[发明专利]一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法

权利要求书

1.一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、钝边设计及加工

将待焊钛合金厚板的单侧或双侧坡口加工成带钝边的U型坡口，其中，U型坡口的坡口间隙不超过10mm，钝边厚度为1～10mm，圆角直径比预填粗焊丝直径大0～1mm，坡口角度为0～1.5°；

S2、焊接

S21、进行钝边激光焊接，钝边焊接采用的焊接工艺为：激光功率5KW～15KW，离焦量为0～+20mm，焊接速度为200mm/min～1500mm/min；

S22、选用直径为1mm～8mm的粗焊丝分步铺设于U型坡口内，各步粗焊丝的铺设厚度由选取的焊接功率和离焦量保证能一次完全熔化为准，然后进行激光焊接，完成该步焊接后，在此基础上再预填粗焊丝进行下一步的激光焊接，以此类推，通过分步预填粗焊丝累积焊接的方式直至完成填充激光焊接；填充激光焊接采用的焊接工艺为：焊接功率为3KW～15KW，离焦量为+21～+40mm，焊接速度为500mm/min～3000mm/min；

S23、进行盖面激光焊接，盖面激光焊接采用阵镜激光，激光功率为5KW～15KW，离焦量为0～+20mm，焊接速度为200mm/min～1500mm/min；

其中，采用正背面气体保护和侧吹气体保护相结合的方式对焊接过程进行保护。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：钛合金厚板的厚度不小于40mm。

3.根据权利要求2所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：步骤S1中，令钛合金厚板的厚度为h，当钛合金厚板的厚度h满足40≤h90mm时，在钛合金厚板的单侧设计坡口；当钛合金厚板的厚度h满足h≥90mm时，在钛合金厚板的双侧设计坡口。

4.根据权利要求1所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：保护气体的流量为10-30L/min，保护气体为纯度为99.999％的氩气。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：步骤S22中，当U型坡口的坡口宽度不超过3mm时，粗焊丝沿U型坡口的上下方向成列铺设；当U型坡口的坡口宽度超过5mm时，粗焊丝沿U型坡口的左右方向成层铺设。

6.根据权利要求1所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：令粗焊丝的直径为d1，步骤S22中，在各步铺设完粗焊丝后，当粗焊丝与粗焊丝之间或粗焊丝与坡口侧壁间的间隙截面积均小于π(1/2d1)2时，可直接进行填充焊接；当粗焊丝与粗焊丝之间或粗焊丝与坡口侧壁间的间隙截面积大于π(1/2d1)2时，在间隙位置再预填细焊丝；令细焊丝的直径为d2，则1≤d2d1≤8。

7.根据权利要求1所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：填充激光焊接填充至焊缝上表面比钛合金厚板顶壁低0～1mm。

8.根据权利要求1所述的一种钛合金厚板预填丝激光超窄间隙焊接方法，其特征在于：盖面激光焊接盖面后余高为1mm-2mm。