本发明专利技术提供可以在将焊接速度提高到20m/分钟左右的同时、焊道形状良好并且可以抑制气孔等焊接缺陷的焊接方法、以及使用了该焊接方法的制造焊接构件的方法。本发明专利技术提供的激光电弧复合焊接方法是将不锈钢、钛、或者钛合金的平板或制成管状的带状板的两个端部对焊的焊接方法，其特征在于，在对接部的焊接中，先进行激光焊接，后进行TIG电弧焊接，在将激光照射和电弧放电配置于同一焊接线上的同时进行焊接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将不锈钢、钛、或者钛合金对焊的焊接方法、以及利用该焊接方法制造焊接构件的方法。以下将以钛或者钛合金(以下将两者合并简称为“钛”。)为例举出进行说明，然而并不是限定于此的意思。
技术介绍
钛由于耐腐蚀性优异，因此在石油、化学工业、火力 原子能发电、海水的淡水化等工厂、或航天·航空器领域中，作为热交换器、或冷凝器使用。所述用途中，钛被作为焊接管、或将焊接管与管板焊接接合的构件等使用，特别是焊接管使用外径为12 60mm左右，板厚 为O. 3 2. 5_左右的构件。一般来说，钛管的焊接利用TIG电弧进行。TIG电弧焊接(钨极惰性气体保护电弧焊)具有可以获得良好的焊道形状等长处，然而另一方面，所述的O. 3 2. 5mm的板厚下的焊接速度虽然根据板厚而不同，然而大致上为9m/分钟左右(例如，在板厚为O. 5_的情况下为7m/分钟，板厚为I. 2mm时为2m/分钟)以下。与之不同，激光由于热源的能量密度高，因此熔深大，可以实现高速焊接，另外，激光焊接由于母材的总热量输入量小，焊接热影响部的宽度极窄，因此焊接金属的冷却速度变大，焊接部的性能(韧性等)也良好。但是，激光焊接中，如果产生贯穿板厚的小孔(keyhole)而不稳定地变动，就会产生向其附近的熔池中卷入气体的气流。一旦该卷入的气体成为气泡而原样不变地凝固，就会有容易在焊接部中产生气孔等焊接缺陷的情况。例如，专利文献I 4中，公开有如下的焊接方法，即，在发挥焊接速度快这样的激光焊接的长处的同时，还提高了焊接性、抑制了气孔等焊接缺陷。专利文献I中公开有使用了等离子体焊接和激光焊接的焊接方法。更具体来说，在借助等离子体焊炬的先行预热后，进行激光焊接，提高对焊性(熔深深度和焊道宽度)和焊接速度。专利文献2、3中，通过在进行高频预热后，进行激光焊接，来防止金属管内面的瘤状突起的产生、抑制气孔等焊接缺陷的产生。专利文献4中，在进行激光焊接时，通过向熔池照射2条激光束，来防止气孔或凝固破裂的产生。在先技术文献专利文献专利文献I :日本特表2008-502485号公报专利文献2 :日本特开2001-18081号公报专利文献3 :日本特开2001-287061号公报专利文献4 :日本特开平8-90265号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供焊接速度快、焊道形状良好、并且可以抑制气孔等焊接缺陷的焊接方法、以及使用了该焊接方法的制造焊接构件的方法。解决了上述问题的本专利技术的焊接方法是一种激光电弧复合焊接方法，对不锈钢、钛、或者钛合金的平板或制成管状的带状板的两个端部进行对焊，其特征在于，在对接部的焊接中，先进行激光焊接，后进行TIG电弧焊接，在将激光照射和电弧放电配置于同一焊接线上的同时进行焊接。优选所述激光焊接的激光的焦点位于被焊接构件的上方，并且以使向被焊接构件照射的激光束径为Imm以上的方式散焦。 优选在所述激光焊接中，照射在铅直方向与激光的夹角为10°以内的范围中向焊接进行方向倾斜的激光，或者铅直地照射激光，在所述TIG电弧焊接中，在铅直方向与焊炬的夹角为10 45°的范围中将焊炬的前端向焊接进行方向倾斜。优选所述激光焊接中的激光的照射位置与所述TIG电弧焊接中的电弧放电瞄准位置的间隔LA为3 7mm、在氩气中进行本专利技术的焊接、或者利用氩气进行所述TIG电弧焊接的焊炬保护(卜一 f '> 一> F )、后保护(7· 7夕一-> 一> F )、及背面保护(K V夕V一& K )等。此外，本专利技术的焊接方法中，还优选在所述激光焊接之前，进行借助TIG电弧的预热。