CN112846658A - 一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法 - Google Patents

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张鹏举
韩志华
张力
刘长城
布仁
孙刚峰
徐晓东
胡佳乐
王珅玮
李刚
贾春燕
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

Abstract

本发明属于核燃料元件制造激光氩弧复合焊接技术领域，具体涉及一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法。步骤1：选择焊接方法为激光氩弧复合自熔型焊接方法；步骤2：进行焊接前对两种焊接母材进行机械打磨，去除两种焊接母材表面氧化层；步骤3：对两种焊接母材进行焊接前点焊固定，点焊固定后去除焊点表面氧化色；步骤4：对两种焊接母材配合后形成的锁底型焊缝进行激光氩弧复合焊接；步骤5：对焊缝位置进行焊接后X射线无损检测。采用本发明所述方法进行焊接时，焊缝内部不存在气孔，且焊缝能够满足核燃料元件制造领域技术条件要求。

Description

一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法
技术领域
本发明属于核燃料元件制造激光氩弧复合焊接技术领域，具体涉及一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法。
背景技术
目前，核燃料元件制造领域多采用技术较成熟、成本较低的氩弧焊接或压力电阻焊等传统焊接方式。激光焊接作为一种较为先进的焊接方式，由于对工件装配精度要求较高且焊接过程中容易产生气孔缺陷而在对焊缝质量要求较高的核燃料元件制造领域鲜有应用。
发明内容
为解决中厚钢锁底型焊缝内气孔问题，同时满足焊缝有效熔深大于锁底型焊缝焊接试板板厚的技术要求，本发明提供一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，
步骤1：选择焊接方法为激光氩弧复合自熔型焊接方法；
步骤2：进行焊接前对两种焊接母材进行机械打磨，去除两种焊接母材表面氧化层；
步骤3：对两种焊接母材进行焊接前点焊固定，点焊固定后去除焊点表面氧化色；
步骤4：对两种焊接母材配合后形成的锁底型焊缝进行激光氩弧复合焊接；
步骤5：对焊缝位置进行焊接后X射线无损检测。
点焊方式为激光点焊或者氩弧点焊。
两种焊接母材为304不锈钢与316不锈钢或者其他牌号不锈钢，板厚为3mm，对距焊缝两侧3-10mm范围内两种焊接母材打磨至表面呈金属光泽。
步骤3对两种焊接母材进行焊接前点焊固定包括：对焊缝首端、尾端、中间进行激光或氩弧点焊固定，其中激光点焊参数为：激光功率1000-3000w，出光时间0.1-1s；氩弧点焊参数为：焊接电流：100-200A，点焊时间为0.1-1s。
步骤3点焊固定后焊缝间隙小于0.3mm。
步骤4具体为：将焊接头与氩弧焊枪刚性固定，焊接过程中，焊接头与氩弧焊枪相对位置不变，并且氩弧焊枪进行三维和旋转运动。
步骤4中激光功率为1000～4000w，离焦量为+5～+20mm或-5～-20mm，焊接速度为0.001m/s～0.01m/s。
步骤4中氩弧电流为100～3000A，气流量为5-25L/min。
步骤4中焊接头与氩弧焊枪夹角为30-60°，激光热源中心与氩弧热源中心重合。
步骤5通过X射线无损检测方法对焊缝内部气孔缺陷进行检测，确定焊缝内部有无气孔存在。
本发明所取得的有益效果为：
采用本发明所述方法进行304不锈钢与316不锈钢合金钢焊接或者其他牌号不锈钢时，焊缝内部不存在气孔，且焊缝能够满足核燃料元件制造领域技术条件要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
1)为解决中厚钢锁底型焊缝内气孔问题，同时满足焊缝有效熔深大于锁底型焊缝焊接试板板厚的技术要求，本发明提供一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，该方法为激光氩弧复合焊接方法，焊接对象为不锈钢。
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
步骤1：选择焊接方法为激光氩弧复合自熔型焊接方法；
步骤2：进行焊接前对两种焊接母材进行机械打磨，去除两种焊接母材表面氧化层；
步骤3：对两种焊接母材进行焊接前点焊固定，点焊方式为激光点焊或者氩弧点焊，点焊固定后去除焊点表面氧化色；
步骤4：对两种焊接母材配合后形成的锁底型焊缝进行激光氩弧复合焊接；
步骤5：对焊缝位置进行焊接后X射线无损检测。
所述步骤1中焊缝形式为锁底型焊缝，焊接方式为激光氩弧复合自熔型焊接。
所述步骤2两种焊接母材为304不锈钢与316不锈钢或者其他牌号不锈钢，板厚为3mm，对距焊缝两侧3-10mm范围内两种焊接母材打磨至两种焊接母材表面呈金属光泽。
所述步骤3对两种焊接母材进行焊接前点焊固定包括：对焊缝首端、尾端、中间进行激光或氩弧点焊固定，其中激光点焊参数为：激光功率1000-3000w，出光时间0.1-1s；氩弧点焊参数为：焊接电流：100-200A，点焊时间为0.1-1s。
所述步骤3点焊固定后去除焊点表面氧化色除，点焊固定后焊缝间隙小于0.3mm。
所述步骤4将焊接头与氩弧焊枪刚性固定，焊接过程中，焊接头与氩弧焊枪相对位置不变，并且氩弧焊枪可进行X、Y、Z三维和旋转运动。
所述步骤4中激光功率为1000～4000w，离焦量为+5～+20mm或-5～-20mm，焊接速度为0.001m/s～0.01m/s。
所述步骤4中氩弧电流为100～3000A，气流量为5-25L/min。
所述步骤4中焊接头与氩弧焊枪夹角为30-60°，激光热源中心与氩弧热源中心重合。
所述步骤5通过X射线无损检测方法对焊缝内部气孔缺陷进行检测，确定焊缝内部有无气孔存在。
本发明公开了一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，包括以下步骤：
步骤1：选择焊接方法为激光氩弧复合焊接方法，焊接母材为304不锈钢与CN1515不锈钢，板厚为3mm；焊缝形式为锁底型焊缝，焊接方式为激光氩弧复合自熔型焊接。
步骤2：进行焊接前对母材进行机械打磨，去除母材表面氧化层，对距焊缝两侧3-10mm范围内母材打磨至母材表面呈金属光泽。
步骤3：进行焊接前点焊固定，对焊缝首端、尾端、中间进行激光或氩弧点焊固定其中激光点焊参数为：激光功率1000-3000w，出光时间0.1-1s；氩弧点焊参数为：焊接电流：100-200A，点焊时间为0.1-1s；点焊固定后对焊缝表面氧化色进行去除；点焊固定后焊缝间隙小于0.3mm。
步骤4：进行激光氩弧复合焊接，激光功率为1000～4000w，离焦量为+5～+20mm或-5～-20mm，焊接速度为0.001m/s～0.01m/s，氩弧电流为100～3000A，气流量为5-25L/min，焊接头与氩弧焊枪夹角为30-60°，激光热源中心与氩弧热源中心重合。
步骤5：进行焊接后X射线无损检测，通过X射线检测方法对焊缝内部气孔缺陷进行检测，确定焊缝内部有无气孔存在。
为解决中厚钢锁底型焊缝内气孔问题，同时满足焊缝有效熔深大于锁底型焊缝焊接试板板厚的技术要求，本发明提供一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法。包括以下步骤：步骤1，选择焊接方法为激光氩弧复合焊接方法；步骤2：进行焊接前对母材进行机械打磨，去除母材表面氧化层；步骤3：进行焊接前点焊固定；步骤4：进行激光氩弧复合焊接；步骤5：进行焊接后X射线无损检测。采用本发明专利所述方法进行304不锈钢与316不锈钢或者其他牌号不锈钢焊接时，焊缝内部不存在气孔，且焊缝能够满足核燃料元件制造领域技术条件要求。

