[发明专利]一种减少铁镍合金激光焊接气孔的方法

说明书

本发明公开了一种减少铁镍合金激光焊接气孔的方法，其特征在于：包括如下步骤：100：清洗打磨铁镍合金；200：对铁镍合金表面进行喷丸处理，使铁镍合金的上下表面及待焊的截面具有一定的粗糙度，粗糙度范围为1.0μm‑2.5μm；300：按搭接自熔焊或对接自熔焊的方式对工件进行装配；400：将激光作用在具有一定粗糙度的铁镍合金表面上，沿预设焊接方式和轨迹来进行焊接。

技术领域：

本发明涉及一种金属激光焊接的技术领域，尤其涉及一种减少铁镍合金激光焊接气孔以及提高焊缝熔深的方法。

背景技术：

在现有技术中，Invar36合金、Invar42等铁镍合金有极低的热膨胀系数，广泛应用于航天设备、精密仪器、钟表、地震蠕变仪、电视影罩架、电机阀门、液化天然气储罐和防磁手表等需要高尺寸稳定性的领域。

铁镍合金薄板通常采用弧焊即可完成焊接，铁镍合金厚板通常采用MIG焊方法，在接头处开坡口，然后进行MIG填丝焊，但是MIG焊的热输入大易造成工件的变形且填丝焊会导致热膨胀系数的不匹配，降低焊接质量。

另外，铁镍合金中有较高的镍含量，熔池流动性较差，气体在熔池中不易排出，易产生缺陷。

而激光焊接具有能量密度高，热输入小且效率高等优点，使用激光焊接厚板可省略开坡口和填丝过程，降低焊接成本的同时，也不会影响铁镍合金的热膨胀系数。

激光作为热源进行焊接的原理是通过高能量的激光光束照射合金表面，合金吸收激光的能量，温度迅速升高，发生熔化和蒸发形成熔池。但是实际情况中，激光光束照射在合金表面时，仅有一部分能量被吸收，其他能量被反射开来，同时，激光照射下金属蒸发产生蒸汽，易产生焊接气孔等缺陷。

而在减少激光焊接焊缝气孔的问题上，在专利号：US20190262942A1的专利中描述了一种激光深熔焊方法及装置，通过双束激光的方法，第一束激光在材料表面加工出匙孔，第二束激光在其基础上进行深熔焊接，这种方法可以达到焊接质量好，熔深高等效果。

但是上述方法的实现成本较高，而且没有考虑到金属对激光能量的吸收率问题，对粗糙度的范围也没有限定，实际可操作性不强。

因此目前需要一种可提供良好焊接质量的激光焊接铁镍合金的方法。

发明内容：

本发明本旨在克服上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种减少激光焊接铁镍合金气孔的方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种减少铁镍合金激光焊接气孔的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S100：清洗打磨铁镍合金；

S200：对铁镍合金表面进行喷丸处理，使铁镍合金的上下表面及待焊的截面具有一定的粗糙度，粗糙度范围为1.0μm-2.5μm；

S300：按搭接自熔焊或对接自熔焊的方式对工件进行装配；

S400：将激光作用在具有一定粗糙度的铁镍合金表面上，沿预设焊接方式和轨迹来进行焊接。

在一些实施例中，在所述步骤S100中，所述铁镍合金为Invar36、Invar42及NILO365合金。

在一些实施例中，在所述步骤S200中，所述的喷丸处理采用压缩空气驱动丸粒喷丸法或激光喷丸法。

在一些实施例中，在所述步骤S200中，喷丸处理的铁镍合金表面是搭接自熔焊中焊接区域的上表面或对接自熔焊中焊接区域的上表面、下表面及焊接截面。

在一些实施例中，步骤S300中，所述搭接自熔焊的方式不使用背部保护气，所述对接自熔焊的方式使用背部保护气。

与现有技术相比，本发明的主要有益效果在于：