[发明专利]一种高级别管线钢的激光‑电弧复合焊接方法

权利要求书

1.一种高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、焊丝选择，选择与焊件的母材成份相近的焊丝；

步骤二、坡口加工，在焊件的待焊部位加工出带钝边的坡口，坡口的钝边厚度为1～8mm，坡口的形状为I型、U型、X型、Y型或复合型，其中X型和Y型坡口的角度范围为5°～60°；

步骤三、设备参数设定及焊接机器人编程，焊丝的干伸长设置为10～25mm，光丝间距设置为0～5mm，离焦量设置为-5～10mm，送丝速度设置0.5～22m/min，激光功率设置为0.2～10kW，焊接电流设置为20～500A，焊接速度设置为0.3～6m/min，并依据焊接路径、焊接次序和焊接方向编写机器人复合焊程序并示教目标点；

步骤四、焊前准备，使用夹具将焊件装夹固定，并对焊件进行打磨清理；

步骤五、激光-电弧复合焊接，焊接时保持激光沿焊接方向位于电弧的前方，激光与焊件表面的垂线之间的夹角设置为0°～30°，电弧与焊件表面的垂线之间的夹角设置为0°～45°，激光和电弧同步加热焊件的待焊部位，成型。

2.根据权利要求1所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，焊接时，向焊接部位输送保护气，保护气为氩气、氦气或者氩氦混合气，气流量大小15～35L/min。

3.根据权利要求1所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，焊接时，采用多层多道焊接方式，层间温度设置为100～150℃。

4.根据权利要求3所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，每道焊接完成后对层间焊缝进行清理。

5.根据权利要求3所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，多层多道焊分别为打底焊、填充焊和盖面焊，其中，打底焊的激光功率为3～10kW，焊接电流为130～300A，焊接速度为0.8～3m/min；填充焊的激光功率为1～8kW，焊接电流为180～270A，焊接速度为0.3～3m/min；盖面焊的激光功率为1～8kW，焊接电流为250～350A，焊接速度为0.3～3m/min。

6.根据权利要求1所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤四中，对焊件的坡口周围20mm的范围进行打磨清理，直到露出金属光泽。

7.根据权利要求1所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤四中，采用刚性固定、反变形固定或者刚性固定结合反变形固定的方式对焊件装夹固定，其中反变形角度设置为2°～10°。

8.根据权利要求1所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，焊件厚度在5mm以下时，采用单面焊双面成型方式焊接，所述坡口为I型或Y型，所述钝边厚度为1～3mm；焊件厚度为5mm至10mm之间时，所述坡口为Y型，所述钝边厚度为3～5mm；焊件厚度为10mm以上时，采用单面焊双面成型或双面焊方式焊接，所述坡口为U型、X型、Y型或复合坡口，所述钝边厚度为3～8mm。

9.根据权利要求1所述的高级别管线钢的激光-电弧复合焊接方法，其特征在于，步骤五中，焊接时激光与焊件表面的垂线之间的夹角为5°，电弧与焊件表面的垂线之间的夹角为35°。