CN117206679A - 窄间隙激光焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光焊接技术领域,尤其涉及一种窄间隙激光焊接方法。该窄间隙激光焊接方法包括:清理组对步骤,对两根待焊管道的焊接坡口进行清理,并将两根管道组对;打底焊接步骤,采用0mm~5mm的离焦激光束,使激光束进入待焊管道的焊接坡口间隙内进行整圈打底焊接,且焊接时在焊接坡口的背面及正面均充入保护气体;填充焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈填丝焊接,进行3层~5层填充;盖面焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接。本发明提供一种窄间隙激光焊接方法,以缓解现有技术中存在的主管道的窄间隙焊接的焊接质量较差及焊接效率较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域,尤其涉及一种窄间隙激光焊接方法。
背景技术
随着全球经济的快速发展,在船舶制造、海洋工程、核电设备、石油化工、重型机械以及航空航天等工业领域对高性能的大型厚壁构件的需求越来越大,相应的对大型厚壁构件的焊接技术要求也越来越高。其中,在核电设备领域中,以核电站主管道的安装、焊接质量水平最为重要。
现有技术中,主管道的焊接一般通过自动或手工TIG焊进行大坡口焊接,大坡口焊接时填充金属量大且焊接变形大,为了克服上述问题,现阶段窄间隙TIG冷丝自动焊在核电主管道上已得到应用,并部分取代传统的手工焊,取得了显著的社会效益和经济效益。TIG焊又称为非熔化极惰性气体保护电弧焊,为在惰性气体的保护下,利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。
但是TIG窄间隙自动焊在工艺开发及现场应用过程中,依然存在以下问题:钨极在坡口根部活动范围较小,易发生粘钨、侧壁起弧等问题,影响焊缝质量和焊接效率,进而影响施工进度。
因此,本申请针对上述问题提供一种新的窄间隙激光焊接方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种窄间隙激光焊接方法,以缓解现有技术中存在的主管道的窄间隙焊接的焊接质量较差及焊接效率较低的技术问题。
基于上述目的,本发明提供一种窄间隙激光焊接方法,该窄间隙激光焊接方法包括:
清理组对步骤,对两根待焊管道的焊接坡口进行清理,并将两根管道组对;
打底焊接步骤,采用0mm~5mm的离焦激光束,使激光束进入待焊管道的焊接坡口间隙内进行整圈打底焊接,且焊接时在焊接坡口的背面及正面均充入保护气体;
填充焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈填丝焊接,进行3层~5层填充;
盖面焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接。
进一步地,所述焊接坡口的间隙范围为3mm-10mm。
进一步地,所述打底焊接步骤中,焊接坡口的背面充入保护气体的气流量不小于10L/min,正面充入保护气体的气流量不小于130L/min,激光束的功率为5kw-8kw,焊接速度为0.8m/min-1.2m/min,且在焊接结尾处激光束的功率在6S-12S内匀速降低至0kw。
进一步地,所述填充焊接步骤中,激光束的功率为5kw-10kw,焊接速度为0.3m/min-0.6m/min,送丝速度为4m/min-10m/min;
在第一层填丝焊接时,在焊接坡口的背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量不小于10L/min;之后的填丝焊接中,只在焊接坡口的正面充入保护气体,且正面充入保护气体的气流量不小于130L/min。
进一步地,所述填充焊接步骤中,多层填丝焊接的各焊接起点位置不同。
进一步地,下一层填丝焊接的起点与上一层填丝焊接的起点位置相隔至少15mm。
进一步地,所述盖面焊接步骤中,激光束的功率为5kw-7kw,焊接速度为0.3m/min-0.5m/min,送丝速度为5m/min-7m/min,且焊接结束处收丝,并增加离焦量至60mm-90mm。
进一步地,两根待焊管道的焊接坡口的角度为6°,两根管道组对间隙为0.12mm,管道错边量为0.3mm;
采用0mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为10L/min,正面充入保护气体的气流量为130L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.8m/min,在焊接结尾处激光束的功率在6S内匀速降低至0kw;采用10mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.3m/min,送丝速度为4m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为10L/min,正面充入保护气体的气流量为130L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为7m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为160L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为7m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为160L/min;采用15mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为4m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为120L/min;
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm;
采用0mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.3m/min,送丝速度为5m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至60mm。
进一步地,两根待焊管道的焊接坡口的角度为5°,两根管道组对间隙为0.16mm,管道错边量为0.2mm;
