精確控制焊縫熔深的激光焊接方法技術

本發明專利技術提供了一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，包括如下步驟：步驟1：裝配第一待焊接件和第二焊接件；步驟2：對第一待焊接件和第二焊接件的焊縫進行點焊定位；步驟3：對不同焊縫熔深，采用相對應焊接工藝參數進行焊接；步驟4：對焊縫收尾端能量衰減進行設置。本發明專利技術與激光連續實焦焊相比，解決了在焊接過程從穩定熱導焊向深熔焊過渡的不穩定模式，有利于焊縫周向熔深的均勻性控制，滿足不同熔深要求的焊縫焊接需求，同時焊縫質量滿足Q/RJ71-2000II級要求，并通過相應的密封性和氦檢外漏考核。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及閥門殼體和管嘴不同熔深需求的焊縫焊接，具體地，涉及一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法。
技術介紹
精確并穩定的控制激光焊縫熔深一直是焊接領域的難點和熱點問題，既要保證焊縫熔深，又要保證熔深均勻性，且焊縫質量需滿足Q/RJ71-2000II級要求。根據閥門不同的承壓工況，焊縫需承受“2～5MPa氦檢，保持5min不泄露”或“35MPa氦檢，保持5min不泄露”的焊縫密封性檢查和“經2MPa進口檢漏壓力測試，閥門外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s”或“經35MPa進口檢漏壓力測試，閥門外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s”的氦檢外漏測試。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法。根據本專利技術提供的一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，包括如下步驟：步驟1：裝配第一待焊接件和第二焊接件；步驟2：對第一待焊接件和第二焊接件的焊縫進行點焊定位；步驟3：對不同焊縫熔深，采用相對應焊接工藝參數進行焊接；步驟4：對焊縫收尾端能量衰減進行設置。優選地，所述步驟3具體為：0.1mm＜Hr≤0.3mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量4～8L/min；0.3mm＜Hr≤0.7mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光虛焦焊：焦點位置Z＝1.5mm，激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氬氣流量6～12L/min；1mm＜Hr≤1.5mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率700～1400W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量：6～12L/min；1.8mm＜Hr≤2.4mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率1500～2000W，焊接速度43～50mm/s，氬氣流量8～14L/min；其中，Hr為焊縫熔深。優選地，第一待焊接件和第二焊接件的焊縫端面或軸向錯邊量≤0.05mm，間隙≤0.05mm。優選地，所述點焊定位的工藝參數具體為：在第一待焊接件和第二焊接件的焊縫對稱定位2或4點；對應的焊接工藝參數為：激光功率300～500W，氬氣流量4～8L/min。優選地，所述步驟4具體為當焊接過程覆蓋焊縫起始端時，通過能量時序控制進行焊縫收尾端能量衰減設置。優選地，當焊接時，對第一待焊接件對應的材料不銹鋼1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件對應的材料軟磁合金Cr17NiTi進行焊接。優選地，在所述步驟2之后還包括如下步驟：-對點焊的焊點進行質量檢查。優選地，還包括如下步驟：-對焊縫進行質量檢查，具體為，通過2～5MPa氦檢，保持5min不泄露或通過35MPa氦檢，保持5min不泄露的焊縫密封性檢查以及通過2MPa進口檢漏壓力測試，閥門外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s或通過35MPa進口檢漏壓力測試，閥門外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s的氦檢外漏測試。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：1、本專利技術與激光連續實焦焊相比，解決了在焊接過程從穩定熱導焊向深熔焊過渡的不穩定模式，有利于焊縫周向熔深的均勻性控制，滿足不同熔深要求的焊縫焊接需求，同時焊縫質量滿足Q/RJ71-2000II級要求，并通過相應的密封性和氦檢外漏考核；2、本專利技術避免了未焊透、氣孔、裂紋、收尾端弧坑凹陷及裂紋等缺陷產生的不同焦點位置的工藝參數，既保證焊縫熔深又確保周向熔深波動≤50％，同時保證焊縫密封性及強度，滿足高、低壓閥門使用需求；3、本專利技術在不同焦點位置，將調整激光功率閾值，增大合格熔深范圍的有效激光功率窗口，提高焊縫合格率。