[发明专利]排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法

权利要求书

1.一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：分别将所述排气管筒体(2)与所述法兰(1)的焊接边加工成环形焊接边；

步骤二：依据所述环形焊接边的设计参数，规划激光电弧复合焊接几何位置形态、焊接路径；

步骤三：确定激光电弧复合焊接参数；

步骤四：依据激光电弧复合焊接参数，对所述法兰(1)和所述排气管筒体(2)进行激光电弧复合焊接；

步骤一包括：所述法兰(1)的焊接边内侧制备环形凹槽，所述法兰(1)的环形凹槽的径向高度与所述排气管筒体(2)的壁厚一致；所述排气管筒体(2)的焊接边插入式装配在所述法兰(1)的环形凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤一中，所述法兰(1)的第一焊接边壁厚δ1的厚度范围为2mm-4mm，所述法兰(1)的第一焊接边壁厚为δ1状态的第一焊接边长度L不小于3mm，所述法兰(1)的环形凹槽的深度a为0.2mm-2.0mm；所述法兰(1)的环形凹槽的径向高度与所述排气管筒体(2)的第二焊接边壁厚δ2一致。

3.根据权利要求1所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，当所述法兰(1)和所述排气管筒体(2)插入式装配以后，二者之间的内表面平齐且二者之间的局部最大装配间隙△x应不大于a/2。

4.根据权利要求2所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤二包括：焊接过程中，激光束(6)的光束中轴线(7)与所述法兰(1)表面法向的倾角范围为±10°；在垂直于激光焊接方向且远离所述法兰(1)的侧面设置TIG焊枪(8)，所述TIG焊枪(8)的钨极中轴线的延长线相交于所述激光束(6)输出激光的激光焦点。

5.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤二包括：焊接过程中，激光束(6)的光束中轴线(7)与所述法兰(1)的环形凹槽轴向焊接端面距离为b，b＝0-a/2，所述激光束(6)为负离焦且离焦量△f范围为(δ2-δ1)-(δ2-δ1)/2。

6.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤二包括：所述TIG焊枪(8)的钨极中轴线与所述法兰(1)表面法向方向的倾角为30°-60°，所述TIG焊枪(8)的钨极尖端与所述法兰(1)表面的延长距离为1.5mm-5mm。

7.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，所述TIG焊枪(8)的钨极中轴线与光束中轴线(7)所形成的平面与焊接方向垂直，所述激光束(6)和所述TIG焊枪(8)作用于同一熔池。

8.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤二还包括：所述TIG焊枪(8)的焊接作用点位于所述激光束(6)的激光作用点的后方，且所述TIG焊枪(8)和所述激光束(6)作用于不同的熔池。

9.根据权利要求1所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤三中确定激光电弧复合焊接参数包括：

所述激光束(6)为光纤激光或YAG激光，所述激光束(6)的焦长范围为150mm-500mm，所述激光束(6)的焦斑直径范围为0.2mm-0.6mm；当采用常规激光焊接时，焊接参数包括焊接速度和激光功率；当采用扫描激光束焊接时，焊接参数包括焊接速度、激光功率、扫描轨迹、扫描幅度和扫描频率，扫描频率调节范围在30Hz-200Hz；电弧焊接参数包括焊接电流和惰性保护气流量，焊接电流调节范围为40A-100A，焊接电压随焊接电流自动调节。

10.根据权利要求9所述的一种排气管筒体与法兰的激光电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤三电弧焊接时采用惰性气体保护，所述惰性气体保护还包括背保护类型。