基于光束扫描的铁或镍基材料激光MIG复合堆焊方法

摘要

基于光束扫描的铁或镍基材料激光MIG复合堆焊方法。目前MIG焊不能用于碳钢、不锈钢、镍基合金等金属材料的焊接，因此，在核电等高端设备的不锈钢、镍基合金焊接制造中，仍然大量采用焊接效率低的TIG填丝焊接方法。本发明方法包括：将沿一定轨迹扫描的激光束与惰性气体保护的MIG电弧复合进行铁基、镍基金属材料的焊接，合理匹配激光功率、扫描频率、激光摆幅可使被焊工件的激光扫描区域接近或达到熔化状态，由此实现对焊道轨迹的提前预热作用，激光束在垂直于焊接方向上可以沿圆形、椭圆形、矩形或锯齿形路径进行扫描，沿一定的轨迹摆动，进而实现焊接。本发明用于基于光束扫描的铁基或镍基材料激光-MIG复合堆焊。

主权项

一种基于光束扫描的铁或镍基材料激光MIG复合堆焊方法，其特征是：该方法包括：将沿一定轨迹扫描的激光束与惰性气体保护的MIG电弧复合进行铁基或镍基金属材料的焊接，合理匹配激光功率、扫描频率、激光摆幅可使被焊工件的激光扫描区域接近或达到熔化状态，由此实现对焊道轨迹的提前预热作用，激光束在垂直于焊接方向上可以沿圆形、椭圆形、矩形或锯齿形路径进行扫描，激光扫描功能靠集成在激光焊枪内部由电机驱动的一组或两组反射镜实现，反射镜可以在一定的频率范围内按照上述路径和一定的摆幅实现摆动，从而实现激光束在工件表面的扫描，进而实现焊接，复合方式采用旁轴复合，激光在前，电弧在后，光丝间距为1～10mm，所述的激光束可以沿圆形、椭圆形、矩形或锯齿形路径进行扫描，所述的激光功率≥500 W，所述的激光扫描频率在2～500 HZ，所述的激光束摆幅A在1/3B～B范围内，B为焊缝熔宽，所述的基于光束扫描的铁基或镍基材料激光MIG复合堆焊过程中焊接电流30～300A，焊接速度0.2～2.0 m/min，激光功率需要与焊接速度匹配，所述的激光功率≥500W，与焊接速度匹配后确保堆焊工件表面激光扫描区域接近或达到熔化状态，以达到对堆焊焊道轨迹的预热目的，从而实现熔池金属在预热区域的良好铺展，所述的惰性气体为工业氩气或工业氦气，所述的MIG电弧为短路过渡、颗粒过渡、脉冲过渡方式的普通MIG电弧，所述的激光器可为：YAG激光器、碟型激光器、光纤激光器、半导体激光器或CO₂激光器。