[发明专利]激光焊接方法

说明书

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光焊接方法。激光焊接方法的步骤包括：控制装夹有圆筒及法兰盘的变位机按预设线速度转动；控制激光焊接头由初始位置向焊接位置运动，并逐渐增大激光焊接头的功率，直至激光焊接头的功率增大至预设功率；控制激光焊接头在预设时间内保持处于焊接位置；控制激光焊接头由焊接位置向初始位置运动，并逐渐减小激光焊接头的功率。该激光焊接方法能够避免试件出现穿孔、裂纹和变形等缺陷，并降低试件的残余应力，保证焊后试件的密封性和同轴度，从而提高大厚壁差密封试件的焊接质量。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种激光焊接方法。

背景技术

大厚壁差密封件的焊接在航空航天、石油化工、海洋工程等工业领域中有着广泛的应用空间，使用传统弧焊工艺焊接大厚壁差零件时，面临着热输入量大、薄壁变形大、薄壁容易焊穿和生产效率低等局限。激光焊具有焊速快、热输入量小、焊接精度高等特点，比较适合大厚壁差密封件的焊接。

大厚壁差高压密封法兰件的焊接面临极大的挑战，两者焊接后一是要保证薄壁件和厚壁件同轴度的一致，二是要保证两者结合后在气压超过5MPa后仍具有良好的密封性。使用激光焊接时，也面临很大难题：焊接开始和结束的位置受到光束的冲击较大，容易形成穿孔和裂纹，这对薄壁件的焊接更为敏感，极大影响法兰件的密封性；激光焊接过程中，由于能量密度比较集中，且深熔小孔不稳定，很容易造成薄壁件的穿孔；激光焊接时，如果热输入量不够，则厚壁件熔化较少，焊缝接头强度较低，如果热输入量过大，则焊后试件残余应力较大，薄壁件的变形就会较大，影响试件的同轴度。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种激光焊接方法，其能够避免试件出现穿孔、裂纹和变形等缺陷，并降低试件的残余应力，保证焊后试件的密封性和同轴度，从而提高大厚壁差密封试件的焊接质量。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明提供一种激光焊接方法，包括：

控制装夹有圆筒及法兰盘的变位机按预设线速度转动；

控制激光焊接头由初始位置向焊接位置运动，并逐渐增大激光焊接头的功率，直至激光焊接头的功率增大至预设功率；

控制激光焊接头在预设时间内保持处于焊接位置；

控制激光焊接头由焊接位置向初始位置运动，并逐渐减小激光焊接头的功率。

在可选的实施方式中，在控制装夹有圆筒及法兰盘的变位机按预设线速度转动之前，激光焊接方法的步骤包括：

用丙酮和酒精对圆筒和法兰盘进行清洗，并将吹干后的圆筒和法兰盘固定于变位机。

在可选的实施方式中，法兰盘的厚度与圆筒的厚度之比大于等于30，且圆筒的厚度小于等于1mm。

在可选的实施方式中，在控制装夹有圆筒及法兰盘的变位机按预设线速度转动之前，激光焊接方法的步骤包括：

调整激光焊接头的入射角度，并使得激光焊接头的光斑位于圆筒及法兰盘的结合处，且保持激光焊接头的光斑位于圆筒外周面的面积与激光焊接头的光斑的总面积之比为1/4-1/3。

在可选的实施方式中，激光焊接头与法兰盘所处平面的夹角为30°-60°，激光焊接头与圆筒的轴线所处平面的法线的夹角为0°-10°。

在可选的实施方式中，控制激光焊接头由初始位置向焊接位置运动，并逐渐增大激光焊接头的功率，直至激光焊接头的功率增大至预设功率的步骤包括：

在激光焊接头处于初始位置的情况下，控制激光焊接头的离焦量为15mm-30mm；在激光焊接头处于焊接位置的情况下，控制激光焊接头的离焦量为0mm-15mm。

在可选的实施方式中，激光焊接头的预设功率为1kw-3kw。