一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法

摘要

本发明涉及一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法，是针对薄不锈钢复合板的结构特征，碳素钢外包覆不锈钢板，薄且面积大，具有弹性，给双面焊接造成了很大困难，采用激光焊接法，先对薄不锈钢板进行预处理，平整安装，配制焊粉，氩气保护，用计算机程序控制焊粉给量及激光束强度，使薄不锈钢复合板的焊接成为可能，此焊接方法工艺先进，数据翔实准确，安全稳定可靠，焊接质量高，腐蚀性能好，焊接强度高，焊缝的平均抗拉强度达450.9MPa，为母材的98.2％，填补了薄不锈钢复合板的焊接空白，是十分理想的薄不锈钢复合板的激光焊接方法。

主权项

1.一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：薄不锈钢复合板、铬镍合金粉、乙醇、氩气、砂纸、研磨膏，其组合用量如下：以毫米、克、毫升、厘米³为计量单位薄不锈钢复合板：200mm×80mm×1mm  2块中间碳素钢板厚度0.8mm包覆层不锈钢板单面厚度0.1mm铬镍合金粉：  500g±10g成分组成：铬  Cr  36-37%乙醇：C₂H₆O 1000ml±10ml氩气：Ar 10000cm³±100cm³砂纸：300mm×200mm×1mm，400目 2张研磨膏：Ф50mm×100mm，800目 1块激光焊接方法如下：(1)精选化学物质材料对激光焊接使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：薄不锈钢复合板：固态板形铬镍合金粉：固态粉体乙醇：液态液体  99.99%氩气：气态气体  99.99%砂纸：固态纸状研磨膏：固态固体(2)Cr、Ni粉末配制计算利用杠杆定律，填充材料在舍弗勒图中位置，得出铬当量Cr_eq和镍当量Ni_eq分别为36-37%和16-17%；(3)预处理薄不锈钢复合板①薄不锈钢复合板厚度为1mm，中间碳素钢板厚度为0.8mm，单面不锈钢包覆层厚度为0.1mm；②被焊接薄不锈钢复合板为两块，尺寸、规格一样，呈矩形板状；③将被焊接薄不锈钢复合板用夹具分别固定，确定被焊接部位，两块板之间留有间隙0.1-0.2mm；④被焊接板材固定后，用乙醇清洗被焊表面污渍，然后晾干；(4)预处理铬镍合金粉①将铬镍合金粉置于球磨机中，进行球磨，转速200r/min，球磨300min后用300目筛网过筛，反复进行，细粉颗粒直径≤0.05mm；②将研磨后的铬镍合金粉置于干燥箱内干燥，干燥温度110℃±2℃，干燥时间240min±5min；(5)激光焊接薄不锈钢复合板薄不锈钢复合板的焊接是在激光焊接机上进行的，是在激光束照射、送粉器送粉、氩气保护下完成的，激光束照射输出功率、送粉量、焊接速度均是由计算机程序控制完成的；①将工作平板置于激光焊接机的工作台上并固定；将被焊接的薄不锈钢复合板分左右对称安装在工作平板上，正面向上，两被焊接的薄不锈钢复合板平行对齐，平行度≤20μm，中间间隙为0.1-0.2mm，然后用夹具螺栓固定；②将盛有焊粉的送粉器的送粉头对准被焊接部位；③将氩气管对准被焊接部位；④将激光器的激光束垂直对准被焊接部位；⑤开启送粉器调控器，向被焊接部位输送焊粉，送粉量由激光焊接机的送粉调控器程序控制，送粉速率为25-30g/min；⑥开启氩气阀，向被焊接部位输送氩气，氩气输送速度为600cm³/min；⑦开启激光器，激光束对准被焊接部位进行激光焊接，激光束光斑直径0.1mm、离焦量+1mm、脉冲频率30Hz、电压80V，焊接速度5mm/s；⑧焊接结束后，关闭激光器、送粉器、氩气阀，使其自然冷却至25℃；⑨将被焊接薄不锈钢复合板拆下，重新安装不锈钢复合板，反面向上，用同一工艺流程焊接反面；⑩焊接完成后，关闭激光器、送粉器、氩气阀，使其自然冷却至25℃，然后拆下薄不锈钢复合板；(6)清理薄不锈钢复合板焊缝表面将焊接后的薄不锈钢复合板置于平板上，用400目砂纸打磨焊接表面，消除焊瘤，使其平整；(7)清洗将焊接并清理的薄不锈钢复合板用乙醇擦洗，使其洁净；(8)低温回火将焊接清理后的薄不锈钢复合板置于低温回火炉中，进行回火处理，回火温度150℃±2℃，回火时间60min±5min；(9)表面清理对低温回火后的薄不锈钢复合板用400目砂纸打磨，然后用800目研磨膏研磨，使表面光洁；(10)清洗将打磨、研磨后的不锈钢复合板用乙醇擦洗，使其洁净；(11)检测、分析、表征对激光焊接后的薄不锈钢复合板的金相组织、耐腐蚀性能、抗拉强度、延伸率、显微硬度进行检测、分析、表征；用光学显微镜对焊缝的微观组织进行观察分析；用硫酸-硫酸铜溶液对焊缝进行晶间腐蚀试验；用电化学腐蚀设备对焊缝的耐腐蚀性能进行测试分析；用显微硬度仪对焊缝的硬度进行测试分析；用拉伸试验机对焊缝的抗拉强度进行测试；结论：薄不锈钢复合板激光焊接后焊缝平整、牢固，接近母材的耐腐蚀性，抗拉强度为450.9MPa，为母材的98.2%。