[发明专利]一种高能束流焊接方法

说明书

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种高能束流焊接方法，包括确定第一焊接件和第二焊接件；对第一焊接件与第二焊接件的焊接性进行分析，以及焊接性能需求进行分析；根据分析结果确定需要添加的焊接材料；将焊接材料制备在第一焊接件和第二焊接件的焊接面上；采用高能束流焊的方式将第一焊接件与第二焊接件焊接成型。本发明实现了焊缝成分精确调控，提高焊接结构产品的合格率，改善焊接接头性能；该种方式尤其适用于焊接结构性能的调控、异种材料焊接成分与性能匹配和焊接结构修复等技术领域。并且由于利用金属粉末喷涂方式，解决了部分填充材料成分灵活调控、难以制备丝材的问题；同时也克服了同步送粉方式对熔池的扰动造成的焊接缺陷(气孔、咬边)问题。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种高能束流焊接方法。

背景技术

焊接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。焊接方法有多种，高能束流焊接技术以高能量密度束流(电子束、激光、离子束等)为热源与材料作用，从而实现材料焊接。与传统焊接技术相比，高能束流焊接技术具有诸多优势。

激光和电子束焊接通常采用自熔焊方式，焊缝的成份无法调整，为了调整焊缝成份一般采用送丝方式或同步送粉方式。在进行实际焊接时，往往需要在焊接时添加焊接材料，一般采用送丝方式或同步送粉方式。然而需要焊接的焊接件有时属于同种材料的，也可能出现不同材料之间的焊接；因此由于焊接件材料的不同，其焊接时的添加材料也往往不同，添加的焊接材料会直接影响到焊缝的组织形态及成分，进一步还会影响焊接性能。且由于焊接件材料之间的组合千变万化，而现有的添加材料的种类是既定的，传统的送丝方式面临着原材料制备困难，许多材料无法制备成适于送丝系统的丝材；而同步送粉方式由于粉末由载气携带进入熔池，对熔池扰动严重，熔合比无法精确控制；因此难免会出现焊缝的成份无法调整，从而使得部分材料之间的焊接其添加材料不能符合要求。

并且由于高能束流焊接的材料填充方法通常为焊接丝材，但由于多组分合金化调控与丝材成形制备困难等原因，现有的材料填充方式难以灵活调控焊缝的合金成分，而同步送粉焊缝成分调整方式由于粉末由载气携带进入熔池，对熔池扰动严重，且熔合比无法精确控制使得高能束流焊接技术的材料适用性与结构应用领域受到较大限制。

发明内容

基于上述情况，本发明有必要提供一种高能束流焊接方法。

一种高能束流焊接方法，包括如下步骤：

(1)确定第一焊接件和第二焊接件；

(2)对第一焊接件与第二焊接件的焊接性进行分析，以及第一焊接件与第二焊接件的焊接性能需求进行分析；

(3)根据分析结果确定需要添加的焊接材料；

(4)将所述焊接材料制备在所述第一焊接件和第二焊接件的焊接面上；

(5)采用高能束流焊方式将所述第一焊接件与第二焊接件焊接成型。

进一步的，所述步骤(3)具体包括：根据所述步骤(2)的分析结果确定焊接材料的组成成分与成分配比；将所述组成成分制成粉末，并按照成分配比进行配置得到粉末焊接材料。

更进一步的，所述焊接材料的组成成分包括与第一焊接件相关的金属合金、与第二焊接件相关的金属合金和改性材料。

作为一种改进，所述步骤(4)具体采用冷喷涂的方式将所述焊接材料制备在所述第一焊接件与第二焊接件的焊接面上，形成金属涂层。

作为一种改进，在所述步骤(3)和步骤(4)之间还包括步骤(6)：

根据所述步骤(2)的分析结果确定熔合比，通过熔合比和熔化母材的截面积确定金属涂层熔化截面积，并进一步确定所述金属涂层的厚度。