CN110560900A - 一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法 - Google Patents

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黄涛
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胡方勇
吴峰
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Abstract

一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：S1、对激光对拼焊接基材表面进行处理，并加工焊缝坡口；S2、对焊缝坡口进行处理并填入相应焊接材料；S3、将需要焊接的基材固定在焊接台上，并在基材下方放置保护衬垫；S4、激光器通过PLC对焊接进行控制，通过编程对焊接控制相关的参数输入与输出，实现焊接轨迹、焊接速度和填丝的自动控制；S5、在焊接过程中通入惰性气体对焊接进行保护；S6、焊接完成后继续通入低温惰性气体，冷却至室温后将焊接件取出。本发明焊接稳定性好，具有高自动化性能，焊缝质量高。

Description

一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法。
背景技术
高硅钢一般是指含4.5％～6.7％Si的合金，通用的高硅钢为Fe-6.5％Si。随硅含量提高，电阻率上升，涡流损耗下降，当Si含量达到6.5wt％时，磁性能最佳，主要体现为高电阻率、高磁导率、低的磁晶各向异性和接近零的磁致伸缩系数。尤其在高频下，高硅钢铁芯损耗和噪音污染大幅降低，优势十分突出。是制作高频高速电机、高频和音频变压器、扼流线圈和高频磁屏蔽器的理想软磁材料。
激光填丝焊接是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后，用激光照射融化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方法；与非填丝焊接相比，激光填丝焊接具有以下优点：
1、避免了对工件加工、装配要求过于严格的问题；
2、可实现用较小功率焊接较厚、较大的零件；
3、可以通过改变填丝材料的成分来改变或控制焊缝金属的成分、组织和性能。
现有的激光对拼焊接工艺中存在焊接效率低且焊接接头质量差的问题。
为解决上述问题，本申请中提出一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法。
发明内容
（一）发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，焊接稳定性好，具有高自动化性能，焊缝质量高。
（二）技术方案
本发明提供了一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：
S1、对激光对拼焊接基材表面进行处理，并加工焊缝坡口；
S2、对焊缝坡口进行处理并填入相应焊接材料；
S3、将需要焊接的基材固定在焊接台上，并在基材下方放置保护衬垫；
S4、激光器通过PLC对焊接进行控制，通过编程对焊接控制相关的参数输入与输出，实现焊接轨迹、焊接速度和填丝的自动控制；
S5、在焊接过程中通入惰性气体对焊接进行保护；
S6、焊接完成后继续通入低温惰性气体，冷却至室温后将焊接件取出。
优选的，所述步骤1中焊缝坡口为V型坡口、U型坡口、K型坡口或X型坡口。
优选的，所述步骤2中焊接材料进行表面处理，所述表面处理为表面涂层或表面生成氧化膜。
优选的，所述步骤3中焊接基材固定根据基材尺寸和形状的不同，对应设置柔性仿形夹具和承重夹具。
优选的，所述步骤4中激光器采用半导体或光纤激光作为光源。
优选的，所述步骤4中激光器设置有可实时监测控制激光能量的反馈系统，通过所述反馈系统获取焊接熔池的形态、温度信息，并将信息反馈到激光器的PLC中，通过PLC控制调节输出功率的方式来调节焊接热输入量。
优选的，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气中的一种或多种。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：通过对基材表面进行处理和加工焊缝坡口，提高焊接强度，对焊接坡口进行处理提高与焊接材料的严密贴合，提高焊接严密性；将焊接基材进行固定，提高对焊接件定位精度和固定效果，从而确保焊接精度和质量；保护衬垫的设置提高对焊接件的保护效果；通过PLC自动控制焊接，实现焊接稳定，可靠和高自动化性能；通入惰性气体对焊接熔池进行保护，有效提高焊缝质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本发明提出的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：
S1、对激光对拼焊接基材表面进行处理，并加工焊缝坡口；
S2、对焊缝坡口进行处理并填入相应焊接材料；
S3、将需要焊接的基材固定在焊接台上，并在基材下方放置保护衬垫；
S4、激光器通过PLC对焊接进行控制，通过编程对焊接控制相关的参数输入与输出，实现焊接轨迹、焊接速度和填丝的自动控制；
