CN102581486B - 刷式密封激光渗透打点焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种刷式密封激光渗透打点焊接方法,在保证焊接件清洁度的前提下装夹工件,定位好以后对工件进行预热,经工装调试后,通过数控***操作聚焦镜进行准确转动以确认焦距并瞄准,进行打点校准,然后进行焊接,由于激光能量密度高、可实现高深宽比的焊接;焊接加热集中,使得焊接熔化和凝固过程快、效率高;焊件热变形小,焊缝性能高,并且焊缝表面质量好、强度高;焊接参数易于精确调节;另外,激光焊接过程还易于实现集成化、自动化、柔性化。

Description

刷式密封激光渗透打点焊接方法
技术领域
本发明涉及一种激光焊接方法,具体涉及一种刷式密封激光渗透打点焊接方法。
背景技术
刷式密封是现代先进透平机械发展的关键技术之一,其优势主要体现在动密封的工况,被广泛应用在航空发动机、地面燃气轮机、汽轮机和压缩机的动密封部位,能够显著地提高效率,创造巨大的经济效益。
  焊接工艺是刷封生产过程中一道重要的工序,是直接影响刷封的质量、美观等的重要因素。随着刷式密封向着安全、环保、经济、可靠、耐久的方向发展,刷式密封焊接工艺也逐渐向全自动化方向发展。众所周知,实现自动化的前提是零部件的制造精度高,焊接变形小,焊接部位外观光亮、平整,所以要求焊接技术越来越高,而传统焊接工艺已不能满足产品尺寸要求高、密封性强、变形量小的特点。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种焊接速度快、焊接结构变形小、焊缝质量高的刷式密封激光渗透打点焊接方法。
本发明的有益之处在于:
刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、刷封焊接件清洗:清洗刷封焊接件,保证刷封焊接件的焊接部分不存在油污和锈斑;
b、刷封焊接件压配:将需要焊接的两个刷封焊接件压配在一起,保证两个刷封焊接件无压伤、磕碰、结合面无间隙、彼此不发生相互旋转;
c、焊接预热:根据刷封焊接件具体的含碳量,对刷封焊接件进行预热;
d、工装调试:将刷封焊接件装夹在激光焊接机焊接治具上,保证穿过刷封焊接件并使其旋转的焊接心轴外圆径跳小于或等于径跳标准值;
e、测量焦距:测量激光聚焦镜的实际焦距;
f、焊缝打点对中:在刷封焊接件的圆周方向每转过一定的角度利用激光打点,观察偏移情况,使偏离量小于等于0.25mm;
g、焊接:调整保护气喷嘴的角度并释放保护气体,启动激光焊接机,沿刷封焊接件圆周方向进行批量焊接。
前述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤b中,压配压力值范围为2.5-3.0Mpa。
前述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤c中,当含碳质量分数<0.30%时,预热温度为50-150℃。
前述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤c中,当含碳质量分数为0.30%-0.60%时,预热温度为200-500℃。
前述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤c中,当含碳质量分数>0.60%时,预热温度为400-800℃。
前述的刷式密封激光参透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤d中,所述的径跳标准值为0.04mm。
前述的刷式密封激光参透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤f中,上述激光打点的方式为:
首先在刷封焊接件上距离其两端相同距离的位置上利用激光打出两个定位点,然后在它们之间均匀的打出多个校验点,通过观察每次打出的校验点的偏移情况,校验点偏移的距离即为偏移量,来确定具体的偏移量。
前述的刷式密封激光参透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤g中,保护气喷嘴喷射角度为与水平面成30-45度,需要观察保护气情况、激光焊接机的放电情况,控制激光焊接机的功率稳定性,使保护气流量为0.15m3/min,使激光焊接机功率稳定性值小于3%。
前述的刷式密封激光参透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤g中,在完成对一个标准量的刷封焊接件进行连续接焊接后,***进行上述步骤f,然后再进行下一个标准量的的刷封焊接件进行连续接焊接,如此循环,直至完成所有刷封焊接件的焊接。
前述的刷式密封激光参透打点焊接方法,其特征在于,上述标准量的数目为50。
本发明的有益之处在于:激光能量密度高、可实现高深宽比的焊接;焊接加热集中,使得焊接熔化和凝固过程快、效率高;焊件热变形小,焊缝性能高,并且焊缝表面质量好、强度高;激光焊接在大气环境下完成,焊接可达性好;焊接参数易于精确调节;另外,激光焊接过程还易于实现集成化、自动化、柔性化。
附图说明
   图1是本发明的刷式密封激光参透打点焊接方法的一个具体实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明作具体的介绍。
刷式密封激光渗透打点焊接方法包括如下步骤:
刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、刷封焊接件清洗:清洗刷封焊接件,保证刷封焊接件的焊接部分不存在油污和锈斑。刷封焊接件的清洗,主要目的在于,使其在焊接时,熔池内不引入其他杂质从而影响焊接质量。
b、刷封焊接件压配:将需要焊接的两个刷封焊接件压配在一起,保证两个刷封焊接件无压伤、磕碰、结合面无间隙、彼此不发生相互旋转。压配是使两个需要进行焊接的刷封焊接件进行预先的机械结合,以便能够作为一个整体装夹在激光焊接机焊接治具上。作为一种优选方案,压配压力值范围为2.5-3.0Mpa。
