[发明专利]镁合金多层多道激光堆焊的焊缝强度控制方法

说明书

本发明提供了一种镁合金多层多道激光堆焊的焊缝强度控制方法，包括：步骤一：对待焊补铸件进行X射线探伤，获得探伤数据；步骤二：根据获得的探伤数据，分析获得铸件内部缺陷的类型及分布位置，通过机械加工对铸件内部缺陷进行清除，获得缺陷清除后的铸件；步骤三：对获得的缺陷清除后的铸件，采用可精密控制激光功率的激光自熔焊接方法使激光束熔化深度为d1的基材底部及侧壁，通过焊接熔池流动释放压铸基材表层的气体。本发明能够实现运载器与飞行器复杂压铸结构件多层多道激光堆焊焊缝强度控制，焊缝与压铸基材结合强度高，多层多道焊缝组织致密，焊缝结合强度高，连续性好。

技术领域

本发明涉及激光制造技术领域，具体地，涉及镁合金多层多道激光堆焊的焊缝强度控制方法。

背景技术

航天运载器、空间飞行器、航空飞行器常用镁合金压铸结构件以满足气动外形和液体贮存的需要，是运载火箭、空间站、超高速飞行器等关键特殊结构，具有轻量化程度高、外形气动性好等特点。然而产品研制过程中，镁合金压铸结构件常常有具有疏松、缩孔、气孔、裂纹、冷隔、浇不足、夹渣和偏析等常见缺陷，除了在铸造过程中采取工艺措施和加强过程控制外，对于铸件缺陷的焊补就成了重要的补救措施。

但镁合金压铸件补焊方法中，镁合金电弧焊接时容易出现粗晶、氧化、裂纹及气孔等缺陷。难以实现镁合金多层多道焊缝强度控制。

采用镁合金多层多道激光堆焊的焊缝强度控制方法进行生产，可以焊缝与压铸基材结合强度高，多层多道焊缝组织致密，焊缝结合强度高，连续性好，自动化生产效率高，解决航天复杂镁合金压铸结构焊缝强度控制等问题。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种镁合金多层多道激光堆焊的焊缝强度控制方法。

根据本发明提供的一种镁合金多层多道激光堆焊的焊缝强度控制方法，其特征在于，包括：

步骤一：对待焊补铸件进行X射线探伤，获得探伤数据；

步骤二：根据获得的探伤数据，分析获得铸件内部缺陷的类型及分布位置，通过机械加工对铸件内部缺陷进行清除，获得缺陷清除后的铸件；

步骤三：对获得的缺陷清除后的铸件，采用可精密控制激光功率的激光自熔焊接方法使激光束熔化深度为d1的基材底部及侧壁，通过焊接熔池流动释放压铸基材表层的气体；

步骤四：采用可精准聚焦的激光填丝焊接方法，激光束同步加热焊丝与压铸基材，并调控焊接热输入和焊丝填充量，进行底层多道焊接，压铸基材的熔化深度为d2，每道焊缝搭接宽度为d3，并清理干净底层填充焊缝表面；

步骤五：在清理干净的底层激光填充焊缝表面的基础上，采用激光焊接方法进行多层多道焊接，控制每层焊丝熔化填充量，每层焊缝高度为h1，每层焊缝间熔深度为d4，同一层每道焊缝搭接宽度为d5，控制焊缝层间温度，防止因下层焊缝多次热循环而导致晶粒粗大；

步骤六：在对与压铸基材凹坑侧壁相邻的焊道进行补焊时，增加激光功率，使激光向压铸基材凹坑侧壁偏移，促进凹坑侧壁基材熔化，使焊缝与压铸基材凹坑侧壁熔合；

步骤七：根据镁合金多层堆焊焊缝表面平整度标准，采用激光熔化表层焊缝，根据需要填丝或不填丝，熔合表层焊缝间隙，完成多层多道堆焊。

优选地，所述步骤二，所述通过机械加工对铸件内部缺陷进行清除：

清除后凹坑侧壁倾角的角度大于或等于15°。

优选地，所述深度d1的范围为2mm至4mm，深度d2的范围为1mm至2mm，宽度d3的范围为0.5mm至1mm，高度h1小于或等于5mm，每层焊缝间熔深度为d4的范围为0.5mm至1mm，宽度d5的范围为0.5mm至1mm。