Claims (10)

1.一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：
步骤1：选择焊接方法为激光氩弧复合自熔型焊接方法；
步骤2：进行焊接前对两种焊接母材进行机械打磨，去除两种焊接母材表面氧化层；
步骤3：对两种焊接母材进行焊接前点焊固定，点焊固定后去除焊点表面氧化色；
步骤4：对两种焊接母材配合后形成的锁底型焊缝进行激光氩弧复合焊接；
步骤5：对焊缝位置进行焊接后X射线无损检测。
2.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：点焊方式为激光点焊或者氩弧点焊。
3.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：两种焊接母材为304不锈钢与316不锈钢或者其他牌号不锈钢，板厚为3mm，对距焊缝两侧3-10mm范围内两种焊接母材打磨至表面呈金属光泽。
4.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤3对两种焊接母材进行焊接前点焊固定包括：对焊缝首端、尾端、中间进行激光或氩弧点焊固定，其中激光点焊参数为：激光功率1000-3000w，出光时间0.1-1s；氩弧点焊参数为：焊接电流：100-200A，点焊时间为0.1-1s。
5.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤3点焊固定后焊缝间隙小于0.3mm。
6.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤4具体为：将焊接头与氩弧焊枪刚性固定，焊接过程中，焊接头与氩弧焊枪相对位置不变，并且氩弧焊枪进行三维和旋转运动。
7.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤4中激光功率为1000～4000w，离焦量为+5～+20mm或-5～-20mm，焊接速度为0.001m/s～0.01m/s。
8.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤4中氩弧电流为100～3000A，气流量为5-25L/min。
9.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤4中焊接头与氩弧焊枪夹角为30-60°，激光热源中心与氩弧热源中心重合。
10.根据权利要求1所述的消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法，其特征在于：步骤5通过X射线无损检测方法对焊缝内部气孔缺陷进行检测，确定焊缝内部有无气孔存在。
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