S5、在焊接过程中通入惰性气体对焊接进行保护；
S6、焊接完成后继续通入低温惰性气体，冷却至室温后将焊接件取出。
本发明中，通过对基材表面进行处理和加工焊缝坡口，提高焊接强度，对焊接坡口进行处理提高与焊接材料的严密贴合，提高焊接严密性；将焊接基材进行固定，提高对焊接件定位精度和固定效果，从而确保焊接精度和质量；保护衬垫的设置提高对焊接件的保护效果；通过PLC自动控制焊接，实现焊接稳定，可靠和高自动化性能；通入惰性气体对焊接熔池进行保护，有效提高焊缝质量。
在一个可选的实施例中，所述步骤1中焊缝坡口为V型坡口、U型坡口、K型坡口或X型坡口。
需要说明的是，坡口是指焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽，坡口是主要为了焊接工件，保证焊接度；设置不同类型的坡口适应不同规格的焊接，有效提高焊接强度。
在一个可选的实施例中，所述步骤2中焊接材料进行表面处理，所述表面处理为表面涂层或表面生成氧化膜。
需要说明的是，激光束与材料吸收的相容性取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率等，其中最主要是吸收率；材料吸收率与材料的电阻系数和光洁度都有关系，材料的表面状态对光束吸收率有较大影响，通过对焊接材料进行表面涂层或表面生成氧化膜的处理，对提高材料对光束的吸收率，确保焊接质量。
在一个可选的实施例中，所述步骤3中焊接基材固定根据基材尺寸和形状的不同，对应设置柔性仿形夹具和承重夹具。
需要说明的是，针对不同尺寸形状的焊接件，使用通用固定方式对焊接件定位精度和固定效果差，从而影响焊接质量；通过设置对应的柔性仿形夹具和承重夹具，提高对焊接件的定位和固定效果，有效确保焊接精度和质量。
在一个可选的实施例中，所述步骤4中激光器采用半导体或光纤激光作为光源。
需要说明的是，采用半导体或光纤激光作为光源，通过柔性传导技术，将固体激光器发出的激光传导到被加工工件处；摒弃了原有的CO2硬光路传输，避免热透镜效应的产生，进而保证焊接过程中的光束质量。
在一个可选的实施例中，所述步骤4中激光器设置有可实时监测控制激光能量的反馈系统，通过所述反馈系统获取焊接熔池的形态、温度信息，并将信息反馈到激光器的PLC中，通过PLC控制调节输出功率的方式来调节焊接热输入量。
需要说明的是，通过设置反馈系统对激光能量进行监测控制，保证在整个加工过程中焊接工艺的稳定性，进而获得高质量的焊接接头。
在一个可选的实施例中，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气中的一种或多种。
需要说明的是，通过设置惰性气体对激光焊接进行保护，在不同的情况下使用不同的惰性气体；氦气成本最高，但其防氧化效果好，且电离度小，不易形成等离子体；氩气的防氧化效果好，但是它易电离，一般如铝，钛等活泼性金属用氩气做保护气，而将氩气和氦气按一定比例混合使用效果更好；氮气成本最低，一般用于不锈钢的焊接。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述工艺方法包括以下步骤：
S1、对激光对拼焊接基材表面进行处理，并加工焊缝坡口；
S2、对焊缝坡口进行处理并填入相应焊接材料；
S3、将需要焊接的基材固定在焊接台上，并在基材下方放置保护衬垫；
S4、激光器通过PLC对焊接进行控制，通过编程对焊接控制相关的参数输入与输出，实现焊接轨迹、焊接速度和填丝的自动控制；
S5、在焊接过程中通入惰性气体对焊接进行保护；
S6、焊接完成后继续通入低温惰性气体，冷却至室温后将焊接件取出。
2.根据权利要求1所述的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述步骤1中焊缝坡口为V型坡口、U型坡口、K型坡口或X型坡口。
3.根据权利要求1所述的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述步骤2中焊接材料进行表面处理，所述表面处理为表面涂层或表面生成氧化膜。
4.根据权利要求1所述的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述步骤3中焊接基材固定根据基材尺寸和形状的不同，对应设置柔性仿形夹具和承重夹具。
5.根据权利要求1所述的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述步骤4中激光器采用半导体或光纤激光作为光源。
6.根据权利要求1所述的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述步骤4中激光器设置有可实时监测控制激光能量的反馈系统，通过所述反馈系统获取焊接熔池的形态、温度信息，并将信息反馈到激光器的PLC中，通过PLC控制调节输出功率的方式来调节焊接热输入量。
7.根据权利要求1所述的一种激光对拼焊接高强硅钢填丝工艺方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氩气和氦气中的一种或多种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113210862A (zh) * 2021-05-12 2021-08-06 武汉钢铁有限公司 一种高牌号硅钢的穿带激光焊接方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261792A (ja) * 1985-09-09 1987-03-18 Nippon Steel Corp Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法
