【技术实现步骤摘要】
降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法及装置
本专利技术涉及一种降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法及装置，属于焊接加工
技术介绍
与整体冲压、铸造成形相比，焊接加工量小，生产周期短，耗材少，成本低。深海空间工作站及载人深潜器等领域所需钛合金均为大厚度板材，厚度往往超过40mm。从而优质高效的焊接工艺就成为深海潜水器制造的关键技术之一。截止目前，窄间隙激光填丝焊接技术在大厚度不锈钢、铝合金及高强钢等领域已有所突破，其利用激光填丝焊接热影响区狭窄的优点，通过激光参数与焊接工艺的优化、焊丝熔入机制调控等手段，已有效的解决了厚板侧壁熔合不良、焊接过程不稳定、密集型微小气孔聚集等缺陷。由于钛合金线膨胀系数较高、冷却速度慢等特点，再加上为提高焊接生产效率而设计的窄间隙坡口，导致焊后焊接接头变形较大与应力集中，导致后续装配困难。所以，开发一种降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的控制装置与方法极为重要，可以大幅降低应力集中并提高后续装备精度。随焊随冷技术通过在焊...
【技术保护点】
1.一种降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法，其特征在于，/n(1)焊前对钛合金进行酸洗以去除表面氧化膜和油污，酸洗后用清水冲洗并吹干；/n(2)加工坡口，坡口形式设置为Y形；/n(3)对钛合金进行装夹后进行随焊随冷激光填丝焊接，焊接过程采用激光前置、焊丝后置的方式，其中激光束(1)与填充焊丝送丝管(2)夹角为12°-18°，所述填充焊丝送丝管(2)与焊接试板坡口平面夹角为35°-45°；随焊随冷装置(4)与气体保护托罩(3)通过万向节安装在机器人臂上，并且保持同步行走模式；单侧随焊随冷装置(4)与焊缝中心距离为10mm，所述随焊随冷装置(4)距离焊接试板(5...
【技术特征摘要】
1.一种降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法，其特征在于，
(1)焊前对钛合金进行酸洗以去除表面氧化膜和油污，酸洗后用清水冲洗并吹干；
(2)加工坡口，坡口形式设置为Y形；
(3)对钛合金进行装夹后进行随焊随冷激光填丝焊接，焊接过程采用激光前置、焊丝后置的方式，其中激光束(1)与填充焊丝送丝管(2)夹角为12°-18°，所述填充焊丝送丝管(2)与焊接试板坡口平面夹角为35°-45°；随焊随冷装置(4)与气体保护托罩(3)通过万向节安装在机器人臂上，并且保持同步行走模式；单侧随焊随冷装置(4)与焊缝中心距离为10mm，所述随焊随冷装置(4)距离焊接试板(5)上表面5-8mm，焊接试板背部同样位置安装相同的随焊随冷装置(4)两件；
(4)重复步骤(3)，完成整条焊缝的单道多层焊接。
2.根据权利要求1所述的降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法，其特征在于，随焊随冷装置(4)内的液氮存储罐(7)是真空绝热结构，内部放置有液氮。
3.根据权利要求2所述的降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法，其特征在于，每个随焊随冷装置(4)上方安装有5个氦气连接通道，控制每个氦气连接通道的流量为15L/min，当氦气流经液氮存储罐(7)后，温度迅速降低到-30℃～-50℃，通过安装在随焊随冷装置下方的直径2mm的出气孔垂直喷射至焊接试板(5)上，作用在焊接试板(5)区域的直径为4mm，从而快速带走大量热量，减少热累计。
4.根据权利要求1所述的降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法，其特征在于，坡口角度为单边1°-2°，坡口根部间隙为3.0-3.5mm，保留4mm钝边，并预先保留有2.5°-3.5°反变形余量。
5.根据权利要求1所述的降低钛合金厚板窄间隙激光填丝焊接头应力和变形的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：方乃文，黄瑞生，徐锴，尹立孟，杨义成，陈玉华，邹吉鹏，谢吉林，曹浩，王刚，梁晓梅，武昭妤，马一鸣，徐楷晰，方迪生，宋南，武鹏博，
申请(专利权)人：哈尔滨焊接研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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