[发明专利]哈氏合金超薄板的焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及哈氏合金焊接领域，特别涉及一种哈氏合金超薄板的焊接工艺。

背景技术

作为镍基合金的一种，哈氏合金有耐腐蚀性好，耐高温高压等优点，具有较高的强度和韧性，在国并已经广泛应用与石油、化工、环保、航空航天和核工业等诸多领域，且主要用于铁基Cr-Ni或Cr-Ni-Mo不锈钢，非金属材料等无法使用的强腐蚀性介质场合。虽然哈氏合金本身属于镍基合金，但它们又不同于一般的纯镍(Ni200)和Monel合金，它以铬钼作为主要的合金元素，旨在提高对各种介质和温度的适应能力，并针对不同行业应用进行了专门的优化。

就化工行业来说，目前发展迅速且在实际生产过程中普遍追求高产能，不断的完善和改进工艺，用提高温度和压力等催化条件的方法来加快反应速度。这样，就容易造成生产过程中难以预料的情况，造成器械的非计划内检修。Hastelloy alloy（哈氏合金）正是为了满足这样的一种需求，适应于各种无法预计的恶劣环境，将非计划检修降到最低。而且，该合金还具有良好的加工焊接性能，便于现场维修。

众所周知，如果一种合金材料不具备优良的焊接性，那么它即使性能再好，也很难在实际应用中发挥作用。在实际应用中，哈氏合金多是以薄壁车套管的方式存在，其焊接以及焊缝区域的性能问题就成为影响产品工作寿命的关键因素。因此，能否解决其焊接问题，就成了哈氏合金在实际应用过程中的关键问题之一。哈氏合金的焊接经验和相关资料在国内外不多，这就要求我们通过大量的试验来改进其在焊接过程中所遇到的问题并进行改进。

采用传统的手工焊接时，焊接过程中存在很多的不确定性，容易造成如热影响区大、变形大，易被氧化、焊穿等缺点，造成焊缝区域抗腐蚀性能与表面酎磨性能的下降，从而严重影响了哈氏合金整体工件的使用寿命。这就要求许多焊接工作必须由熟练的工作人员来操作才能达到要求，并且实际操作过程中的效率也不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种哈氏合金超薄板的焊接工艺，解决了现有技术中存在的焊接过程中的不确定性，容易造成如热影响区大、变形大，易被氧化、焊穿等问题。本发明采用激光焊接方式，具有高功率密度、大熔深、高速度、窄焊道以及较小的热影响区。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

哈氏合金超薄板的焊接工艺，利用激光焊接装置对哈氏合金超薄板进行焊接，所述激光焊接装置包括固体脉冲激光器、激光柔性传输光路、激光头、工业机器人，所述激光头安装在所述工业机器人上，且通过激光柔性传输光路连接所述固体脉冲激光器，激光头的内部设有聚焦透镜和视频监测系统，且激光束的聚集光斑圆心与视频监测系统中的十字线中心同轴；焊接工艺包括以下步骤，

101、对焊口进行修磨处理，使焊口材料露出金属光泽，然后对焊口进行清洗并吹干，除去材料表面存在的高熔点温度的氧化膜以及存在的油脂、粉尘；

102、通过工业机器人的控制系统和传动机构，对激光头进行精确定位，使激光头中的视频监测系统的十字线中心与工件对缝保持在同一条线上；

103、根据哈氏合金超薄板的规格调整激光焊接装置的焊接工艺参数为：激光功率为650~750w、焊接速度为180~300mm/min、离焦量为+2~+4mm；

104、启动激光焊接装置，同时向焊缝正反两面吹高纯惰性气体进行保护，激光头按照控制系统中预先设定的程序移动自动完成哈氏合金板的焊缝焊接。

该工艺还包括抛光工序，采用抛光机进行抛光，抛光机的转速为900转每分钟进行抛光，抛光的过程中使用抛光液。

抛光工序完成后进行烘干工序，所述烘干工序是采用热风吹干。

所述的哈氏合金超薄板的厚度为0.2-1mm。

所述的惰性气体为氩气，其纯度大于99.99％、压力为0.2-0.4MPa。

所述的对焊口进行清洗，采用的焊口清洗溶剂为丙酮或者酒精中的一种。

所述的激光焊接装置的激光功率为700w，焊接速度为300mm/min，离焦量为+2mm时焊接效果最好。

所述的固体脉冲激光器采用NCLT CW-1000型固体脉冲激光器。

所述的工业机器人采用FANUC R-2000iB/125L型多功能智能机器人。

所述的激光头的激光光轴偏离待焊接哈氏合金超薄板的表面的垂直法向量1~3°。

本发明的有益效果在于：

l、由于是无接触加工，并且高能量的激光束具有能量和移动速度都可以调节的特点，因此可以实现多种加工；