[发明专利]一种改善不锈钢薄板搭接接头咬边的扫描激光焊接工艺

说明书

本发明涉及一种改善不锈钢薄板搭接接头咬边的扫描激光焊接工艺，取两块不锈钢板，分别记为上板和下板，部分叠放固定，再以与下板的相交的上板边缘位置为焊缝中心，调整激光功率，使其大小按照激光斑点照射到的位置呈周期性变化，在保护气氛下进行扫描激光焊接，即完成。与现有技术相比，本发明在具体焊接时，可以有较高的焊接速度，可以提高生产效率，同时，整体热输入量并不会使焊缝熔透，并抑制咬边的形成。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，涉及一种改善不锈钢薄板搭接接头咬边的扫描激光焊接工艺。

背景技术

随着社会经济的发展，人类社会对能源的需求不断提高，其中天然气作为一种清洁能源，受到了越来越多的青睐。由于天然气常温下呈气态，因此为了方便运输，一般在低温下储存，以液化天然气(LNG)的形态运输。液化天然气船，简称LNG船，是专门用于运输液化天然气的船舶。作为一种清洁、高效的能源，LNG已成为本世纪初缓解能源供需矛盾，优化能源结构的开发利用重点。LNG运输船需能保证在零下163℃低温下，把天然气“压”成液态，使其体积缩小到1/600。加上超长距离运输液化天然气的能力，LNG船成为国际上公认的高技术、高附加值、高可靠性的产品。在LNG船液货维护舱的制造过程中，按照GTT.Ext.Doc.1140R15标准，需要对1.2mm厚304不锈钢板进行搭接角焊。

在之前的生产过程中，该搭接接头普遍采用等离子弧焊的方式进行焊接，焊接速度约为30cm/min。考虑到激光焊接较等离子弧焊有着更快的焊接速度，拟在此搭接接头的生产过程中采用激光焊接；同时，由于生产标准中对焊缝熔宽有一定的要求，计划采用的焊接方式为圆形扫描激光焊接，可获得与普通激光焊接相比更大的熔宽。

目前圆形扫描激光焊接在304L不锈钢角焊缝时焊接接头往往会出现咬边缺陷，而这在焊接过程中是不被允许的。因此，如何改善不锈钢的角焊缝搭接接头的焊接质量显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种改善不锈钢薄板搭接接头咬边的扫描激光焊接工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种改善不锈钢薄板搭接接头咬边的扫描激光焊接工艺，取两块不锈钢板，分别记为上板和下板，部分叠放固定，再以与下板的相交的上板边缘位置为焊缝中心，在保护气氛下进行扫描激光焊接。

进一步的，焊接过程中，激光功率大小按照激光斑点照射到的位置呈周期性变化。

更进一步的，扫描激光的轨迹呈圆形，且扫描激光焊接后得到的焊缝宽度与扫描轨迹的半径的2倍相等。

更进一步优选的，所述焊缝由焊缝中间区域，以及连接所述焊缝中间区域并分别位于上板和下板上的焊缝上板边缘区域和焊缝下板边缘区域。

更优选的，扫描激光焊接过程中，在焊缝下板边缘区域、焊缝中间区域和焊缝上板边缘区域的交界区域形成了四个激光功率切换点，分别为焊缝下板边缘区域和焊缝中间区域交界的A点和B点，焊缝中间区域和焊缝上板边缘区域交界的C点和D点，并将圆形扫描轨迹分割为对应焊缝下板边缘区域的AB段、对应焊缝中间区域的BC段和DA段，对应焊缝上板边缘区域的CD段。

更优选的，定义扫描激光在焊缝下板边缘区域的功率为P21，其对应扫描轨迹为路径为A→B；在焊缝中间区域的功率为P22，其对应扫描轨迹为路径为B→C与D→A；在焊缝上板边缘区域为P23，其对应扫描轨迹为路径为C→D；且P22P23P21。进一步更优选的，功率P21为1000W，功率P22为1800W，功率P23为1400W。

更优选的，激光功率切换点位于在圆形扫描轨迹半径的0.7倍位置做弦与圆周相交的交点处。

更进一步的，激光斑点位于上板时，激光沿焊缝长度方向的扫描方向与焊接方向同。