c、焊接预热:根据刷封焊接件具体的含碳量,对刷封焊接件进行预热。预热的作用在于降低冷却速度、软化热影响区硬度(超过350HV有裂纹倾向)、消除应力,避免裂纹产生。
预热的温度可以根据焊接件中不同的含碳质量百分数来进行。具体参照如下:
含碳量                            预热温度
<0.30%                             50-150℃
0.30-0.60%                        200-500℃
>0.60%                            400-800℃
d、工装调试:将刷封焊接件装夹在激光焊接机焊接治具上,保证穿过刷封焊接件并使其旋转的焊接心轴外圆径跳小于或等于径跳标准值。作为一种优选方案,径跳标准值为0.04mm,即保证穿过刷封焊接件并使其旋转的焊接心轴外圆径跳小于或等于0.04mm。
e、测量焦距:测量激光聚焦镜的实际焦距。聚焦镜设计焦距是一个定值,但是随使用会带来磨损,焦距会发生变化,要以最新确认的数值为准。
f、焊缝打点对中:在刷封焊接件上利用激光进行打点,观察偏移情况,使偏离量小于等于0.25mm;具体而言,首先在刷封焊接件上距离其两端相同距离的位置上利用激光打出两个定位点A、D,然后在它们之间均匀的打出多个校验点B、C,通过观察每次打出的校验点的偏移情况,校验点偏移的距离即为偏移量,来确定具体的偏移量。
作为一种优选方案,校验点的数目为2。
g、焊接:调整保护气喷嘴的角度并释放保护气体,启动激光焊接机,沿刷封焊接件圆周方向进行批量焊接。
作为一种优选方案,在步骤g中,保护气喷嘴喷射角度为与水平面成30-45度,需要观察保护气情况、激光焊接机的放电情况,控制激光焊接机的功率稳定性,使保护气流量为0.15m3/min,使激光焊接机功率稳定性值小于3%,需要说明的一点是,功率稳定性值是指在进行焊接时焊接机所采用的功率为百分之百,那么实际工作时的功率与所采用的功率相比多出或减少的部分与所采用的功率之比用百分数进行表达即为该值。
需要说明的一点是,在步骤g中,在完成对一个标准量的刷封焊接件进行连续接焊接后,***进行上述步骤f,然后再进行下一个标准量的的刷封焊接件进行连续接焊接,如此循环,直至完成所有刷封焊接件的焊接。作为优选,标准量的数目为50。也就是说,在进行焊接时,在焊接开始之初要进行步骤f,在一次焊接任务完成中每个批次的标准量的刷缝焊接件之间也应当进行步骤f,进行调整和对准以确保焊接质量。
上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、刷封焊接件清洗:清洗刷封焊接件,保证刷封焊接件的焊接部分不存在油污和锈斑;
b、刷封焊接件压配:将需要焊接的两个刷封焊接件压配在一起,保证两个刷封焊接件无压伤、磕碰、结合面无间隙、彼此不发生相互旋转;
c、焊接预热:根据刷封焊接件具体的含碳量,对刷封焊接件进行预热;
d、工装调试:将刷封焊接件装夹在激光焊接机焊接治具上,保证穿过刷封焊接件并使其旋转的焊接心轴外圆径跳小于或等于径跳标准值;
e、测量焦距:测量激光聚焦镜的实际焦距;
f、焊缝打点对中:首先在刷封焊接件上距离其两端相同距离的位置上利用激光打出两个定位点,然后在它们之间均匀的打出多个校验点,观察偏移情况,使偏离量小于等于0.25mm;
g、焊接:调整保护气喷嘴的角度并释放保护气体,启动激光焊接机,沿刷封焊接件圆周方向进行批量焊接。
2.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤b中,压配压力值范围为2.5-3.0MPa。
3.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤c中,当含碳的质量分数<0.30%时,预热温度为50-150℃。
4.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤c中,当含碳的质量分数为0.30%-0.60%时,预热温度为200-500℃。
5.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤c中,当含碳的质量分数>0.60%时,预热温度为400-800℃。
6.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤d中,所述的径跳标准值为0.04mm。
7.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤f中,上述激光打点的方式为:
首先在刷封焊接件上距离其两端相同距离的位置上利用激光打出两个定位点,然后在它们之间均匀的打出多个校验点,通过观察每次打出的校验点的偏移情况,校验点偏移的距离即为偏移量,来确定具体的偏移量。
8.根据权利要求1所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤g中,保护气喷嘴喷射角度为与水平面成30-45度,需要观察保护气情况、激光焊接机的放电情况,控制激光焊接机的功率稳定性,使保护气流量为0.15m3/min,使激光焊接机功率稳定性值小于3%。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,在上述步骤g中,在完成对一个标准量的刷封焊接件进行连续焊接后,***进行上述步骤f,然后再进行下一个标准量的的刷封焊接件进行连续焊接,如此循环,直至完成所有刷封焊接件的焊接。
10.根据权利要求9所述的刷式密封激光渗透打点焊接方法,其特征在于,上述标准量的数目为50。
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