CN109175705B - 不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺 - Google Patents

Abstract

不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，涉及车辆焊接专业技术领域，解决现有激光叠焊缝表面出现下凹等缺陷，进而对焊缝的静强度、疲劳强度产生影响等问题，包括设定不锈钢车体激光叠焊焊缝修复设备的参数，根据设定的参数采用激光叠焊焊接不锈钢车体侧墙结构，对出现的缺陷焊缝进行修复；采用内部补强波纹板，侧墙拉丝外板进行焊缝缺陷修复，采用压紧轮对施焊部位加压，通过调整离焦量、激光功率与焊接速度，实现采用不同的光斑直径对焊缝缺陷位置进行重熔，修复焊缝；本发明的修复工艺明确对表面不涂装的不锈钢车体激光叠焊焊缝缺陷修复参数。实现使用原设备经参数优化对焊缝缺陷位置进行激光重熔修补，达到提高车体强度的目标。

Description

不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺

技术领域

本发明涉及车辆焊接专业技术领域，具体涉及一种不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，本发明适用于不锈钢轨道车辆激光叠焊焊缝缺陷修复。

背景技术

激光焊接技术已在美国波士顿地铁项目等不锈钢城铁车产品项目中批量化生产，但是由于装配间隙等问题影响激光焊缝质量，在激光叠焊缝表面出现下凹等缺陷，对焊缝的静强度、疲劳强度产生影响。目前业主不同意采用弧焊修复，需要寻求激光叠焊焊缝修复工艺。

发明内容

本发明为解决现有激光叠焊缝表面出现下凹等缺陷，进而对焊缝的静强度、疲劳强度产生影响等问题，提供一种不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺。

不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，具体修复过程由以下步骤实现：

步骤一、设定不锈钢车体激光叠焊焊缝修复设备的参数，具体为：

激光器的额定功率为4kw，激光束波长为1.0 6μm，光束质量为8mm*mrad，光纤直径为0.6mm，焦距为200mm，压紧轮直径为200mm，压紧力为100kG；

步骤二、根据步骤一设定的参数采用激光叠焊焊接不锈钢车体侧墙结构，具体过程为：

将波纹板分别与上墙板和下墙板焊接，再将上墙板和下墙板焊接，焊缝方向均平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠焊；

第一立柱、第二立柱和第三立柱分别通过熔透激光叠焊的方式与波纹板焊接；

步骤三、对步骤二中出现的缺陷焊缝进行修复；

采用内部补强波纹板t1，侧墙拉丝外板t2进行焊缝缺陷修复，采用压紧轮对施焊部位加压，通过调整离焦量、激光功率与焊接速度，实现采用不同的光斑直径对焊缝缺陷位置进行重熔，修复焊缝；

缺陷修复参数设定为：波纹板与外墙板的上墙板和下墙板外墙板缺陷修复焊接参数分别为：激光功率为1.2kW、焊接速度为25mm/s、离焦量为2mm；第一立柱、第二立柱、第三立柱与波纹板缺陷修复焊接参数分别为：激光功率为1.4kW、焊接速度为25mm/s、离焦量为2mm；实现激光叠焊焊缝修复。

本发明的有益效果：本发明的对不锈钢轨道车辆激光叠焊焊缝的修复，解决不锈钢轨道车辆激光叠焊缝因间隙等问题产生的焊缝下凹等缺陷的修复，实现使用原设备经参数优化对焊缝缺陷位置进行激光重熔修补，达到提高车体强度的目标。

本发明的修复工艺明确了对表面不涂装的不锈钢车体激光叠焊焊缝缺陷修复参数。明确了对表面不涂装不锈钢车体激光重熔修复离焦量调节方法。明确了表面不涂装不锈钢车激光叠焊焊缝修复质量标准要求。

附图说明

图1为本发明所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺中车体侧墙采用波纹板与外墙板焊接，立柱与波纹板焊接的结构示意图；

图2为本发明所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺中不锈钢车体侧墙激光叠焊焊缝出现缺陷的示意图；

图3为本发明所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺中焊缝缺陷修复焊接的原理图。

图中：1、波纹板，2、第一立柱，3、第二立柱，4、第三立柱，5、窗框，6、上墙板，7、下墙板。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其具体过程为：

一、设定不锈钢车体激光叠修复设备方法；具体为：Trudisk4002盘式固体激光器，额定功率4kw，激光束波长1.0 6μm；光束质量8mm*mrad；光纤直径0.6mm，焦距200mm；压紧轮直径200mm，压紧力100kG。

二、激光叠焊不锈钢车体侧墙结构。

结合图1，车体侧墙采用波纹板1与外墙板(上墙板6、下墙板7)焊接，立柱与波纹板1焊接的结构形式。

具体焊接要求为：波纹板1与上墙板6和下墙板7焊接，上墙板6和下墙板7焊接，焊缝方向均平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠，要求接头外表面无焊接变形、无焊接氧化变色。第一立柱2、第二立柱3和第三立柱4分别通过熔透激光叠焊的方式与波纹板焊接。

