[发明专利]一种板材双面窄间隙扫描振镜激光-MAG复合焊接的方法

说明书

本发明提出的是一种板材双面窄间隙扫描振镜激光‑MAG复合焊接的方法。包括如下步骤：将焊接的工件制作成双面对称窄间隙焊接坡口；试件装配；焊前清除坡口及其周围的氧化皮、油污、锈、水份及其它污物；利用2套扫描振镜激光‑MAG复合焊枪在坡口两侧进行打底和填充焊接。本发明通过双面扫描振镜‑MAG复合打底焊接增大熔深实现根部全熔透，通过双面窄间隙扫描振镜激光‑MAG复合焊接提高焊接效率，同时有效调控构件焊后残余应力，控制焊接变形，从而解决厚板构件焊接时根部熔透不足、侧壁熔合不良、焊缝脊状变形大和焊接效率低的问题。适宜作为双面窄间隙扫描振镜激光‑MAG复合焊接的方法应用。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种扫描振镜激光-MAG复合焊接。

背景技术

目前，核电、海洋工程领域厚板采用传统的电弧焊接是先将一面焊缝焊好后，用碳弧气刨在另一面清根再焊接另一面焊缝的方法，缺点是坡口角度大、填充金属量大、焊接效率低，焊接变形大，焊接质量差。采用传统激光焊接光斑直径小，对装配间隙要求高，工件加工精度要求高，根部熔透困难。采用传统的激光-MAG电弧复合焊接装置在焊接厚板过程中，激光束在待焊工件上呈直线移动，焊道侧壁和层间易产生未熔合、气孔、夹渣缺陷。采用扫描振镜激光焊接利用高频摆动增大熔池面积、改善侧壁熔合、搅拌熔池减少缺陷、提高激光焊接适应性，可以解决厚壁构件焊接熔透不足、侧壁熔合及层间熔合不良问题，但是厚板单面焊接变形大，焊接效率低。

为了克服现有技术中焊接效率低、焊接变形大、焊接质量差、装配精度要求高、根部熔透不足、侧壁和层间易产生未熔合、气孔、夹渣的缺陷，急需一种新型的焊接方法。

发明内容

为了能够解决焊接中根部熔透不足、侧壁和层间易产生未熔合、气孔、夹渣的缺陷，本发明提出了一种板材双面窄间隙扫描振镜激光-MAG复合焊接的方法。该方法通过采用双面扫描振镜激光-MAG复合填充焊接，利用扫描振镜激光的高频摆动增大熔池面积，改善侧壁熔合，搅拌熔池减少缺陷，提高激光焊接适应性，解决激光焊接的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的方案是：

一种板材双面窄间隙扫描振镜激光-MAG复合焊接的方法，包括以下步骤：

（1）将待焊接工件Ⅰ、待焊接工件Ⅱ机械加工制成凸台组成双U型窄间隙焊接坡口；

（2）将待焊接工件Ⅰ和待焊接工件Ⅱ进行装配；

（3）焊接前清除坡口及其周围的氧化皮、油污、锈、水份及其它污物；

（4）利用前扫描振镜激光-MAG复合焊枪和后扫描振镜激光-MAG复合焊枪在焊接坡口两侧采用φ1.0～φ1.6mm焊丝进行打底焊接，前扫描振镜激光-MAG复合焊枪的MAG焊枪起弧，间隔6～20s后扫描振镜激光-MAG复合焊枪的MAG焊枪起弧；激光功率6～10kW，光斑直径φ0.1～φ1.0mm，激光束摆动经过平像场镜使激光束作用到工件上形成激光焦点，光斑摆动范围0～3mm，振镜摆动频率50～200Hz，光丝距离0～3mm，电弧电流180～240A，电弧电压20～26V，焊接速度100～200mm/min，80%二氧化碳与20%氩气混合气体流量为15～25L/min；

（5）利用前扫描振镜激光-MAG复合焊枪和后扫描振镜激光-MAG复合焊枪在坡口两侧采用φ1.0mm～φ1.6mm焊丝进行填充焊接，焊接时前扫描振镜激光-MAG复合焊枪的MAG焊枪起弧，间隔15～25s后扫描振镜激光-MAG复合焊枪的MAG焊枪起弧；激光功率6～10kW，光斑直径φ0.1～φ1.0mm，激光束摆动经过平像场镜使激光束作用到工件上形成激光焦点，光斑摆动范围0～15mm，振镜摆动频率50～200Hz，光丝距离0～3mm，电弧电流200～400A，电弧电压20～30V，焊接速度200mm/min～2000mm/min，80%二氧化碳与20%氩气混合气体流量为15～25L/min。