一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法技术

本申请涉及一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，本发明专利技术是针对核电设备上的异种金属进行窄间隙双丝激光焊接，包括以下步骤，S1:在SA508的一侧堆焊阻隔层；S2：设置窄间隙坡口；S3：对待焊的工件进行打磨和清理并定位；S4：调节双丝与激光束和保护气与激光束的空间位置；S5：设置好两种焊丝、保护气以及激光束的焊接参数；S6：打开激光器，进行激光焊接。本发明专利技术采用窄间隙的坡口形式，避免了传统焊接坡口大造成多层多道、热影响区大的缺陷；同时采用双丝焊接，不仅消除由于不锈钢焊丝焊接造成在SA508母材侧发生C迁移的缺陷，还通过调控两种焊丝的配比，使得焊缝兼顾抗液化裂纹、应力腐蚀裂纹和高温失塑裂纹的能力，实现两种金属的高效连接。高效连接。高效连接。

【技术实现步骤摘要】
一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法


[0001]本申请属于异种金属焊接
，尤其是涉及一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法。

技术介绍

[0002]反应堆压力容器是核反应堆的关键部位，目前用于压力容器的材料主要是低合金铁素体钢SA508和奥氏体不锈钢316L，如何实现两种金属的高效连接，是目前需要解决的一大难题。
[0003]针对异种金属的连接，传统的焊接往往采用大角度坡口，造成焊接过程中填入的材料较多，同时焊接时采用多层多道焊接，焊接应力大，焊接工件变形大，热影响区宽，降低焊接接头的塑韧性；
[0004]对于SA508和316L异种金属焊接，多数采用单丝激光焊接，填充焊丝通常采用镍基合金焊丝或不锈钢焊丝，针对这两种金属的焊接，采用不锈钢焊丝，会导致C元素从SA508母材向焊缝迁移，导致在SA508母材一侧形成贫碳区，从而降低焊接接头的强度和塑性。
[0005]中国专利CN111299834A公开了一种316LN和GH4169异种材料厚板的激光窄间隙焊接方法，该方法通过设计窄间隙坡口结构型式，调节激光填丝焊接工艺参数，控制送丝量，使焊接工艺适应每层的坡口深度以及坡口宽度，使得每层焊缝成形良好，从而逐层实现奥氏体不锈钢与高温合金异种材料厚板的有效连接。但是，该方法采用单丝填充焊，在两种材料成分相差较大时，不能调控焊缝成分以造成出现裂纹等缺陷；同时，该方法采用的是摆动激光焊接，相比较常规激光焊接，增加焊接成本。
[0006]中国专利CN105269153A公开了一种用于厚板多道填丝激光焊接的焊丝的焊丝及其焊接方法，该方法利用激光的的光发射特性，通过改变焊丝端面的几何外形，如本方法的焊丝截面为正三角形且底边为弧边，使得在焊接过程中侧壁母材能够合理地被激光熔化；其次是改变焊丝与焊缝的接触方式来确保母材侧壁的熔合线；但是，该方法采用特定截面的焊丝和调整焊丝与焊缝的接触方式，所需焊丝和加工成本明显增加，同时采用单焊丝焊接，针对异种材料焊接，无法调控焊缝的成分以改善焊缝组织。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是：为解决现有技术中的不足，从而提供一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，采用窄间隙焊接技术，至少解决现有针对核电异种金属焊接时，存在的C迁移和出现液化裂纹、应力腐蚀裂纹和高温失塑裂纹等问题之一，具有焊接效率高，焊材消耗少及热输入低等优势，同时随着板厚的增加，窄间隙焊接优势愈加明显。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，包括以下步骤：
[0010]S1：在低碳金属的一侧采用激光焊接堆焊阻隔层，所述焊丝为镍基合金焊丝；
[0011]S2：设计并加工出窄间隙坡口；
[0012]S3：对待焊的工件进行打磨和清理，并将待焊工件在工作台上进行定位，同时选择两种焊丝，分别为镍基合金焊丝和不锈钢焊丝；
[0013]S4：调节双丝与激光束和保护气与激光束的空间位置，其中焊丝位于激光束的前方，与焊接运动方向一致，保护气吹出位于激光束的后方，同时保证焊丝距坡口两侧壁的间距一致；
[0014]S5：设置好两种焊丝、保护气以及激光束的焊接参数，焊接参数包括：送丝速度、光丝间距、焊丝伸出长度、焊接速度、激光功率、离焦量、保护气气流量；
[0015]S6：打开激光器，启动激光焊接系统，进行激光焊接。
[0016]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，所述激光光源的类型包括：CO2激光器、YAG激光器、光纤激光器。
[0017]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，所述激光功率不小于6KW。
[0018]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，所述保护气采用纯度为99.9％的高纯氩气。