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為本專利技術中閥門殼體和管嘴的焊接示意圖；圖2為本專利技術圖1中Ⅰ部分的放大示意圖；圖3為本專利技術圖1中Ⅱ部分的放大示意圖；圖4為本專利技術中在實焦焊時激光功率、焊接速度對焊縫熔深的影響示意圖；圖5為本專利技術中在離焦焊時激光功率、焊接速度對焊縫熔深的影響示意圖；圖6為本專利技術中在離焦焊Z＝1.5mm時激光功率、焊接速度對焊縫熔深的影響示意圖；圖7為本專利技術的步驟流程圖。圖中：1為殼體頭部，對應材料為Cr17NiTi；2為進口焊接管嘴，對應材料為1Cr18Ni9Ti；3為殼體底部，對應材料為Cr17NiTi；4為出口管嘴，對應材料為1Cr18Ni9Ti。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。在本實施例中，本專利技術提供的精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，包括如下步驟：步驟1：裝配第一待焊接件和第二焊接件；步驟2：對第一待焊接件和第二焊接件的焊縫進行點焊定位；步驟3：對不同焊縫熔深，采用相對應焊接工藝參數進行焊接；步驟4：對焊縫收尾端能量衰減進行設置。本專利技術通過調整焦點位置，優化激光功率和焊接速度，探索合格的焊縫熔深和質量的工藝參數窗口，避免焊縫出現未焊透、裂紋、咬邊、焊縫收尾端凹坑和裂紋產生，包括如下步驟：S1、優化焦點位置：研究焦點位置對激光閾值和焊接模式的影響，確定滿足焊縫不同熔深需求的焦點位置工藝參數。S2、優化激光功率和焊接速度：在特定的焦點位置狀態下，研究激光功率和焊接速度對焊縫熔深和質量的影響。S3、確定不同熔深需求的焊縫焊接工藝參數，通過模擬件、多批次產品適用論證，固化焊接參數。S4、優選焊縫收尾端激光功率衰減設置，避免焊縫收尾端凹坑及裂紋缺陷產生，保證焊縫密封性和外漏考核。所述步驟3具體為：0.1mm＜Hr≤0.3mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量4～8L/min；0.3mm＜Hr≤0.7mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光虛焦焊：焦點位置Z＝1.5mm，激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氬氣流量6～12L/min；1mm＜Hr≤1.5mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：裝配第一待焊接件和第二焊接件；步驟2：對第一待焊接件和第二焊接件的焊縫進行點焊定位；步驟3：對不同焊縫熔深，采用相對應焊接工藝參數進行焊接；步驟4：對焊縫收尾端能量衰減進行設置。

【技術特征摘要】
1.一種精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1：裝配第一待焊接件和第二焊接件；
步驟2：對第一待焊接件和第二焊接件的焊縫進行點焊定位；
步驟3：對不同焊縫熔深，采用相對應焊接工藝參數進行焊接；
步驟4：對焊縫收尾端能量衰減進行設置。
2.根據權利要求1所述的精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，其特征在于，所述
步驟3具體為：
0.1mm＜Hr≤0.3mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激
光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量4～8L/min；
0.3mm＜Hr≤0.7mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光虛焦焊：焦點位置Z＝1.5mm，
激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氬氣流量6～12L/min；
1mm＜Hr≤1.5mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激光
功率700～1400W，焊接速度30～50mm/s，氬氣流量：6～12L/min；
1.8mm＜Hr≤2.4mm，對應的焊接工藝參數為：連續激光實焦焊：焦點位置Z＝0，激
光功率1500～2000W，焊接速度43～50mm/s，氬氣流量8～14L/min；
其中，Hr為焊縫熔深。
3.根據權利要求1所述的精確控制焊縫熔深的激光焊接方法，其特征在于，第一
待焊接件和第二焊接件的焊縫端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉澤敏，顧洪濤，王磊，田英超，周俊，張祎玲，林嘉偉，
申請(專利權)人：上海空間推進研究所，
類型：發明
國別省市：上海;31