精确控制焊缝熔深的激光焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，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：对不同焊缝熔深，采用相对应焊接工艺参数进行焊接；步骤4：对焊缝收尾端能量衰减进行设置。本发明专利技术与激光连续实焦焊相比，解决了在焊接过程从稳定热导焊向深熔焊过渡的不稳定模式，有利于焊缝周向熔深的均匀性控制，满足不同熔深要求的焊缝焊接需求，同时焊缝质量满足Q/RJ71-2000II级要求，并通过相应的密封性和氦检外漏考核。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阀门壳体和管嘴不同熔深需求的焊缝焊接，具体地，涉及一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法。
技术介绍
精确并稳定的控制激光焊缝熔深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，且焊缝质量需满足Q/RJ71-2000II级要求。根据阀门不同的承压工况，焊缝需承受“2～5MPa氦检，保持5min不泄露”或“35MPa氦检，保持5min不泄露”的焊缝密封性检查和“经2MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s”或“经35MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s”的氦检外漏测试。
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精确控制焊缝熔深的激光焊接方法。根据本专利技术提供的一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，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：对不同焊缝熔深，采用相对应焊接工艺参数进行焊接；步骤4：对焊缝收尾端能量衰减进行设置。优选地，所述步骤3具体为：0.1mm＜Hr≤0.3mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量4～8L/min；0.3mm＜Hr≤0.7mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光虚焦焊：焦点位置Z＝1.5mm，激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氩气流量6～12L/min；1mm＜Hr≤1.5mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率700～1400W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量：6～12L/min；1.8mm＜Hr≤2.4mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率1500～2000W，焊接速度43～50mm/s，氩气流量8～14L/min；其中，Hr为焊缝熔深。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对称定位2或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，当焊接时，对第一待焊接件对应的材料不锈钢1Cr18Ni9Ti和第二待焊接件对应的材料软磁合金Cr17NiTi进行焊接。优选地，在所述步骤2之后还包括如下步骤：-对点焊的焊点进行质量检查。优选地，还包括如下步骤：-对焊缝进行质量检查，具体为，通过2～5MPa氦检，保持5min不泄露或通过35MPa氦检，保持5min不泄露的焊缝密封性检查以及通过2MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s或通过35MPa进口检漏压力测试，阀门外漏率不大于1X10-7Pa.m3/s的氦检外漏测试。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术与激光连续实焦焊相比，解决了在焊接过程从稳定热导焊向深熔焊过渡的不稳定模式，有利于焊缝周向熔深的均匀性控制，满足不同熔深要求的焊缝焊接需求，同时焊缝质量满足Q/RJ71-2000II级要求，并通过相应的密封性和氦检外漏考核；2、本专利技术避免了未焊透、气孔、裂纹、收尾端弧坑凹陷及裂纹等缺陷产生的不同焦点位置的工艺参数，既保证焊缝熔深又确保周向熔深波动≤50％，同时保证焊缝密封性及强度，满足高、低压阀门使用需求；3、本专利技术在不同焦点位置，将调整激光功率阈值，增大合格熔深范围的有效激光功率窗口，提高焊缝合格率。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为本专利技术中阀门壳体和管嘴的焊接示意图；图2为本专利技术图1中Ⅰ部分的放大示意图；图3为本专利技术图1中Ⅱ部分的放大示意图；图4为本专利技术中在实焦焊时激光功率、焊接速度对焊缝熔深的影响示意图；图5为本专利技术中在离焦焊时激光功率、焊接速度对焊缝熔深的影响示意图；图6为本专利技术中在离焦焊Z＝1.5mm时激光功率、焊接速度对焊缝熔深的影响示意图；图7为本专利技术的步骤流程图。图中：1为壳体头部，对应材料为Cr17NiTi；2为进口焊接管嘴，对应材料为1Cr18Ni9Ti；3为壳体底部，对应材料为Cr17NiTi；4为出口管嘴，对应材料为1Cr18Ni9Ti。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，本专利技术提供的精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，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：对不同焊缝熔深，采用相对应焊接工艺参数进行焊接；步骤4：对焊缝收尾端能量衰减进行设置。本专利技术通过调整焦点位置，优化激光功率和焊接速度，探索合格的焊缝熔深和质量的工艺参数窗口，避免焊缝出现未焊透、裂纹、咬边、焊缝收尾端凹坑和裂纹产生，包括如下步骤：S1、优化焦点位置：研究焦点位置对激光阈值和焊接模式的影响，确定满足焊缝不同熔深需求的焦点位置工艺参数。S2、优化激光功率和焊接速度：在特定的焦点位置状态下，研究激光功率和焊接速度对焊缝熔深和质量的影响。S3、确定不同熔深需求的焊缝焊接工艺参数，通过模拟件、多批次产品适用论证，固化焊接参数。S4、优选焊缝收尾端激光功率衰减设置，避免焊缝收尾端凹坑及裂纹缺陷产生，保证焊缝密封性和外漏考核。所述步骤3具体为：0.1mm＜Hr≤0.3mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量4～8L/min；0.3mm＜Hr≤0.7mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光虚焦焊：焦点位置Z＝1.5mm，激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氩气流量6～12L/min；1mm＜Hr≤1.5mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，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：对不同焊缝熔深，采用相对应焊接工艺参数进行焊接；步骤4：对焊缝收尾端能量衰减进行设置。

【技术特征摘要】
1.一种精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，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：对不同焊缝熔深，采用相对应焊接工艺参数进行焊接；
步骤4：对焊缝收尾端能量衰减进行设置。
2.根据权利要求1所述的精确控制焊缝熔深的激光焊接方法，其特征在于，所述
步骤3具体为：
0.1mm＜Hr≤0.3mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激
光功率200～600W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量4～8L/min；
0.3mm＜Hr≤0.7mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光虚焦焊：焦点位置Z＝1.5mm，
激光功率600～900W，焊接速度20～30mm/s，氩气流量6～12L/min；
1mm＜Hr≤1.5mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激光
功率700～1400W，焊接速度30～50mm/s，氩气流量：6～12L/min；
1.8mm＜Hr≤2.4mm，对应的焊接工艺参数为：连续激光实焦焊：焦点位置Z＝0，激
光功率1500～2000W，焊接速度43～50mm/s，氩气流量8～14L/min；
其中，Hr为焊缝熔深。
3.根据权利要求1所述的精确控制焊缝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缝端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽敏，顾洪涛，王磊，田英超，周俊，张祎玲，林嘉伟，
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