JPS6330173A (ja) * 1986-07-21 1988-02-08 Kawasaki Steel Corp 鋼帯端部の突合せ溶接時の突合せ方法ならびにその装置
US4854493A (en) * 1986-02-28 1989-08-08 Kawasaki Steel Corporation Method and apparatus for cutting welding steel strips
JPH05305466A (ja) * 1992-04-13 1993-11-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 高Ｓｉ鋼のレーザー溶接方法
CN202317450U (zh) * 2011-06-16 2012-07-11 河北工业大学 钢板激光焊机用夹具装置
CN103286444A (zh) * 2012-02-22 2013-09-11 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种硅钢片激光对接焊的方法
CN104646825A (zh) * 2015-01-30 2015-05-27 武汉华工激光工程有限责任公司 一种光纤激光焊接紫铜厚板的方法
CN105081568A (zh) * 2014-04-23 2015-11-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 激光焊接方法
CN106041305A (zh) * 2016-07-05 2016-10-26 北京科技大学 一种高硅钢激光焊接方法
CN107283057A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 株式会社捷太格特 金属部件的接合方法以及接合装置
CN109530918A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 西安增材制造国家研究院有限公司 一种基于激光光内同轴送丝增材制造系统及成型方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261792A (ja) * 1985-09-09 1987-03-18 Nippon Steel Corp Ｙａｇレ−ザによる珪素鋼帯の溶接方法
US4854493A (en) * 1986-02-28 1989-08-08 Kawasaki Steel Corporation Method and apparatus for cutting welding steel strips
JPS6330173A (ja) * 1986-07-21 1988-02-08 Kawasaki Steel Corp 鋼帯端部の突合せ溶接時の突合せ方法ならびにその装置
JPH05305466A (ja) * 1992-04-13 1993-11-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 高Ｓｉ鋼のレーザー溶接方法
CN202317450U (zh) * 2011-06-16 2012-07-11 河北工业大学 钢板激光焊机用夹具装置
CN103286444A (zh) * 2012-02-22 2013-09-11 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种硅钢片激光对接焊的方法
CN105081568A (zh) * 2014-04-23 2015-11-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 激光焊接方法
CN104646825A (zh) * 2015-01-30 2015-05-27 武汉华工激光工程有限责任公司 一种光纤激光焊接紫铜厚板的方法
CN107283057A (zh) * 2016-04-12 2017-10-24 株式会社捷太格特 金属部件的接合方法以及接合装置
CN106041305A (zh) * 2016-07-05 2016-10-26 北京科技大学 一种高硅钢激光焊接方法
CN109530918A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 西安增材制造国家研究院有限公司 一种基于激光光内同轴送丝增材制造系统及成型方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113210862A (zh) * 2021-05-12 2021-08-06 武汉钢铁有限公司 一种高牌号硅钢的穿带激光焊接方法

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