[0019]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，在S4中，所述焊丝设置有两根，两根所述焊丝位于激光束运动前方，且并列分布在窄间隙坡口的两个侧壁之间。
[0020]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，焊接时，由激光束输出热源，两根焊丝同时送入熔池，在激光束的作用下熔化进入熔池，对窄间隙坡口进行单层单道焊接。
[0021]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，异种金属分别设置为SA508和316L，两根焊丝分别采用镍基合金焊丝和不锈钢焊丝，同时根据焊接的需求分别调控两种焊丝的直径和送丝速度。
[0022]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，两根所述焊丝和坡口两侧壁的间距相等。
[0023]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，两根所述焊丝的送丝速度设置为1m/min
‑
5m/min，采用直径为0.9mm
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1.2mm的焊丝进行焊接。
[0024]优选地，本专利技术的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，用于产生所述激光束的热源的功率设置为1000W
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6000W，离焦量为0
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80mm，焊接速度为0.6m/min
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1.2m/min。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术针对核电异种金属窄间隙双丝激光焊接，激光种类也可以是CO2激光器、YAG激光器，不局限激光器种类；
[0027](2)针对SA508与316L异种焊接，本专利技术采用窄间隙的坡口形式，避免了传统焊接坡口大造成多层多道、热影响区大的缺陷；
[0028](3)本专利技术采用双丝焊接(镍基合金焊丝和不锈钢焊丝)，不仅消除由于不锈钢焊丝焊接造成在SA508母材侧发生C迁移的缺陷，同时，通过调控两种焊丝的配比，可以使得焊缝同时兼顾抗液化裂纹、应力腐蚀裂纹和高温失塑裂纹的能力，实现两种金属的高效连接。
附图说明
[0029]下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。
[0030]图1是本申请实施例的焊接步骤流程示意图；
[0031]图2是本申请实施例的焊接部件位置关系示意图；
[0032]图3是本申请实施例的待焊接工件的焊接坡口结构示意图。
[0033]图中的附图标记为：
[0034]焊接工件1；
[0035]激光束2；
[0036]双丝送丝机构3；
[0037]保护气4。
具体实施方式
[0038]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在低碳金属的一侧采用激光焊接堆焊阻隔层，使用镍基合金焊丝；S2：设计并加工出窄间隙坡口；S3：对待焊的工件进行打磨和清理，并将待焊工件在工作台上进行定位，同时选择两种焊丝，分别为镍基合金焊丝和不锈钢焊丝；S4：调节双丝与激光束和保护气与激光束的空间位置，其中焊丝位于激光束的前方，与焊接运动方向一致，保护气吹出位于激光束的后方，同时保证焊丝距坡口两侧壁的间距一致；S5：设置好两种焊丝、保护气以及激光束的焊接参数，焊接参数包括：送丝速度、光丝间距、焊丝伸出长度、焊接速度、激光功率、离焦量、保护气气流量；S6：打开激光器，启动激光焊接系统，进行激光焊接。2.根据权利要求1所述的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，其特征在于，所述激光光源的类型包括：CO2激光器、YAG激光器、光纤激光器。3.根据权利要求2所述的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，其特征在于，所述激光功率不小于6KW。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，其特征在于，所述保护气采用纯度为99.9％的高纯氩气。5.根据权利要求4所述的一种窄间隙异种金属双丝激光焊接方法，其特征在于，在S4中，所述焊丝设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆传万，冯杰才，沈裕航，王星，李诚，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：