[发明专利]中厚钢板的激光焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料焊接技术领域，特别是一种中厚钢板的激光焊接方法。

背景技术

随着焊接技术的高速发展，焊接技术在近几年得到了长足的发展。而对于中厚板的焊接方法，主要经历了三个发展阶段：手工弧焊、自动弧焊、自动高能束焊。手工弧焊主要为手工电弧焊，其焊接速度慢，效率低，工作强度大，焊接环境差，焊缝质量与焊工的技能有关，目前只在小型工件及不能实现自动化焊接的领域应用；自动弧焊方法的代表是埋弧焊，其解决了手工电弧焊焊接效率低的缺点，但其焊接变形大且不均匀，工件受焊接位置的制约，主要在大型结构件中较为普遍使用；自动高能束焊主要有真空电子束焊和激光焊，真空电子束焊焊接质量好，速度快，变形小，但是其受到真空室的限制，不适用于大型结构件；激光焊是近几年刚刚发展起来的焊接方法，其不仅具有真空电子束焊的全部优点，且具有柔性好和不受真空室限制的特点，故可焊接包括大型复杂结构件在内的绝大多数焊接件。

随着激光焊接技术的发展，激光焊接已经广泛应用于航天、汽车、精密焊接等领域。但目前使用的激光焊接器的功率大多低于5KW，焊接厚度一般小于5mm。对于厚度为5至18mm的中厚钢板，不能实现一次性焊接完成，而且焊缝不能达到设计要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种中厚钢板的激光焊接方法，以期实现对中厚钢板的焊接，提高焊接效率，提高焊缝质量。

本发明采取的技术方案是：

一种中厚钢板的激光焊接方法，所述中厚钢板的厚度为5至18mm，其特征是，包括如下步骤：第一步：将待焊接钢板加工至所需尺寸，在待焊接部位加工坡口；第二步：组装待焊接钢板，使组装后钢板的坡口形成I型焊缝；第三步：将组装后的钢板固定在焊接台架上；第四步：用激光焊接器对钢板的I型焊缝进行焊接，直至焊透。

进一步，所述第四步中，所述激光焊接将5至18mm厚度的钢板一次熔透。

进一步，所述第四步中，所述激光器对所述钢板的I型焊缝的焊接过程为全位置焊接。

进一步，所述激光焊接器为光纤激光焊接器，激光束的功率为3KW至15.2KW，离焦量为-40mm至40mm。

本发明的有益效果是：

（1）用激光焊接器一次焊接成形5-18mm厚度焊缝，大幅提高了焊接速度，焊接收缩仅为0.1-0.8mm；

（2）焊后焊缝强度、韧性、化学成分等指标均达到或优于传统填充焊接材料的弧焊焊接工艺。

附图说明

附图1是两块典型对接钢板的安装示意图；

附图2是两块典型角接钢板的安装示意图；

附图3是本发明的流程图。

附图中的标号分别为：

1．钢板；                2．钢板；

3．I型焊缝；            S1-S4．流程图步骤。

具体实施方式

下面结合附图对本发明中厚钢板的激光焊接方法的具体实施方式作详细说明。

参见附图1、2、3，中厚钢板的厚度为5-18mm，要将两块钢板1、2进行对接或角接成如图的典型成品，其焊接方法如下：

第一步：将待焊接钢板1、2加工至所需尺寸，在待焊接部位加工坡口（图中步骤S1），可根据待焊接钢板的不同情况，设计坡口的不同对接或角接接头形式（如台阶接头、斜对接接头、锁底自对中接头等）。

第二步：组装待焊接钢板1、2，使组装后钢板的坡口形成I型焊缝3（图中步骤S2）。I型焊缝的宽度大小可根据钢板的尺寸对应于不同的钢板尺寸。组装待焊钢板时，可选择合适的工装。

第三步：将组装后的钢板1、2固定在焊接台架上（图中步骤S3）。

第四步：用激光焊接器对钢板的I型焊缝3进行一次性焊接，直至焊透（图中步骤S4）。激光焊接器可选为光纤激光焊接器，激光束的功率为3KW至15.2KW，离焦量为-40mm至40mm。

用激光焊一次性焊接上述焊缝至焊透，焊接位置为任意位置，激光入射线与工件的角度、焊接方向不限，实现全位置焊接，焊接时只要为I形坡口则工件的相对角度不限；用高功率激光焊接器一次焊接成形5-18mm厚度焊缝，焊接速度不限，可大幅提高焊接速度，可不添加填充丝，焊接收缩仅为0.1-0.8mm，且焊缝强度、韧性、化学成分等指标均达到或好于传统填充焊接材料的弧焊焊接工艺。另外，也可根据工艺需要增加定位焊缝和修饰焊缝，也可根据需要分多段完成。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。