采用3mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为15L/min,正面充入保护气体的气流量为200L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为6kw,焊接速度为1m/min,在焊接结尾处激光束的功率在10S内匀速降低至0kw;采用10mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.4m/min,送丝速度为5m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为15L/min,正面充入保护气体的气流量为200L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为7.5kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为8m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为200L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为8kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为8m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为150L/min;采用10mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.4m/min,送丝速度为5m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为130L/min;
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm;
采用10mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为6m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至70mm。
进一步地,两根待焊管道的焊接坡口的角度为6°,两根管道组对间隙为0.2mm,管道错边量为0.8mm;
采用5mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为20L/min,正面充入保护气体的气流量为180L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为8kw,焊接速度为1.2m/min,在焊接结尾处激光束的功率在12S内匀速降低至0kw;采用20mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为8kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为8m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为20L/min,正面充入保护气体的气流量为180L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为8.5kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为10m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为150L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为10kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为10m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为220L/min;采用10mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.55m/min,送丝速度为6m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为180L/min;
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm;
采用20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为7m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至90mm。
采用上述技术方案,本发明的窄间隙激光焊接方法至少具有如下有益效果:
本实施例的窄间隙激光焊接方法,在打底焊接步骤、填充焊接步骤及盖面焊接步骤中,均采用激光焊的方法代替现有技术中TIG焊的使用。
需要说明的是,激光焊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,激光焊中,激光束具有一定的焦距,可直接进入较窄的焊接坡口间隙中完成焊接,因此对焊接坡口间隙可以要求更窄,能够实现主管道等大型厚壁构件的窄间隙甚至超窄间隙焊接,例如,使用本实施例的窄间隙激光焊接方法,可实现对间隙为3mm-10mm的坡口进行焊接。
另外,激光焊具有能量密度高、热输入小、热影响区小、焊接速度快、热变形和残余应力小及焊接质量高等优势,且在激光焊中,焊缝金属的冷却速度较快,进一步可以减小焊接变形。
这样的设置,本实施例的窄间隙激光焊接方法,使用激光焊的焊接手段,因此不使用钨极,不具有钨极在坡口活动范围小的问题,且利用高能量密度的激光作为主要热源,减少焊接热影响区宽度和焊接变形,并通过填丝焊接,并不以电弧形式进行焊接,避免了粘钨、侧壁起弧的问题,提高了焊接质量及焊接效率;另外,在打底焊接步骤、填充焊接步骤及盖面焊接步骤中,均采用整圈焊接的方法,使焊接后内壁光滑,避免激光作用于焊丝后引起焊丝熔化后流动造成内壁粗糙。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解的是,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的窄间隙激光焊接方法中管道的焊接坡口的结构示意图。
附图标记:
1-第一管道;
2-第二管道;
3-焊接坡口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例
本实施例提供一种窄间隙激光焊接方法,该窄间隙激光焊接方法包括:清理组对步骤,对两根待焊管道的焊接坡口进行清理,并将两根管道组对,例如,请参见图1,两根待焊管道分别为第一管道1与第二管道2,两根管道对接形成焊接坡口3,其中,焊接坡口3可以为V形坡口、Y形坡口、K形坡口或者U形坡口等。
打底焊接步骤,采用0mm~5mm的离焦激光束,使激光束进入待焊管道的焊接坡口3间隙内进行整圈打底焊接,且焊接时在焊接坡口3的背面及正面均充入保护气体;填充焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈填丝焊接,进行3层~5层填充;盖面焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接。
也就是说,本实施例的窄间隙激光焊接方法,在打底焊接步骤、填充焊接步骤及盖面焊接步骤中,均采用激光焊的方法代替现有技术中TIG焊的使用。
需要说明的是,激光焊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,激光焊中,激光束具有一定的焦距,可直接进入较窄的焊接坡口3间隙中完成焊接,因此对焊接坡口3间隙可以要求更窄,能够实现主管道等大型厚壁构件的窄间隙甚至超窄间隙焊接,例如,使用本实施例的窄间隙激光焊接方法,可实现对间隙为3mm-10mm的坡口进行焊接。
