一种基于预制焊材的窄间隙激光扫描多层自熔焊接方法

摘要

一种基于预制焊材的窄间隙激光扫描多层自熔焊接方法。本发明属于激光加工技术领域，具体涉及一种基于预制焊材的窄间隙激光扫描焊接方法。本发明是为了解决厚板焊接过程中存在的填丝困难及熔滴过渡不稳定的问题。提供一种基于预制填充层的窄间隙激光扫描多层自熔焊接方法，将激光扫描焊接技术与窄间隙多层填充焊巧妙结合，使厚板结构件激光填丝多层焊接转变为激光自熔多层焊方式，可以做到精确控制窄间隙坡口中焊缝的单层填充高度，由于预制填充层可防止焊缝收缩，可以进一步减小焊接变形，极大简化厚板焊接过程，极高焊接效率和焊缝质量。本发明适用于不同厚度薄板或厚板的窄间隙激光焊接。

主权项

一种基于预制焊材的窄间隙激光扫描多层自熔焊接方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、加工坡口：在两个待焊厚板之间加工出带有钝边的U型坡口或V型坡口，钝边厚度为t，U型坡口或V型坡口内为多层预制填充层，控制单层预制填充层的高度d与钝边厚度t相等，所述的U型坡口的宽度D呈台阶状分布，D随预制填充层的层数的递增而增加，逐层之间坡口宽度D的增加量ΔD＝D₂‑D₁，其中D₁为初始坡口宽度，D₂为第二坡口宽度，控制ΔD为0.5mm～2mm，控制初始坡口宽度D₁为2mm～4mm；所述的V型坡口的宽度D随预制填充层的层数的递增而呈直线增加，逐层之间坡口宽度D的增加量ΔD＝D₂‑D₁，其中D₁为初始坡口宽度，D₁＝初始坡口所在等腰梯形上底边长，D₂为第二坡口宽度，D₂＝第二坡口所在等腰梯形上底边长，控制ΔD为0.5mm～2mm，控制初始坡口宽度D₁为2mm～4mm，控制V型坡口的角度θ为6°～12°；二、固定：将两个待焊厚板置于支架上，通过支架来固定支撑；三、打底焊：通过激光自熔焊进行打底焊，所述的激光自熔焊过程为：采用单轴或双轴的扫描振镜对激光器产生并经光纤传输的激光束进行整形，使激光束以不同摆动方式进行摆动，在保持溶深的一致情况下，增加激光束的作用区域开始焊接，在进行打底焊之前，先用激光扫描点焊的方式将坡口钝边金属进行固定；四、逐层激光扫描缝合焊接：在焊接过程中，采用视觉检测系统实时检测坡口的宽度，识别坡口或预制填充层边缘，进而确定焊缝中心，使激光束在焊缝中心两侧坡口之间来回摆动扫描来熔化预制填充层实现逐层激光扫描缝合焊接；所述的激光束的扫描宽度大于每层预制填充层的宽度，每层焊缝的熔深大于单层预制填充层的高度d，其中预制填充层边缘与坡口侧壁之间的配合方式为过渡配合或无间隙配合，在逐层激光扫描缝合焊接之前，逐层对每层的预制填充层进行固定，点焊时相邻激光扫描定位焊点的间距为100mm～200mm；五、盖面焊：在进行最后一层激光扫描盖面焊时，所使用的预制填充层的高度d₁＝d+1mm，其中d为单层预制填充层的高度。