在本专利技术中，还包括利用上述的任意一种焊接方法来制造平板或管状的对焊构件的方法。专利技术效果根据本专利技术，焊接速度被加快，焊道形状平滑而宽广，并且可以抑制气孔等焊接缺陷。附图说明图I是表示激光的焦点处于被焊接构件的表面时的小孔、以及气孔的生成的样子的概略图。图2是表示本专利技术的焊接方法的一例的图。图3(a)是表示被散焦了的激光的照射的样子的图，图3(b)是表示焦点距离和散焦量对照射激光直径造成的影响的曲线图。图4是表不板厚O. 5mm及I. 2mm时的激光束径与气孔产生的关系的图。图5A是观察焊接部的外观得到的光学显微镜照片。图5B是观察焊接部的剖面得到的光学显微镜照片。具体实施例方式本专利技术人等为了获得发挥出激光焊接和普遍用于钛管中的TIG电弧焊接的各自的长处的焊接方法，反复进行了研究。其结果是判明，在激光焊接与TIG电弧焊接的复合焊接中，如果在先进行激光焊接、后进行TIG电弧焊接地将激光照射和电弧放电配置于同一焊接线上的同时进行焊接，就可以达成上述目的。即，本专利技术中最大的特征在于后进行TIG电弧焊接这一点，通过使TIG焊炬角度为前进角，即，TIG焊炬的前端为从铅直向下方向朝向焊接进行方向倾斜的状态，焊道的宽度、光滑性就会变得良好。此外，后进行的TIG电弧焊接可以将因激光焊接而形成的熔池内的气泡排出。本专利技术的激光焊接中，优选以使激光的焦点位于被焊接构件的上方、并且向被焊接构件照射的激光束径(直径)力φ Him以上的方式散焦。如果进行激光焦点处于被焊接构件的表面的集中照射，则如图I所亍由小孔的不稳定的变动造成的气孔的产生就会变得明显，然而通过将激光散焦，就可以防止小孔的产生、或者使小孔变浅。对于进行了散焦的情况下的向被焊接构件照射的激光束径，只要是可以进行焊接，则越大越好。所以，更优选为φ .Imm以上。而且，为了即使增大向被焊接构件照射的激光束径也可以进行焊接，需要增大激光器功率。所述激光焊接中，优选照射在铅直方向与激光的夹角(以下称作“激光照射角”。)为10°以内的范围中向焊接进行方向倾斜的激光，或者铅直地照射激光，所述TIG电弧焊接中的焊炬在铅直方向与焊炬的夹角(以下称作“TIG焊炬角”。)为10 45°的范围中使焊炬的前端向焊接进行方向倾斜。如果激光照射角超过10°，则为了进行焊接就需要高·的激光器功率。另外，虽然激光照射角也可以是0° (即铅直地照射激光)，然而由于会有反射损伤(由反射光造成的激光头等的损伤)，因此最好超过0°。另外，由于TIG焊炬是在激光器后方相邻地设置，因此TIG焊炬角优选为10°以上。另一方面，TIG焊炬角优选为45°以下。如果TIG焊炬角超过45°，则熔深小，焊道宽度不规则地变宽，即焊接贡献、焊道形状变差。激光照射角的下限更优选为3°，进一步优选为4°，激光照射角的上限更优选为8°，进一步优选为7°。TIG焊炬角的下限更优选为15°，进一步优选为20°，TIG焊炬角的上限更优选为40°，进一步优选为35° (特别是30° )。所述激光焊接中的激光的照射位置与所述TIG电弧焊接中的电弧放电瞄准位置的间隔LA优选为3 7mm。通过将LA设为3mm以上，就不会有激光照射与TIG电弧放电冲突的情况，可以有效地发挥将两者并用所带来的效果。另一方面，如果LA过大，则无法充分地发挥后进行的TIG电弧焊接的效果，因此优选设为7mm以下。LA的下限更优选为4mm，LA的上限更优选为6mm,进一步优选为5mm。另外，本专利技术的焊接方法优选在氩气中进行焊接、或者利用氩气进行所述TIG电弧焊接的焊炬保护、后保护、及背面保护。通过在此种气氛中进行焊接或者进行保护，就可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：滨田猛，小桥泰三，石外伸也，松并正宽，铃木荣一，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，神钢特殊钢管株式会社，
类型：发明
国别省市：
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