另外,激光焊具有能量密度高、热输入小、热影响区小、焊接速度快、热变形和残余应力小及焊接质量高等优势,且在激光焊中,焊缝金属的冷却速度较快,进一步可以减小焊接变形。
这样的设置,本实施例的窄间隙激光焊接方法,使用激光焊的焊接手段,因此不使用钨极,不具有钨极在坡口活动范围小的问题,且利用高能量密度的激光作为主要热源,减少焊接热影响区宽度和焊接变形,并通过填丝焊接,并不以电弧形式进行焊接,避免了粘钨、侧壁起弧的问题,提高了焊接质量及焊接效率;另外,在打底焊接步骤、填充焊接步骤及盖面焊接步骤中,均采用整圈焊接的方法,使焊接后内壁光滑,避免激光作用于焊丝后引起焊丝熔化后流动造成内壁粗糙。
可选地,本实施例中,焊接坡口的间隙范围为3mm-10mm,例如,焊接坡口的间隙为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm或者10mm等,使用本实施例的窄间隙激光焊接方法,可实现对间隙为3mm-10mm的超窄间隙坡口进行焊接,采用超窄间隙焊接坡口,大幅度的减小了坡口面积,因而减少了坡口的焊材填充量,且降低了焊接热输入量,从而减小了焊接变形,提高了焊接效率,另外,金属填充量的减少也降低了生产成本。
因此,本实施例的主管道的窄间隙激光焊接方法,结合了激光焊和窄间隙焊的双重优势,具有焊接变形小及焊接速度快等优点。
优选地,本实施例中,清理组对步骤中,组对间隙不大于0.2mm,错边量不大于1mm。可选地,组对间隙为0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.17mm或者0.2mm等,错边量为0.9mm、0.7mm、0.5mm、0.4mm或者0.3mm等。
可选地,本实施例中,打底焊接步骤中,焊接坡口的背面充入保护气体的气流量不小于10L/min,正面充入保护气体的气流量不小于130L/min,激光束的功率为5kw-8kw,焊接速度为0.8m/min-1.2m/min,且在焊接结尾处激光束的功率在6S-12S内匀速降低至0kw。
可选地,保护气体为氮气、氩气或氦气等。
另外,焊接坡口的背面充入保护气体的气流量为10L/min、20L/min、40L/min或者80L/min等,焊接坡口的正面充入保护气体的气流量为130L/min、140L/min、150L/min、160L/min或者180L/min等,激光束的功率为5kw、6kw、7kw或者8kw等,焊接速度为0.8m/min、0.9m/min、1.0m/min、1.1m/min或者1.2m/min等。
可选地,本实施例中,填充焊接步骤中,激光束的功率为5kw-10kw,焊接速度为0.3m/min-0.6m/min,送丝速度为4m/min-10m/min;在第一层填丝焊接时,在焊接坡口的背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量不小于10L/min;之后的填丝焊接中,只在焊接坡口的正面充入保护气体,且正面充入保护气体的气流量不小于130L/min。
可选地,保护气体为氮气、氩气或氦气等。
另外,激光束的功率为5kw、7kw、9kw或者10kw等,焊接速度为0.3m/min、0.4m/min、0.5m/min或者0.6m/min等,送丝速度为4m/min、5m/min、6m/min、7m/min、8m/min、9m/min或者10m/min等。
在第一层填丝焊接时,背面充入保护气体的气流量为10L/min、20L/min、40L/min或者80L/min等,之后的填丝焊接中,正面充入保护气体的气流量为130L/min、140L/min、150L/min、160L/min或者180L/min等。
优选地,本实施例中,填充焊接步骤中,多层填丝焊接的各焊接起点位置不同。
需要说明的是,多层填丝焊接中,若一直在同一位置起焊,此位置热量集中,易导致此位置变形较大,因此本实施例中,多层填丝焊接的各焊接起点位置不同,防止焊接变形,保证了焊接的质量。
优选地,本实施例中,下一层填丝焊接的起点与上一层填丝焊接的起点位置相隔至少15mm。
可选地,下一层填丝焊接的起点与上一层填丝焊接的起点位置相隔15mm、16mm、17mm、18mm或者20mm等。
可选地,本实施例中,盖面焊接步骤中,激光束的功率为5kw-7kw,焊接速度为0.3m/min-0.5m/min,送丝速度为5m/min-7m/min,且焊接结束处收丝,并增加离焦量至60mm-90mm。
可选地,激光束的功率为5kw、5.5kw、6kw或者7kw等,焊接速度为0.3m/min、0.4m/min、0.45m/min或者0.5m/min等,送丝速度为5m/min、5.5m/min、6m/min、6.5m/min或者7m/min等。
以下以316L管道,管道规格为Φ325×30mm的主管道为例,来说明窄间隙激光焊接方法的具体过程:
作为可实现的第一种方式,两根待焊管道的焊接坡口的角度为6°,两根管道组对间隙为0.12mm,管道错边量为0.3mm。
采用0mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为10L/min,正面充入保护气体的气流量为130L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.8m/min,在焊接结尾处激光束的功率在6S内匀速降低至0kw;采用10mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.3m/min,送丝速度为4m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为10L/min,正面充入保护气体的气流量为130L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为7m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为160L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为7m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为160L/min;采用15mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为4m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为120L/min。
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm。
采用0mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.3m/min,送丝速度为5m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至60mm。
作为可实现的第二种方式,两根待焊管道的焊接坡口的角度为5°,两根管道组对间隙为0.16mm,管道错边量为0.2mm。
