激光辅助活性焊接方法技术

激光辅助活性焊接方法，其目的是在不使用活性剂的情况下增加焊接的熔深，首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后采用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。采用的激光束为小功率激光束，其功率范围为５～１００Ｗ。激光束熔化待焊焊道的熔深小于１ｍｍ，或等于１ｍｍ，熔宽小于２ｍｍ，或等于２ｍｍ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接方法，具体是用激光束加工进行焊接的一种方法。技术背景活性焊接法在TIG焊中应用较早，已经形成A-TIG焊的概念。A-TIG (Activating flux TIG)焊接法是在施焊板材的表面涂上一层很薄的活性剂，引 起焊接电弧收缩或熔池流态发生变化，可使熔深比常规TIG焊增加1~2倍。 Shanping Lu的研究发现使用混合气体也可以使TIG焊的熔深增加。以上方法 存在以下不足使用活性剂或者混合气体后得到的焊缝表面存在熔渣，表面成 型变差。熔渣的存在往往使后续的焊接工艺变得复杂，影响焊缝的使用性能， 甚至影响焊缝的耐腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种焊接方法，在不使用活性剂的情况下增加焊接的 熔深。本专利技术是一种活性焊接方法，首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道 表面，然后釆用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。本专利技术的有益之处在于焊缝中氧元素含量增加，使表面张力温度系数由 负变正是焊接熔深增加的主要原因，本专利技术首先使用激光東在氧气保护下熔化 待焊焊道表面，使焊缝表面的氧含量增加，进而使焊接熔深增加2~3倍，弥补 了单纯使用活性剂或者有氧气混合气体的不足。 附图说明图1是本专利技术的示意图，图2为小功率激光束熔化后的焊缝正面的宏观形 貌图，图3是激光束熔化待焊焊道表面后进行TIG焊接的焊缝形貌图，图4是 未预先釆用激光東熔化待焊焊道表面进行TIG焊的焊缝形貌图，图5是釆用激 光東熔化待焊焊道表面进行TIG焊后的焊缝形貌图，图6是未预先采用激光東 熔化待焊焊道表面进行激光焊的焊缝形貌图，图7是釆用激光東熔化待焊焊道表面后进行激光焊的焊缝形貌图。具体实施方式如图1所示，本专利技术是一种活性焊接方法，首先采用激光東在氧气保护下 熔化待焊焊道表面，然后用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。采用的 激光東为小功率激光東，其功率范围为5 100W。激光東熔化待焊焊道的熔深小于1mm，或等于1mm,熔宽小于2mm,或等于2mm。工艺参数如表1所 示表1小功率激光熔化的工艺参数离焦量w功率P速度V氧气流量Q喷嘴直径0 mm50 W6 mm/s20 L/min6 mm釆用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后釆用常规的焊接方法，常规的焊接方法是TIG焊焊接方法，或者是激光焊焊接方法。 实施例1釆用的材料为SUS304不锈钢，在焊前将焊道用砂纸仔细清理，首先釆用 50W的CO2激光東在氧气保护下熔化焊件表面，使焊缝表面的氧含量增加。为 了比较使用小功率激光和不使用小功率激光处理工艺的熔深变化，只熔化试样 的一半，如图1所示。小功率激光熔化的工艺参数如表1所示。然后使用常规 的TIG焊接，覆盖小功率激光预处理区，将小功率激光预处理区和非激光处理 区一次焊接完成，焊接参数如表2示。试验釆用自动氩弧焊装置，将氩弧焊焊 枪固定，工件置于可水平移动的工作平台上，这样可以保证在焊接过程中弧长 不发生变化，从而保证了焊接工艺过程的稳定性。横向切割激光预处理区和非 激光处理区的焊缝，制成试样后观察熔深、熔宽的变化。图2所示为小功率激光熔化后的焊缝正面的宏观形貌，由于激光功率小， 形成的焊缝非常窄，熔宽仅1mm,焊缝表面被氧化。图3所示为TIG焊接的结 果。由图可见，焊道在激光预处理区明显变窄，表面成形良好，有少量黑色的 点状氧化物，焊缝金属在小功率激光预处理区和非激光处理区的交界处明显堆 积。在相同的TIG焊接规范下，非激光处理区的熔深只有2 3mm，激光预处理区的熔深为10mm。如图4、图5所示，激光预处理区的熔宽比非激光处理区的熔宽明显减小，激光处理区的焊缝形状为指状。分析焊缝中的氧含量，没有经过小功率激光处理的焊缝氧含量为32ppm,经过小功率激光处理的焊缝氧含量 为128ppm，在材料的允许使用范围内。使用小功率激光处理后，焊缝的化学成分、接头力学性能如表3、表4所示， 满足相关标准要求。实施例2试验采用的材料为SUS 304不锈钢，试样尺寸为200mmx80mmx8mm,焊前将焊道用砂纸仔细清理。小功率激光处理的方法与实施例1的相同，釆用 常规C02激光焊覆盖小功率激光预处理区，常规C02激光焊接的参数如表5所 示。在相同的激光焊接规范下，激光处理区的熔深比非激光处理区的熔深增加 了 1mm。如图6、图7所示，激光处理区的焊缝顶部的熔宽比非激光处理区的 熔宽明显减小。分析焊缝中的氧含量，没有经过小功率激光处理的焊缝氧含量 为36ppm,经过小功率激光处理的焊缝氧含量为98ppm,在材料的允许使用范 围内。表2 TIG焊接参数<table>table see original document page 5</column></row><table>表5 激光焊接的工艺参数<table>table see original document page 5</column></row><table>权利要求1. ，其特征在于首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后采用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。2、 根据权利要求1所述的，其特征在于釆用的激光東为 小功率激光東，其功率范围为5~100W。3、 根据权利要求1所述的，其特征在于激光東熔化待焊 焊道的熔深小于1mm,或等于1mm,熔宽小于2mm,或等于2mm。4、 根据权利要求1所述的，其特征在于常规的焊接方法 是TIG焊焊接方法。5、 根据权利要求1所述的，其特征在于常规的焊接方法 是激光焊焊接方法。全文摘要，其目的是在不使用活性剂的情况下增加焊接的熔深，首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后采用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。采用的激光束为小功率激光束，其功率范围为5～100W。激光束熔化待焊焊道的熔深小于1mm，或等于1mm，熔宽小于2mm，或等于2mm。文档编号B23K9/235GK101254567SQ20071001774公开日2008年9月3日 申请日期2007年4月17日 优先权日2007年4月17日专利技术者燕 尹, 张瑞华, 张鹏林, 婕 沈 申请人:兰州理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光辅助活性焊接方法，其特征在于：首先采用激光束在氧气保护下熔化待焊焊道表面，然后采用常规的焊接方法，覆盖激光预处理的焊道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞华，尹燕，沈婕，张鹏林，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]