合金管（6）和钢管（7）上，两个外支撑陶瓷套筒（4）的近端分别与铝合金管（6）和钢管（7）的待焊坡口的外沿对齐；

③焊丝与钎剂的选择与预置：

焊丝（3）选择Al-Si焊丝或Zn-Al焊丝，焊丝直径为1.2mm~2.0mm，为确保焊丝与待焊管良好的润湿性，在铝合金管与钢管待焊坡口处涂刷一层钎料，钎剂为常用的Noclock钎剂；

④焊接过程的实施：

将步骤②中组合好的工件装夹至焊接变位器（1）上；装夹完成后，通过数控系统输入焊接参数，所述焊接参数包含：激光功率、离焦量、保护气流量、送丝速度、及变位器（1）转动速度；设定完参数后，打开激光器、保护气开关及焊接变位器（1），将激光束（2）及焊丝（3）的端部对齐待焊部位，焊接变位器（1）将工件转动一周，完成焊接；

⑤取出焊接完成的工件：

焊接完成后，将内外支撑陶瓷套筒从焊接完成的工件两侧抽出，将焊接完成的工件的焊缝余高去除掉，从而获得有效的铝/钢小直径管异种接头；

所述步骤②中，内支撑陶瓷套筒（5）的外径与待焊的铝合金管（6）或钢管（7）的内径加工一致，外径加工误差不大于0.1mm，保证内支撑陶瓷套筒外部与铝合金管（6）或钢管（7）的内部紧密贴合，起到内支撑作用，防止焊缝的下塌；所述内支撑陶瓷套筒（5）的长度不小于待焊的铝合金管（6）和钢管（7）的长度和；内支撑陶瓷套筒（5）的壁厚不小于1.5mm，内径不小于5mm或者为内支撑陶瓷套筒外径的1/3。

2.根据权利要求1所述的基于内外双支撑的小直径管材的激光熔钎填丝焊接方法，其特征在于：所述步骤②中，外支撑陶瓷套筒（4）的内径与待焊的铝合金管（6）和钢管（7）的外径加工一致，内径加工误差尺寸不大于0.1mm，保证外支撑陶瓷套筒（4）与待焊的铝合金管（6）和钢管（7）的紧密贴合；外支撑陶瓷套筒（4）的壁厚在3-8mm之间；所述外支撑陶瓷套筒（4）的长度小于铝合金管（6）或钢管（7）的长度减去坡口沿管直径方向的深度，并大于20mm或待焊管材的2/3长度。

3.根据权利要求1所述的基于内外双支撑的小直径管材的激光熔钎填丝焊接方法，其特征在于：所述步骤④中的焊接参数为：激光功率范围为100W~5000W，离焦量范围为+10~+50mm，保护气流量为5L/min~25L/min，送丝速度为1.5m/min~5m/min，变位器（1）转动速度为0.2m/min~0.8m/min。