采用3mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为15L/min,正面充入保护气体的气流量为200L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为6kw,焊接速度为1m/min,在焊接结尾处激光束的功率在10S内匀速降低至0kw;采用10mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.4m/min,送丝速度为5m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为15L/min,正面充入保护气体的气流量为200L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为7.5kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为8m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为200L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为8kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为8m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为150L/min;采用10mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.4m/min,送丝速度为5m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为130L/min。
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm。
采用10mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为6m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至70mm。
作为可实现的第三种方式,两根待焊管道的焊接坡口的角度为6°,两根管道组对间隙为0.2mm,管道错边量为0.8mm。
采用5mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为20L/min,正面充入保护气体的气流量为180L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为8kw,焊接速度为1.2m/min,在焊接结尾处激光束的功率在12S内匀速降低至0kw;采用20mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为8kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为8m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为20L/min,正面充入保护气体的气流量为180L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为8.5kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为10m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为150L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为10kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为10m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为220L/min;采用10mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.55m/min,送丝速度为6m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为180L/min。
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm。
采用20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为7m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至90mm。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种窄间隙激光焊接方法,其特征在于,包括:
清理组对步骤,对两根待焊管道的焊接坡口进行清理,并将两根管道组对;
打底焊接步骤,采用0mm~5mm的离焦激光束,使激光束进入待焊管道的焊接坡口间隙内进行整圈打底焊接,且焊接时在焊接坡口的背面及正面均充入保护气体;
填充焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈填丝焊接,进行3层~5层填充;
盖面焊接步骤,采用0mm~20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接。
2.根据权利要求1所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,所述焊接坡口的间隙范围为3mm-10mm。
3.根据权利要求1所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,所述打底焊接步骤中,焊接坡口的背面充入保护气体的气流量不小于10L/min,正面充入保护气体的气流量不小于130L/min,激光束的功率为5kw-8kw,焊接速度为0.8m/min-1.2m/min,且在焊接结尾处激光束的功率在6S-12S内匀速降低至0kw。
4.根据权利要求1所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,所述填充焊接步骤中,激光束的功率为5kw-10kw,焊接速度为0.3m/min-0.6m/min,送丝速度为4m/min-10m/min;
在第一层填丝焊接时,在焊接坡口的背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量不小于10L/min;之后的填丝焊接中,只在焊接坡口的正面充入保护气体,且正面充入保护气体的气流量不小于130L/min。
5.根据权利要求1所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,所述填充焊接步骤中,多层填丝焊接的各焊接起点位置不同。
6.根据权利要求5所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,下一层填丝焊接的起点与上一层填丝焊接的起点位置相隔至少15mm。
