[发明专利]一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法

权利要求书

1.一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：薄不锈钢复合板、铬镍合金粉、乙醇、氩气、砂纸、研磨膏，其组合用量如下：以毫米、克、毫升、毫米³为计量单位

薄不锈钢复合板：200mm×80mm×1mm    2块

                中间碳素钢板厚度0.8mm

                包覆层不锈钢板单面厚度0.1mm

                铬镍合金粉：500g±10g

成分组成：

乙醇：C₂H₆O 1000ml±10ml

氩气：Ar  10000cm³±100cm³

砂纸：300mm×200mm×1mm，400目2张

研磨膏：Φ50mm×100mm，800目  1块

激光焊接方法如下：

(1)精选化学物质材料

对激光焊接使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

薄不锈钢复合板：固态板形

铬镍合金粉：固态粉体

乙醇：液态液体  99.99％

氩气：气态气体  99.99％

砂纸：固态纸状

研磨膏：固态固体

(2)Cr、Ni粉末配制计算

利用杠杆定律，填充材料在舍弗勒图中位置，得出铬当量Cr_eq和镍当量Ni_eq分别为36-37％和16-17％；

(3)预处理薄不锈钢复合板

⑤薄不锈钢复合板厚度为1mm，中间碳素钢板厚度为0.8mm，单面不锈钢包覆层厚度为0.1mm；

⑥被焊接薄不锈钢复合板为两块，尺寸、规格一样，呈矩形板状；

⑦将被焊接薄不锈钢复合板用夹具分别固定，确定被焊接部位，两块板之间留有间隙0.1-0.2mm；

⑧被焊接板材固定后，用乙醇清洗被焊表面污渍，然后晾干；

(4)预处理铬镍合金粉

①将铬镍合金粉置于球磨机中，进行球磨，转速200r/min，球磨300min后用300目筛网过筛，反复进行，细粉颗粒直径≤0.05mm；

②将研磨后的铬镍合金粉置于干燥箱内干燥，干燥温度110℃±2℃，干燥时间240min±5min；

(5)激光焊接薄不锈钢复合板

薄不锈钢复合板的焊接是在激光焊接机上进行的，是在激光束照射、送粉器送粉、氩气保护下完成的，激光束照射输出功率、送粉量、焊接速度均是由计算机程序控制完成的；

①将工作平板置于激光焊接机的工作台上并固定；将被焊接的薄不锈钢复合板分左右对称安装在工作平板上，正面向上，两被焊接的薄不锈钢复合板平行对齐，平行度≤20μm，中间间隙为0.1-0.2mm，然后用夹具螺栓固定；

②将盛有焊粉的送粉器的送粉头对准被焊接部位；

③将氩气管对准被焊接部位；

④将激光器的激光束垂直对准被焊接部位；

⑤开启送粉器调控器，向被焊接部位输送焊粉，送粉量由激光焊接机的送粉调控器程序控制，送粉速率为25-30g/min；

⑥开启氩气阀，向被焊接部位输送氩气，氩气输送速度为600cm³/min；

⑦开启激光器，激光束对准被焊接部位进行激光焊接，激光束光斑直径0.1mm、离焦量+1mm、脉冲频率30Hz、电压80V，焊接速度5mm/s；

⑧焊接结束后，关闭激光器、送粉器、氩气阀，使其自然冷却至25℃；

⑨将被焊接薄不锈钢复合板拆下，重新安装不锈钢复合板，反面向上，用同一工艺流程焊接反面；

⑩焊接完成后，关闭激光器、送粉器、氩气阀，使其自然冷却至25℃，然后拆下薄不锈钢复合板；

(6)清理薄不锈钢复合板焊缝表面

将焊接后的薄不锈钢复合板置于平板上，用400目砂纸打磨焊接表面，消除焊瘤，使其平整；

(7)清洗

将焊接并清理的薄不锈钢复合板用乙醇擦洗，使其洁净；

(8)中温回火

将焊接清理后的薄不锈钢复合板置于中温回火炉中，进行回火处理，回火温度150℃±2℃，回火时间60min±5min；

(9)表面清理

对中温回火后的薄不锈钢复合板用400目砂纸打磨，然后用800目研磨膏研磨，使表面光洁；

(10)清洗

将打磨、研磨后的不锈钢复合板用乙醇擦洗，使其洁净；

(11)检测、分析、表征

对激光焊接后的薄不锈钢复合板的金相组织、耐腐蚀性能、抗拉强度、延伸率、显微硬度及化学物理性能进行检测、分析、表征；

用光学显微镜对焊缝的微观组织进行观察分析；

用硫酸-硫酸铜溶液对焊缝进行晶间腐蚀试验；

用电化学腐蚀设备对焊缝的耐腐蚀性能进行测试分析；

用显微硬度仪对焊缝的硬度进行测试分析；

用拉伸试验机对焊缝的抗拉强度进行测试；

结论：薄不锈钢复合板激光焊接后焊缝平整、牢固，接近母材的耐腐蚀性，抗拉强度为450.9MPa，为母材的98.2％。

2.根据权利要求1所述属的一种薄不锈钢复合板的激光焊接方法，其特征在于：薄不锈钢复合板的对接焊接是在激光焊接机上进行的，是在激光束照射、送粉器送粉、氩气保护下完成的，激光束照射功率、送粉量控制、焊接速度均是由计算机程序控制完成的；激光焊接机(1)为卧式，在激光焊接机(1)的上部为工作台(7)，在工作台(7)上为工作平板(8)，在工作平板(8)上部分左右对称安装薄不锈钢复合板(21)、(22)，薄不锈钢复合板(21)、(22)之间留存缝隙0.1-0.2mm，并分别由左固定螺栓(11)、右固定螺栓(12)固定；在激光焊接机(1)的右部设有送粉器(13)及送粉盒(14)，并联接送粉管(23)，送粉管(23)的出粉口对准两被焊接薄不锈钢复合板(21)、(22)的焊缝；在激光焊接机(1)的左上部设有氩气管(16)，氩气管(16)联接氩气阀(17)及氩气瓶(18)，氩气管(16)的出气口对准两被焊薄接不锈钢复合板的焊缝；在激光焊接机(1)的中间上部设有激光器(19)，并由支架(15)固定，激光器(19)的激光束(20)对准两被焊接薄不锈钢复合板的焊缝处；激光焊接机的正面设有显示屏(2)、指示灯(3)、电源开关(6)、激光束调控器(5)。