[发明专利]排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法

权利要求书

1.一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：分别将所述排气管筒体(2)与所述法兰(1)的焊接边加工成环形焊接边；

步骤二：依据所述环形焊接边的设计参数，规划双光束激光焊接几何位置形态、焊接路径；

步骤三：确定双光束激光焊接参数；

步骤四：依据双光束激光焊接参数，对所述法兰(1)和所述排气管筒体(2)进行双光束激光焊接；

步骤一包括：所述法兰(1)的焊接边内侧制备环形凹槽，所述法兰(1)的环形凹槽的径向高度与所述排气管筒体(2)的壁厚一致；所述排气管筒体(2)的焊接边插入式装配在所述法兰(1)的环形凹槽内。

2.根据权利要求1所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤一中，所述法兰(1)的第一焊接边壁厚δ1的厚度范围为2mm-4mm，所述法兰(1)的第一焊接边壁厚为δ1状态的第一焊接边长度L不小于3mm，所述法兰(1)的环形凹槽的深度a为0.2mm-1.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，当所述法兰(1)和所述排气管筒体(2)插入式装配以后，二者之间的内表面平齐且二者之间的局部最大装配间隙△x应不大于a/2。

4.根据权利要求2所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤二包括：焊接过程中，第一激光束(6)的中轴线与所述法兰(1)表面法向的倾角范围为±10°；在垂直于所述第一激光束(6)的激光焊接方向且远离所述法兰(1)的侧面设置第二激光束(7)，所述第二激光束(7)的焦点位置位于所述法兰(1)焊接边侧面。

5.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤二包括：焊接过程中，所述第一激光束(6)的中轴线与所述法兰(1)的环形凹槽轴向焊接端面距离为b，b＝0-a/2，所述第一激光束(6)为负离焦且离焦量△f范围为(δ2-δ1)-(δ2-δ1)/2。

6.根据权利要求5所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤二包括：所述第二激光束(7)的中轴线与所述法兰(1)表面法向方向的倾角为30°-60°，所述第二激光束(7)的焦点位置与所述法兰(1)的表面距离为0～-△f。

7.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，所述第一激光束(6)和所述第二激光束(7)作用于同一熔池。

8.根据权利要求4所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤二还包括：所述第二激光束(7)的焊接作用点位于所述第一激光束(6)的激光作用点的后方，且所述第二激光束(7)和所述第一激光束(6)作用于不同的熔池。

9.根据权利要求1所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤三中确定双光束激光焊接参数包括：

所述第一激光束(6)和所述第二激光束(7)为光纤激光或YAG激光，所述第一激光束(6)和所述第二激光束(7)的焦长范围为150mm-500mm，焦斑直径范围为0.2mm-0.6mm；当采用常规激光焊接时，焊接参数包括焊接速度和激光功率；

当采用扫描激光束焊接时，焊接参数包括焊接速度、激光功率、扫描轨迹、扫描幅度和扫描频率，所述第一激光束(6)的扫描轨迹为圆形、扫描频率调节范围在30Hz-200Hz、扫描幅度不大于b；所述第二激光束(7)的扫描轨迹为垂线形、扫描频率与所述第一激光束(6)相同、扫描幅度范围为δ1-δ2。

10.根据权利要求9所述的一种排气管筒体与法兰的双光束激光焊接方法，其特征在于，步骤三电弧焊接时采用惰性气体保护，所述惰性气体保护还包括背保护类型。