本实施方式所述的外墙板为BG板，焊缝与拉丝方向平行。

三、不锈钢车体激光叠焊焊缝修复过程：

不锈钢车体侧墙激光叠焊焊缝出现缺陷形式，结合图2，t1板为内部补强波纹板，t2板侧墙拉丝外板，缺陷下凹量≦0.1mm。

在实施焊缝缺陷修复焊接时，结合图3，采用压紧轮对施焊部位加压，焊缝距立柱边缘9mm。通过调整离焦量、激光功率与焊接速度，实现采用不同的光斑直径对焊缝缺陷位置进行重熔，修复焊缝，保证焊接接头外观无焊接变形、变色，同时静强度及疲劳强度满足结构强度要求。

具体缺陷修复参数：波纹板1与外墙板缺陷修复焊接参数：功率1.2kW、焊接速度25mm/s、离焦量+2mm；第一立柱2、第二立柱3和第三立柱4与波纹板焊接：功率1.4kW、焊接速度25mm/s、离焦量+2mm。

本实施方式中，不锈钢激光叠焊焊缝修复后，要求熔宽≥内部补强波纹板t1厚度的一倍，熔深≤内部补强波纹板t1厚度的0.5倍。激光叠焊焊缝修复后外观无焊接变色，用百分表测量外表面突起变形小于0.05mm。

不锈钢车体激光叠焊焊缝修复质量标准要求，不锈钢激光叠焊缝缺陷修复后应满足ISO13919-1标准中评定组别B的要求，所得到的修复焊缝质量须按照ISO15614-11标准评定合格。

本实施方式所述的不锈钢激光焊缝修复工艺，通过调整离焦量、激光功率等工艺参数在原工位、使用原设备经参数优化后进行修补，利用焊缝缺陷位置激光重熔的原理，进行系列参数优化试验，寻求最优的参数组合实现下凹等缺陷的修补，并对修复后焊缝进行性能测试，最后明确激光焊缝修复方案。

本实施方式所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺已美国波士顿地铁项目中应用，激光叠焊焊缝修复后的静强度及疲劳强度满足标准EN12663:2000《铁道应用-轨道车身的结构要求》。对修复后激光焊缝外表面进行测量，激光叠焊焊痕为0.03-0.04mm，平度检测为0-0.5mm/m，满足车体整体质量要求。

本实施方式所述的焊缝修复工艺经大量科学试验及工程验证，激光叠焊焊缝修复后静强度与疲劳强度均满足标准EN12663:2000《铁道应用-轨道车身的结构要求》，焊缝外观质量满足产品项目要求，具有足够的可靠性。

Claims (6)

1.不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其特征是，具体修复过程由以下步骤实现：

步骤一、设定不锈钢车体激光叠焊焊缝修复设备的参数，具体为：

激光器的额定功率为4kw，激光束波长为1.06μm，光束质量为8mm*mrad，光纤直径为0.6mm，焦距为200mm，压紧轮直径为200mm，压紧力为100kG；

步骤二、根据步骤一设定的参数采用激光叠焊焊接不锈钢车体侧墙结构，具体过程为：

将波纹板(1)分别与上墙板(6)和下墙板(7)焊接，再将上墙板(6)和下墙板(7)焊接，焊缝方向均平行于外墙板的拉丝方向，接头为部分熔透激光叠焊；

第一立柱(2)、第二立柱(3)和第三立柱(4)分别通过熔透激光叠焊的方式与波纹板(1)焊接；

步骤三、对步骤二中出现的缺陷焊缝进行修复；

采用内部补强波纹板t1，侧墙拉丝外板t2进行焊缝缺陷修复，采用压紧轮对施焊部位加压，通过调整离焦量、激光功率与焊接速度，实现采用不同的光斑直径对焊缝缺陷位置进行重熔，修复焊缝；缺陷修复参数设定为：

波纹板(1)与上墙板(6)和下墙板(7)的缺陷修复焊接参数分别为：激光功率为1.2kW、焊接速度为25mm/s、离焦量为2mm；

第一立柱(2)、第二立柱(3)、第三立柱(4)与波纹板(1)缺陷修复焊接参数分别为：激光功率为1.4kW、焊接速度为25mm/s、离焦量为2mm；实现激光叠焊焊缝修复。

2.根据权利要求1所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其特征在于：所述上墙板(6)和下墙板(7)均为BG板，所述波纹板(1)与上墙板(6)和下墙板(7)的焊缝与拉丝方向平行。

3.根据权利要求1所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其特征在于：所述内部补强波纹板t1和侧墙拉丝外板t2的缺陷下凹量≦0.1mm。

4.根据权利要求1所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其特征在于：所述激光叠焊焊缝修复后，要求熔宽≥内部补强波纹板t1厚度的一倍，熔深≤内部补强波纹板t1厚度的0.5倍。

5.根据权利要求1所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其特征在于：激光叠焊焊缝修复后，采用百分表测量外墙板外表面突起变形小于0.05mm。

6.根据权利要求1所述的不锈钢车体激光叠焊焊缝修复工艺，其特征在于：对修复后激光焊缝外表面进行测量，要求激光叠焊焊痕为0.03-0.04mm，平度检测为0-0.5mm/m。

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