一种面向厚板的窄间隙多道激光焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103008895A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103008895A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210549013.5(22)申请日2012.12.15(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人王春明李若杨王天骄胡席远王军(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人曹葆青(51)Int.Cl.B23K28/02(2006.01)B23K33/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称一种面向厚板的窄间隙多道激光焊接方法(57)摘要本发明公开了一种面向厚板的激光焊接方法，在厚板上预留间隙或者预开一个带钝边的坡口，采用激光自熔焊在焊缝处焊一道进行打底，再进行激光填丝焊，焊丝与激光束保持15°～75°夹角，焊丝从激光束前方伸入坡口间隙中，当填丝焊无法填充满坡口间隙时，最后进行激光-GMAW复合焊，完成厚板的焊接；所述预留间隙值均小于等于0.5mm，用于填丝焊的预开坡口宽度小于等于2.5mm，用于复合焊的预开坡口宽度小于等于10mm。本发明要解决厚板高效率高质量焊接问题，从而获得焊接变形小，间隙桥接能力强的优质和高效的厚板焊接接头。CN103895ACN103008895A权利要求书1/1页1.一种面向厚板的激光焊接方法，在厚板上预留间隙或者预开一个带钝边的坡口，采用激光自熔焊在焊缝处焊一道进行打底，再进行激光填丝焊，焊丝与激光束保持15°～75°夹角，焊丝从激光束前方伸入坡口间隙中，当填丝焊无法填充满坡口间隙时，最后进行激光-GMAW复合焊，完成厚板的焊接；所述预留间隙值均小于等于0.5mm，用于填丝焊的预开坡口宽度小于等于2.5mm，用于复合焊的预开坡口宽度小于等于10mm。2.根据权利要求1所述的面向厚板的激光焊接方法，其特征在于，在进行激光填丝焊时，焊丝与激光束保持15°～75°夹角，焊丝从激光束前方伸入坡口间隙中，光丝间距为WX，WX＝焊丝半径±光斑半径；复合焊时激光在前，焊丝在后，激光与焊丝的间距为0～5mm。3.根据权利要求1或2所述的面向厚板的激光焊接方法，其特征在于，所述坡口的形状为“Y型”。4.根据权利要求1或2所述的面向厚板的激光焊接方法，其特征在于，填丝焊的坡口角度为1.5～6°。5.根据权利要求1或2所述的面向厚板的激光焊接方法，其特征在于，激光-GMAW的坡口角度为6～30°。2CN103008895A说明书1/4页一种面向厚板的窄间隙多道激光焊接方法技术领域[0001]本发明属于激光材料加工技术领域，涉及一种面向厚板的窄间隙多道激光焊接方法，该方法对激光自熔焊、激光填丝焊和激光-GMAW(熔化极气体保护焊)复合焊进行了优化组合，实现了厚板的高效率高质量焊接。背景技术[0002]厚板的焊接是舰船和核设施制造、石油和天然气管道铺设、电站建设以及各种大型钢结构工程建造过程中必不可少的关键工艺。这些设施部件的厚度一般都在20mm以上，并且结构尺寸大，只能通过分段加工后连接成形。[0003]鉴于目前的焊接方式，(1)当采用弧焊进行厚板的焊接时，通常需要开坡口，并进行多层多道的方式进行焊接。但由于坡口面积的急剧增大导致了焊接工程量和焊材消耗量成倍增加，生产效率低下，而且厚板的大拘束度和弧焊的大热输入量使得焊接接头存在较大的残余应力和残余变形，并带来较大的塑性、韧性损失，导致焊接接头的力学性能恶化。虽然窄间隙弧焊可以在一定程度上解决厚板焊接的上述问题，但工艺实现难度大、适应性差以及对焊接设备要求高等问题使得窄间隙弧焊在厚板焊接领域的推广应用受到较大限制。(2)采用电子束焊进行焊接时，实现厚板的焊接虽然具有高深宽比、线能量和热变形小、焊缝纯净度好和接头质量高等突出优点，然而其焊接过程必须在真空或低真空环境下进行，其所焊构件尺寸和作业的灵活性受到极大限制，应用范围难以拓展到造船、舰艇和管道建设等领域。[0004]因此，业界一直在努力探讨寻找一种可以实现厚板连接的高效率、高精度、高质量并且作业灵活的焊接方法。发明内容[0005]针对技术背景中的不足之处，本发明的目的在于提供一种面向厚板的窄间隙多道激光焊接方法，本发明要解决厚板高效率高质量焊接问题，能够获得焊接变形小，间隙桥接能力强的优质和高效的厚板焊接接头。[0006]本发明提供的一种面向厚板的激光焊接方法，在厚板上预留间隙或者预开一个带钝边的坡口，采用激光自熔焊在焊缝处焊一道进行打底，再进行激光填丝焊，焊丝与激光束保持15°～75°夹角，焊丝从激光束前方伸入坡口间隙中，当填丝焊无法填充满坡口间隙时，最后进行激光-GMAW复合焊，完成厚板的焊接；所述预留间隙值均小于等于0