[发明专利]可显著改善接头组织及应力状态的预制焊材激光焊接方法

摘要

可显著改善接头组织及应力状态的预制焊材激光焊接方法。传统激光焊缝的冷却速度较快，易生成淬硬组织，接头残余应力大，焊缝容易开裂，致使激光焊接技术无法直接应用。本发明方法包括：在材料的焊接区域开设窄间隙坡口，坡口可以为矩形、“U形”和“I形”坡口，如果焊缝为非全熔透焊缝,即焊缝熔深小于板厚，则在上述坡口的根部区域加工减应力槽，将特制的可有效调控焊缝金属组织及化学成分的焊片预置到坡口内，用激光点焊的方式将预置的焊片固定，而后用激光焊进行施焊，焊接过程中控制输出的激光能量，确保预置的焊片完全熔化且完全将减应力槽的上边缘熔透。本发明用于可显著改善接头组织及应力状态的预制焊材激光焊接。

主权项

一种可显著改善接头组织及应力状态的预制焊材激光焊接方法，其特征是：针对因可焊性差、结构刚性拘束大、裂纹倾向性高原因而不能直接采用激光焊接的特殊金属材料，在材料的焊接区域开设窄间隙坡口，坡口采用矩形、“U形”或“I形”坡口，焊缝为“非全熔透焊缝”，则在上述坡口的根部区域加工减应力槽，减应力槽采用圆形、椭圆形、矩形或方形，将特制的可有效调控焊缝金属组织及化学成分的焊片预置到坡口内，用激光点焊的方式将预置的焊片固定，而后用激光焊进行施焊，焊接过程中控制输出的激光能量，确保预置的焊片完全熔化且完全将减应力槽的上边缘熔透；开设的窄间隙坡口宽度为0.2mm‑1.2mm；填充的焊片为矩形，为防止焊后焊缝表面凹陷，焊片的高度在H～H+2.0 mm范围内，H为坡口深度；减应力槽沿坡口宽度方向的最大尺寸控制在1.0mm～3.0mm范围内，减应力槽上边缘与坡口根部的距离在0.1mm～2mm范围内；为防止焊片焊接过程中受热翘曲，焊接前采用激光点焊方式将预置焊片固定，相邻定位焊点的间隔距离为10mm～30mm；焊接过程中，控制输出激光功率，确保焊漏槽上边缘熔透，且漏入焊漏槽的金属量占整个焊漏槽横截面积的1/4～2/3，通过在坡口根部设计减应力槽，将“非全熔透焊缝”变为全熔透焊缝，提高接头的结构完整性，改善焊缝根部的受力情况，降低焊缝根部开裂的风险，将“非全熔透焊缝”变为全熔透焊缝，可以改善激光焊接过程中匙孔的稳定性，降低焊缝气孔率。