7.根据权利要求1所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,所述盖面焊接步骤中,激光束的功率为5kw-7kw,焊接速度为0.3m/min-0.5m/min,送丝速度为5m/min-7m/min,且焊接结束处收丝,并增加离焦量至60mm-90mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,两根待焊管道的焊接坡口的角度为6°,两根管道组对间隙为0.12mm,管道错边量为0.3mm;
采用0mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为10L/min,正面充入保护气体的气流量为130L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.8m/min,在焊接结尾处激光束的功率在6S内匀速降低至0kw;采用10mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.3m/min,送丝速度为4m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为10L/min,正面充入保护气体的气流量为130L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为7m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为160L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为7m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为160L/min;采用15mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为4m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为120L/min;
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm;
采用0mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为5kw,焊接速度为0.3m/min,送丝速度为5m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至60mm。
9.根据权利要求1-7任一项所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,两根待焊管道的焊接坡口的角度为5°,两根管道组对间隙为0.16mm,管道错边量为0.2mm;
采用3mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为15L/min,正面充入保护气体的气流量为200L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为6kw,焊接速度为1m/min,在焊接结尾处激光束的功率在10S内匀速降低至0kw;采用10mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.4m/min,送丝速度为5m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为15L/min,正面充入保护气体的气流量为200L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为7.5kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为8m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为200L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为8kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为8m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为150L/min;采用10mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.4m/min,送丝速度为5m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为130L/min;
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm;
采用10mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.45m/min,送丝速度为6m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至70mm。
10.根据权利要求1-7任一项所述的窄间隙激光焊接方法,其特征在于,两根待焊管道的焊接坡口的角度为6°,两根管道组对间隙为0.2mm,管道错边量为0.8mm;
采用5mm的离焦激光束进行整圈打底焊接,焊接时在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为20L/min,正面充入保护气体的气流量为180L/min,保护气体为氩气,激光束的功率为8kw,焊接速度为1.2m/min,在焊接结尾处激光束的功率在12S内匀速降低至0kw;采用20mm的离焦激光束进行第一圈填丝焊接,激光束的功率为8kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为8m/min,在焊接坡口背面及正面均充入保护气体,背面充入保护气体的气流量为20L/min,正面充入保护气体的气流量为180L/min;采用0mm的离焦激光束进行第二圈填丝焊接,激光束的功率为8.5kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为10m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为150L/min;采用0mm的离焦激光束进行第三圈填丝焊接,激光束的功率为10kw,焊接速度为0.6m/min,送丝速度为10m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为220L/min;采用10mm的离焦激光束进行第四圈填丝焊接,激光束的功率为6kw,焊接速度为0.55m/min,送丝速度为6m/min,正面充入保护气体且气体的气流量为180L/min;
每进行下一层填丝焊接时的起点处与上一层填丝焊接时的起点处位置至少相隔15mm;
采用20mm的离焦激光束进行整圈盖面焊接,激光束的功率为7kw,焊接速度为0.5m/min,送丝速度为7m/min,焊接结束处收丝,并增加离焦量至90mm。
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