CN103831532A - 一种316ln大间隙对接焊的激光焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，为将不锈钢板的焊接位置用丙酮清洗后再以对接的形式组对好，用夹具将板固定。对接间隙为0.5-1.0mm，板厚为5mm，采用激光填热丝焊工艺，及焊机加热焊丝再结合激光束进行焊接，单道完成。焊丝选择为伯合乐ER316LMn，焊丝直径为1.2mm。主要利用焊丝填充对接间隙，结合送丝量、输入功率达到完美的焊接效果。本发明解决了激光焊接的焊接缺点即对工件装配间隙的精准要求，并且得到完美的焊缝成形。

Description

一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺
技术领域
本发明涉及激光填丝焊领域，具体为一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺。
背景技术
激光焊接技术是20世纪70年代发展起来的一项新的焊接技术，是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。具有热输入量下、热输入集中、热影响区小、焊缝强度高、焊接定位精确、易于实现自动化等优点，在微电子工业、汽车工业、航空上都得到了广泛的应用。但是这些激光焊接大部分都为自动焊接方式，即在焊接过程中不添加焊丝或焊料，仅通过对母材的加热、熔化、和凝固形成焊接接头，对于钢铁等大多数材料而言，这种焊接方式可以获得优良的焊接接头。制约自熔焊的应用于实际工程生产的首要因素是对拼缝间隙以及焊缝对中要求甚高（通常＜0.1mm），因此对焊接生产的装配要求十分苛刻。
因为在实际生产应用中，焊件的加工与装配精度的苛刻要求会大大增加生产成本，不可预期的间隙的存在会使部分的激光能量露出，往往会导致严重的焊接缺陷甚至是焊接失败。为了解决上述的激光自熔焊的缺点和局限性，人们又在激光自熔焊的基础上开展了激光填丝焊接技术。即指在激光焊接过程中，通过添加焊丝的方式改善焊缝成份和组织，从而达到增加焊前装配间隙宽忍度等目的。
316LN为低C含N的300系列奥氏体不锈钢，这种钢不仅有无磁性，还有很好的塑性和很高的抗腐蚀性。由于其具有良好和全面的总和性能，在各行各业中活动了广泛的应用。对于奥氏体不锈钢的焊接，激光焊接技术也趋于成熟。但是对于实际生产中的工件，同样存在着装配精度的苛刻要求，尤其是对于一些尺寸大、形状复杂导致加工难度大的工件，这将大大的提高生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，以降低工件的装配精度要求，减小成本。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将待焊接不锈钢板的焊接位置用丙酮清洗后再以对接的方式组对好，用夹具将待焊接不锈钢板固定，对接间隙为0.5-1.0mm，板厚为5mm；
（2）选择伯合乐ER316LMn焊丝，焊丝直径为1.2mm，焊丝化学成分为：C为0.018，Si为0.46，Mn为7.01，P为0.017，S为0.003，Cr为20.59，Mo为2.83，Ni为15.37，N为0.156，Cu为0.04；
（3）使用激光填热丝焊工艺，采用光纤激光器作为激光源，沿焊缝中心移动进行焊接，所述焊缝即为对接间隙，焊接过程中，光纤激光器的激光功率为3.8-4.0KW，焊接速度为60-90cm/min，光斑直径为1mm，热丝电流为70-100A，热丝电压为6-10V。
所述的一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：所述焊丝的送丝速度为300-350cm/min，采用前置送丝方式，送丝角度为35°-45°。
所述的一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：正面采用99.999%的高纯度氩气作为保护气体，流量为15-20L/min。
所述的一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：采用激光填热丝焊时，激光束偏离垂直方向5-15°。
本发明的优点为：
1、发明的该焊接工艺成功的讲激光焊接技术应用到316LN不锈钢板的大间隙对接焊，将大大降低生产成本。
2、焊接工艺简单，焊接过程稳定、焊缝窄，得到光滑美观的焊缝。
3、通过无损检测，达到ISO 13919-1标准的B级要求。
附图说明
图1为本发明实例的试板组对示意图。
具体实施方式
如图1所示。一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，包括以下步骤：
（1）将待焊接不锈钢板的焊接位置用丙酮清洗后再以对接的方式组对好，用夹具将待焊接不锈钢板固定，对接间隙为0.5-1.0mm，板厚为5mm；
（2）选择伯合乐ER316LMn焊丝，焊丝直径为1.2mm，焊丝化学成分为：C为0.018，Si为0.46，Mn为7.01，P为0.017，S为0.003，Cr为20.59，Mo为2.83，Ni为15.37，N为0.156，Cu为0.04；
（3）使用激光填热丝焊工艺，采用光纤激光器作为激光源，沿焊缝中心移动进行焊接，所述焊缝即为对接间隙，焊接过程中，光纤激光器的激光功率为3.8-4.0KW，焊接速度为60-90cm/min，光斑直径为1mm，热丝电流为70-100A，热丝电压为6-10V。
本发明中，焊丝的送丝速度为300-350cm/min，采用前置送丝方式，送丝角度为35°-45°。
本发明中，正面采用99.999%的高纯度氩气作为保护气体，流量为15-20L/min。
本发明中，采用激光填热丝焊时，激光束偏离垂直方向5-15°。
具体实施例：
进行5mm厚、100mm长、30mm宽的一对316LN板对接焊，对接形式见图1.其中对接间隙c=1mm。
先讲试板按附图1组对好，用丙酮清洗焊接位置，用夹具固定对接板。
焊接过程采用的焊接参数如表1：
表1 焊接参数表
Figure 2014100793395100002DEST_PATH_IMAGE002
焊接过程中送丝角度为35°-45°，采用前置送丝方式，正面采用99.999%的高纯度氩气作为保护气体，流量为15-20L/min，激光束偏离垂直方向5-15°。
焊后对试板进行无损检测，包括目视，渗透以及X射线检查，结果显示满足ISO 13919-1中的对焊缝的B级要求。

Claims (4)

1.一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将待焊接不锈钢板的焊接位置用丙酮清洗后再以对接的方式组对好，用夹具将待焊接不锈钢板固定，对接间隙为0.5-1.0mm，板厚为5mm；
（2）选择伯合乐ER316LMn焊丝，焊丝直径为1.2mm，焊丝化学成分为：C为0.018，Si为0.46，Mn为7.01，P为0.017，S为0.003，Cr为20.59，Mo为2.83，Ni为15.37，N为0.156，Cu为0.04；
（3）使用激光填热丝焊工艺，采用光纤激光器作为激光源，沿焊缝中心移动进行焊接，所述焊缝即为对接间隙，焊接过程中，光纤激光器的激光功率为3.8-4.0KW，焊接速度为60-90cm/min，光斑直径为1mm，热丝电流为70-100A，热丝电压为6-10V。
2.根据权利要求1所述的一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：所述焊丝的送丝速度为300-350cm/min，采用前置送丝方式，送丝角度为35°-45°。
3.根据权利要求1所述的一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：正面采用99.999%的高纯度氩气作为保护气体，流量为15-20L/min。
4.根据权利要求1所述的一种316LN大间隙对接焊的激光焊接工艺，其特征在于：采用激光填热丝焊时，激光束偏离垂直方向5-15°。
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