热输入量精密控制的激光焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种热输入量精密控制的激光焊接方法，包括如下步骤：步骤1：装配第一待焊接件和第二焊接件；步骤2：对第一待焊接件和第二焊接件的焊缝进行点焊定位；步骤3：对不同材料之间，采用相对应焊接工艺参数进行脉冲圈焊；步骤4：对焊缝收尾端脉冲点焊能量衰减进行设置。与激光连续焊接相比，本发明专利技术中的激光脉冲圈焊，有利于焊缝周向熔深的均匀性控制；能够有效控制焊接过程热输入量；减小焊接过程结构残余应力，避免焊缝底部产生热裂纹缺陷，能够适用于微小阀门簧片组件、阀芯组件及壳体、发动机头部堵塞焊接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接，具体地，涉及一种热输入量精密控制的激光焊接方法。
技术介绍
航天产品微小零组件焊接一直是焊接领域的难点和热点问题，既要保证焊缝熔深，又要保证熔深均匀性，焊接过程热输入量控制，减少焊接过程结构应力。避免阀芯氟塑料熔化变形，避免焊缝裂纹和收尾端弧坑缺陷产生，影响产品性能。焊缝表面质量需满足Q/RJ71-2000II级要求；需用30倍放大镜观察，焊缝表面没裂纹、没凹坑等缺陷；需承受4MPa，保持5min不泄漏的密封性检查；需“经2MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s”。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种热输入量精密控制的激光焊接方法，特别适用于微小结构(焊缝直径≤Ф10mm)且带低熔点材料的航天电磁阀簧片组件、阀芯组件焊接，阀门壳体堵塞焊接和航天发动机头部异形微小结构焊接。根据本专利技术提供的热输入量精密控制的激光焊接方法，包括如下步骤：步骤1：装配第一待焊接件和第二焊接件；步骤2：对第一待焊接件和第二焊接件的焊缝进行点焊定位；步骤3：对不同材料之间，采用相对应焊接工艺参数进行脉冲圈焊；步骤4：对焊缝收尾端脉冲点焊能量衰减进行设置。优选地，所述步骤3具体为：当第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti、第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应的材料为软磁合金Cr17NiTi时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率300W，基值功率200W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深为0.1～0.3mm；当第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti，第二待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率700W，基值功率300W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深0.6～1mm；当第一待焊接件对应的材料为钛合金7715D，第二待焊接件对应的材料为钛合金7715D时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率600W，基值功率300W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深0.4～1mm。优选地，第一待焊接件和第二焊接件的焊缝端面或轴向错边量≤0.05mm，间隙≤0.05mm。优选地，所述点焊定位的工艺参数具体为：在第一待焊接件和第二焊接件的焊缝直径≤3mm，对称定位2点，当焊缝直径＞3mm，对称定位4点；对应的焊接工艺参数为：激光功率300～500W，氩气流量4～8L/min。优选地，所述步骤4具体为当焊接过程覆盖焊缝起始端时，通过能量时序控制进行焊缝收尾端能量衰减设置。优选地，还包括如下步骤：-对焊缝进行质量检查，具体为，通过4MPa氦检，保持5min不泄露以及通过2MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s；通过30倍放大镜观察，焊缝表面没裂纹、没凹坑，则合格。优选地，脉冲能量和焊接速度决定焊缝熔深；焊接速度和脉冲频率决定焊点重叠率。优选地，在步骤1之前包括如下步骤：-对第一待焊接件和第二焊接件焊进行除油清洁。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：与激光连续焊接相比，本专利技术中的激光脉冲圈焊，有利于焊缝周向熔深的均匀性控制；能够有效控制焊接过程热输入量；减小焊接过程结构残余应力，避免焊缝底部产生热裂纹缺陷，能够适用于微小阀门簧片组件、阀芯组件及壳体、发动机头部堵塞焊接。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术中激光脉冲圈焊焊缝示意图；图2为本专利技术中簧片组件的焊接示意图；图3为本专利技术中阀芯组件的焊接示意图；图4为本专利技术中发电机头部堵塞的焊接示意图；图5为本专利技术中阀门壳体堵塞的焊接示意图；图6为本专利技术在图5中Ⅰ部分的放大示意图；图7为本专利技术的步骤流程图。图中：1为阀芯；2为内衔铁；3为压紧圈；4为外衔铁；5为杆；6为外套；7为喷注盘；8为喷嘴组件9为塞子；10为主阀壳体。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本实施例中，本专利技术提供的热输入量精密控制的激光焊接方法，包括如下步骤：步骤1：装配第一待焊接件和第二焊接件；步骤2：对第一待焊接件和第二焊接件的焊缝进行点焊定位；步骤3：对不同材料之间，采用相对应焊接工艺参数进行脉冲圈焊；步骤4：对焊缝收尾端脉冲点焊能量衰减进行设置。所述步骤3具体为：当第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti、第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应的材料为软磁合金Cr17NiTi时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率300W，基值功率200W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深为0.1～0.3mm；当第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti，第二待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率700W，基值功率300W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深0.6～1mm；当第一待焊接件对应的材料为钛合金7715D，第二待焊接件对应的材料为钛合金7715D时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率600W，基值功率300W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深0.4～1mm。激光功率脉冲波形能量设定，通过研究脉冲波形能量对焊点熔宽、熔深的影响，研究频率对焊点重叠率的影响，确定峰值功率、基值功率、占空比、频率；脉冲圈焊工艺参数，通过焊接速度对焊点重叠率的影响关系，确定合适的焊接速度；确定航天产品微小结构激光焊脉冲圈焊。焊缝收尾端，脉冲点焊能量衰减设置。能量衰减设置方法：峰值功率以100W每次递减，相同参数点焊2～3次；直至峰值功率衰减至100W，基值功率衰减至最小功率。第一待焊接件和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热输入量精密控制的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：装配第一待焊接件和第二焊接件；步骤2：对第一待焊接件和第二焊接件的焊缝进行点焊定位；步骤3：对不同材料之间，采用相对应焊接工艺参数进行脉冲圈焊；步骤4：对焊缝收尾端脉冲点焊能量衰减进行设置。

【技术特征摘要】
1.一种热输入量精密控制的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：装配第一待焊接件和第二焊接件；
步骤2：对第一待焊接件和第二焊接件的焊缝进行点焊定位；
步骤3：对不同材料之间，采用相对应焊接工艺参数进行脉冲圈焊；
步骤4：对焊缝收尾端脉冲点焊能量衰减进行设置。
2.根据权利要求1所述的热输入量精密控制的激光焊接方法，其特征在于，所述
步骤3具体为：
当第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应材料为不锈
钢1Cr18Ni9Ti、第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应的
材料为软磁合金Cr17NiTi时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率300W，
基值功率200W，占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深为0.1～0.3mm；
当第一待焊接件对应的材料为不锈钢1Cr18Ni9Ti，第二待焊接件对应的材料为不锈
钢1Cr18Ni9Ti时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率700W，基值功率300W，
占空比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔深0.6～1mm；
当第一待焊接件对应的材料为钛合金7715D，第二待焊接件对应的材料为钛合金
7715D时，对应的激光脉冲圈焊焊接工艺参数为：峰值功率600W，基值功率300W，占空
比50％，焊接速度400mm/min；首件剖切焊缝熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽敏，刘俊杰，王磊，宋凡，马纪龙，谢屹，
申请(专利权)人：上海空间推进研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31