[发明专利]一种船用铝合金组立件的手持式激光焊工艺

说明书

本发明提供一种船用铝合金组立件的手持式激光焊工艺，通过采用高能量密度的激光焊辅以便携式手持式焊接头进行定位焊和间断焊等船舶组立件的快速装焊，主要适用于非承重件的焊接，手持式焊接头体积小，便于携带及狭小空间作业。本发明采用手持式激光焊接技术，可实现球扁铝、T排件的定位焊、间断焊等快速装焊，提高生产效率；定位焊填充焊缝尺寸较小，无需打磨处理；间断焊焊缝质量高，同时变形量小；本发明适用于铝合金船舶小组立阶段球扁铝、T排件等定位焊、间断焊装焊工艺，可提高焊缝质量，减少焊缝打磨工作量，提高焊接效率，实现铝合金船舶组立件的高质高效装焊。

技术领域

本发明涉及先进焊接技术领域，特别是涉及一种船用铝合金组立件的手持式激光焊工艺。

背景技术

高速船、游艇船体结构及大型船舶上建结构一般采用铝合金材料制造，可有效提高船舶航速、运载能力、船体重量重心控制能力，同时还具有优异的耐腐蚀性能。目前铝合金材料的焊接方法主要为手工钨极氩弧焊(TIG焊)和半自动熔化极气体保护焊(半自动MIG焊)。传统焊接方法中，TIG焊接过程中电弧较为稳定，焊缝质量较高；而半自动MIG焊接填充量大、熔敷效率高，因此TIG焊和半自动MIG焊也成为船用铝合金焊接的主要方法。然而，船舶中小组立阶段球扁铝、T排件等装焊较多地采用定位焊和间断焊等焊接形式，传统电弧焊方法焊接时存在诸多难题，如定位焊焊点质量难以保证且焊点尺寸较大，导致打磨工作量增加，费时费力。间断焊焊接效率较低，成型较差且起弧和收弧处焊点质量难以控制。另外，电弧焊热输入较大，焊接变形量大，使得装配精度大大降低。这些问题制约着船舶中小组立阶段球扁铝、T排件等装焊的质量和效率，因此迫切需要一种新的焊接方法和工艺，提高生产效率，实现船舶铝合金组立件的高质高效装焊。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种船用铝合金组立件的手持式激光焊工艺，所述手持式激光焊工艺包括如下步骤：

S1：将面板及立板以T型接头型式进行装配，立板垂直立于面板表面，立板与面板的装配间隙0～2mm；

S2：定位焊时，相邻两个焊点间距100-200mm，每个焊点长度为20～30mm，保护气体流量15～25L/min，激光功率800～1700W，光束摆动宽度2～6mm，送丝速度40～100mm/min，焊枪倾斜角度为40-50°，使激光束与面板所成角度为40-50°；

S3：间断焊时，相邻两个焊点间距100-200mm，每个焊点长度为70-80mm，保护气体流量15～25L/min，激光功率1000～1900W，光束摆动宽度2～6mm，送丝速度40～120mm/min，焊枪倾斜角度为40-50°，使激光束与面板所成角度为40-50°。

优选地，所述面板为铝合金平板，所述立板为铝合金腹板或铝合金球扁铝。

优选地，所述铝合金平板及铝合金腹板的化学成分相同，化学成分百分比为：Si：≤0.4，Fe：≤0.4，Cu：≤0.1，Mn：0.40～1.0，Mg：4.0～4.9，Cr：0.05～0.25，Ti：≤0.15，Zn：≤0.25，杂质元素总量≤0.15，余量为Al。

优选地，所述铝合金球扁铝的化学成分百分比为：Si：0.4～0.8，Fe：≤0.7，Cu：0.15～0.4，Mn：≤0.15，Mg：0.8～1.2，Cr：0.04～0.35，Ti：≤0.15，Zn：≤0.25，杂质元素总量≤0.15，余量为Al。

优选地，填充焊丝为铝合金，定位焊采用的焊丝直径为1.2mm，间断焊采用的焊丝直径为1.6mm。

优选地，焊接采用保护气体为纯氩气，纯度≥99.99％；焊接方法采用手持式激光焊。

优选地，步骤S1中，面板与立板的焊接处不开坡口，端部两侧采用不锈钢丝盘清理20～30mm范围内氧化物、油污，并用酒精清洗焊接区域。

优选地，采用手持式激光焊接头进行焊接，激光最大功率2000W，激光波长1.08μm。