[发明专利]在金属板材表面进行Fe-Cr-Al合金焊材焊接工艺

说明书

本发明涉及一种在金属板材表面进行Fe‑Cr‑Al合金焊材焊接工艺，采用激光焊进行焊接，激光焊的功率为1450～1550，焊接速度为16～20mm/s，送丝速度为90～110cm/min，离焦量为+55～65mm。本发明通过改变焊接工艺参数，对组织性能进行优化，有效解决了合金焊材堆焊层开裂的问题。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种在金属板材表面进行Fe-Cr-Al合金焊材焊接工艺。

背景技术

Fe-Cr-Al合金由于具有极其优异的抗铅铋腐蚀性能，被认为是有希望应用于第四代核反应堆之一的铅冷式快反应堆(Lead-cooled Fast Reactor，缩写：LFR)的材料。但由于其塑韧性较差且没有在核电产品中应用的先例，如何使其在实际产品中得到应用还需要进行大量的研究工作。目前，Fe-Cr-Al合金材料在应用时，其堆焊层在进行弯曲试验时易发生开裂现象，这严重阻碍着Fe-Cr-Al合金材料的推广应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决Fe-Cr-Al合金焊材焊接后堆焊层开裂的问题而提供一种在金属板材表面进行Fe-Cr-Al合金焊材焊接工艺，通过改变焊接工艺参数，对组织性能进行优化，有效解决了合金焊材堆焊层开裂的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种在金属板材表面进行Fe-Cr-Al合金焊材焊接工艺，采用激光焊进行焊接，激光焊的功率为1450～1550，焊接速度为16～20mm/s，送丝速度为90～110cm/min，离焦量为+55～65mm。

优选地，激光焊的功率为1500W，焊接速度为18mm/s，送丝速度为100cm/min，离焦量为+60mm。

优选地，所述激光焊所采用的设备包括FANUC机器人、MFSC3000X单模块连续光纤激光器、WF007A多功能自动氩弧焊填丝机。

优选地，所述母材为不锈钢板，所述焊材为Fe-Cr-Al合金焊丝。

优选地，所述不锈钢板厚度为30～50mm，所述Fe-Cr-Al合金焊丝的直径为1～1.4mm。

优选地，所述不锈钢板厚度为40mm，所述Fe-Cr-Al合金焊丝的直径为1.2mm。

优选地，所述Fe-Cr-Al合金焊丝的化学成分组成为：0.10wt.％Ni、10.9wt.％Cr、4.68wt.％Al、0.020wt.％C、0.28wt.％Si、0.20wt.％Mn、0.21wt.％Ti、0.014wt.％Cu、0.38wt.％Nb和Ta，余量Fe，S0.001wt.％。

优选地，激光焊焊接时，保护气采用氩气，流量大于25L/min。

优选地，采用激光焊进行堆焊，单层厚度在1mm以下。

本发明经过了广泛而深入的研究以及大量的实验，发现按照本发明所采用的焊接工艺方法，可以避免Fe-Cr-Al合金焊材焊接后堆焊层开裂的问题，尤其当功率为1500W，焊接速度为18mm/s，送丝速度为100cm/min，离焦量为+60mm时，堆焊层厚度在打磨进行了PT检测后剩余0.6-0.7mm，组织表面出现了细晶区，没有气孔，侧弯后不开裂，堆焊试板能够通过侧弯试验。

附图说明

图1为手工氩弧焊堆焊的焊缝成型照片；

图2为手工氩弧焊堆焊的试板液体渗透图；

图3为手工氩弧焊堆焊试板理化取样示意图；

图4为手工氩弧焊堆焊堆试样的侧弯试验结果实物图；

图5为手工氩弧焊堆焊堆试样的宏微观金相照片；

图6为激光焊试板采用第一组数据的焊缝成型照片；