[发明专利]一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及激光填丝焊技术领域，具体为一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺。

背景技术

316LN为低C含N的300系列奥氏体不锈钢，这种钢不仅有很好的塑性，而且还有很高的抗腐蚀性。对于一般的奥氏体不锈钢来说，在固溶处理的条件下都是低强度的材料，只有通过后续的冷加工过程才可以强化。如果后续的变形过大,这些钢的一部分就会形成形变诱导马氏体，从而具有磁性。但是N合金化的316LN奥氏体不锈钢即使经过固溶处理之后也有很高的强度，而且经过后续大变形也不会形变诱导马氏体，说明这种钢是完全没有磁性的。加入了N，Mn合金元素后表现出良好的韧性、耐磨性、抗腐蚀性、抗疲劳性。目前这种钢在核聚变领域具有广阔的前景,国际热核聚变实验堆主机部分就大量运用该种不锈钢材料，未来的中国聚变工程实验堆主机部分该材料也会广泛使用。然而，N的加入，同时也加剧了316LN的热变形难度，焊接难度相比于316L相比也提高了很多，焊接过程容易出现热裂纹，影响焊接接头性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺，其特征在于：首先选用带钝边的V型焊接材料对接焊缝，所述焊接材料钝边间隙为0-0.3mm，钝边深度为4.8-5.0mm，钝边尺寸为1.8-2.2mm，顶端坡口尺寸3.0-4.0mm；然后采用激光填热丝焊工艺依次进行多层打底焊、填充焊、盖面焊，每层焊前用丙酮清洗焊缝，层间修补采用砂轮片打磨，每层厚度＜3mm，其中：打底焊激光功率为3.4-3.6KW，正离焦为3-5mm，焊接速度90-120cm/min,送丝速度100-150cm/min,热丝电流为60-100A,热丝电压为6-8V；填充焊激光功率为3.7-3.9KW，正离焦为25-30mm，焊接速度140-160cm/min,送丝速度400-450cm/min,送丝电流为200A-250A,热丝电压为6-8V；盖面焊激光功率为3.8-4.0KW，正离焦为45-50mm，焊接速度60-80cm/min,送丝速度320-350cm/min,送丝电流为200-250A，热丝电压为6-8V。

所述的一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺，其特征在于：采用激光填热丝焊工艺依次进行打底焊、填充焊、盖面焊时，送丝角度为40°±2°，激光束角度为垂直方向偏离7-10°，保护气Ar流量为10-20L/min。

所述的一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺，其特征在于：采用激光填热丝焊工艺进行焊接时，选用牌号为1.4455、直径为1.2mm的焊丝。

本发明能有效的控制焊接变形，避免热裂纹，接头力学性能好，本发明具有如下优势： 

1、发明的该焊接工艺实现了316LN不锈钢厚板的窄间隙激光焊接，焊接过程稳定。

2、焊接功率密度高、能量集中、热输入量小、焊缝窄、变形小，得到光滑美观的焊缝。

3、通过X射线检测内部无缺陷，力学性能检测结果良好。

附图说明

图1为本发明实例的坡口形状及焊层分布示意图。

具体实施方式

一种316LN厚板的窄间隙激光填热丝焊接工艺，首先选用带钝边的V型焊接材料对接焊缝，焊接材料钝边间隙为0-0.3mm，钝边深度为4.8-5.0mm，钝边尺寸为1.8-2.2mm，顶端坡口尺寸3.0-4.0mm；然后采用激光填热丝焊工艺依次进行多层打底焊、填充焊、盖面焊，每层焊前用丙酮清洗焊缝，层间修补采用砂轮片打磨，每层厚度＜3mm；其中：打底焊激光功率为3.4-3.6KW，正离焦为3-5mm，焊接速度90-120cm/min,送丝速度100-150cm/min,热丝电流为60-100A,热丝电压为6-8V；填充焊激光功率为3.7-3.9KW，正离焦为25-30mm，焊接速度140-160cm/min,送丝速度400-450cm/min,送丝电流为200A-250A,热丝电压为6-8V；盖面焊激光功率为3.8-4.0KW，正离焦为45-50mm，焊接速度60-80cm/min,送丝速度320-350cm/min,送丝电流为200-250A，热丝电压为6-8V。

采用激光填热丝焊工艺依次进行打底焊、填充焊、盖面焊时，送丝角度为40°±2°，激光束角度为垂直方向偏离7-10°，保护气Ar流量为10-20L/min。