[发明专利]一种高效的钛合金激光-电弧复合热源管道焊接工艺

权利要求书

1.一种高效的钛合金激光-电弧复合热源管道焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、根据待焊工件的板材厚度加工坡口，清洁焊接部位的油污，保持待焊工件表面干燥；待焊工件为1-3 mm厚度的板材时，无需开坡口；待焊工件为3-8 mm厚度的板材时，需要开单边20～30°，钝边1～2mm的坡口；

步骤S2、根据待焊工件的大小在正式焊接前对其进行点焊固定；根据待焊工件的大小，点焊的长度选择5～10 mm；长度大于1000 mm的纵缝焊接，其点焊距离应为500 mm，如果不足500 mm，应在焊缝两头点焊；所述点焊采用单TIG填丝焊接工艺，点焊工艺为电弧电流150～200 A，送丝速度为100～120 mm/min，焊接时间2～3s；

步骤S3、选用激光-TIG电弧复合的主式进行焊接，其中，Ar气纯度为99.99%；根据待焊工件的坡口形式确定有无冷填丝/盖面焊接，如需要，则选用预设直径的焊丝按照预设的送丝速度进行填充；激光-TIG电弧复合焊接是指激光焊接在前，TIG电弧焊接在后的焊接形式，其中，激光热源选用具有脉冲特性且最大脉冲功率峰值为10000W的激光器，其后的TIG电弧采用非熔化极气体保护焊接直流正极性接法；所述激光热源与TIG电弧热源之间的夹角为45°～80°，激光束中心线与非熔化极尖端的距离需要根据不同的焊接参数进行调整，范围为1～3 mm；所述激光焊接的焊接参数为：脉冲宽度：2～4 ms，离焦量：0 mm；所述非熔化极气体保护焊为钨极氩弧焊，其焊接参数：电弧电压：8～10 V、钨极直径：Φ2.4 mm～3.2mm；待焊工件的板材厚度为1～3 mm时，根据实际需要确定有无冷填丝，如果有，送丝速度根据公式(1)进行确定，

(1)

式中：k为余高决定的成型系数，取值为1.2～1.3，s为填充面积，取值为以板材厚度为直径的半圆面积，d为焊丝直径，v_w为焊接速度，V为送丝速度；电弧电流选用60～300 A，激光脉冲激发电流50～150 A，脉冲频率为20～35 Hz，焊接速度选用300～1500 mm/min；针对待焊工件的板材厚度为3～8 mm的坡口，首先要进行打底焊接，焊接工艺为电弧电流200～300 A，激光平均功率300~1000W，焊接速度150～200 mm/min，正面保护气流量25～30 L/min，背面气流量8 L/min；打底焊接完成之后，需要进行填充盖面焊接，采用激光-TIG电弧复合填丝焊接工艺，送丝速度根据公式(1)进行选择，其他工艺参数为激光平均功率300~1000W，电弧电流180～250 A，焊接速度为240～300 mm/min；

步骤S4、待焊工件通过薄板单层焊接与厚板多层多道焊接实现管道纵、环缝高质量焊缝成形；

步骤S5、焊后对不符合标准的焊缝进行打磨并清理飞溅物。