(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210524186.5 (22)申请日 2022.05.13 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 张珂　张宇辉　王皖勇　熊然　 刘丽莉　张珊　 (74)专利代理 机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 3123 6 专利代理师 胡晶 (51)Int.Cl. B23K 26/346(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/60(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 超高强钢厚板的窄间隙激光摆动-填丝复合 焊接方法 (57)摘要 本发明提供了一种超高强钢厚板的窄间隙 激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 包括： 坡口加工步 骤： 将超高强钢厚板加工为钝边I型坡口和超窄 间隙U型坡口形式； 焊前准备步骤： 对坡口及周边 焊接区域进行预处理， 并用夹 具进行装配、 固定， 确定复合焊枪的位置和姿态， 进行焊接路径编 程； 打底焊接步骤： 采用大功率激光对I型坡口进 行深熔焊穿透焊接； 填充焊接步骤： 采用满足预 设要求的功率对U型坡口进行逐层填充； 盖面焊 接步骤： 采用摆动激光、 填丝复合的焊接方式对 超窄间隙U型坡口进行盖面焊 接。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114799526 A 2022.07.29 CN 114799526 A 1.一种超高强钢厚板的窄间隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特 征在于， 包括： 坡口加工步骤： 将超高强钢厚板加工为 钝边I型坡口和超窄间隙U型坡口形式； 焊前准备步骤： 对坡口及周边焊接区域进行预处理， 并用夹具进行装配、 固定， 确定复 合焊枪的位置和姿态， 进行焊接路径编程； 打底焊接步骤： 采用大功率激光对I型坡口进行深熔焊穿透焊接； 填充焊接步骤： 采用满足预设要求的功率对U型坡口进行 逐层填充； 盖面焊接步骤： 采用摆动激光、 填丝复合的焊接方式对超窄间隙U型坡口进行盖面焊 接。 2.根据权利要求1所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述钝边I型坡口为钝边的坡口角度为0度的直边形式； 钝边厚度为6 ‑30mm； 所述的超 窄间隙U型坡口为坡口角度为0 ‑3度， 底部坡口宽度为2m m‑5mm。 3.根据权利要求1所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述焊前准备步骤采用： 对坡口及周边焊接区域进行机械 打磨和化学清洗， 去除表 面 的氧化物和油污， 吹干后用夹具进行装配及固定 。 4.根据权利要求1所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述打底焊接步骤采用： 采用激光摆动并大功率深熔焊方式焊接I型坡口， 一次性穿 透钝边并双面成形， 同时通过激光摆动对熔池进行搅拌。 5.根据权利要求4所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述打底焊接步骤采用： 激光功率5000 ‑30000W； 焊接速度为0.4 ‑1.6m/min； 保护气流 量为15‑20L/min； 保护气类型为纯度99.99％的Ar气或者80％Ar+20％Co2； 离焦量d为0 ‑+ 20mm； 激光束流采用预设的摆动模式； 摆动频率： 5 0‑200Hz， 摆动幅度： 1.0 ‑3.0mm。 6.根据权利要求1所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述填充焊接步骤采用： 每层 采用单层单道的方式进 行逐层叠加填充， 在填充时采用 激光摆动并填充焊丝的复合焊接方式实现窄间隙坡口 的填充。 7.根据权利要求6所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述填充焊接步骤采用： 激光功率3000w ‑6000w， 送丝速度为2m ‑8m/min； 焊接速度为 0.3‑1.2m/min； 离焦量d为0～+30mm； 光丝间距为0 ‑6mm； 激光束流采用预设的摆动模 式； 摆 动频率： 50 ‑200Hz， 摆动幅度： 1.0 ‑4.0mm； 保护气类型为纯度99.99％的Ar气或者80％Ar+ 20％的Co2。 8.根据权利要求6所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述 填充焊丝的复合焊接方式采用： 填充冷丝或热丝的复合焊接方式； 所述填充热丝是在焊丝送入熔池前由热丝焊接电源通过焊丝接触工件并与工件构成 回路， 基于电阻加热的原理对焊丝加热； 焊下一层之前， 对焊道进行清理， 然后用经过三滤的压缩空气将坡口内清理干净无污 物； 对每层采用单道填充， 每层焊道填充高度2 ‑3mm； 每焊完一层， 焊枪上移一个标准距离， 准备进行一层的焊接 。 9.根据权利要求1所述的超高强钢厚板的窄间 隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法， 其特征 在于， 所述盖面焊接步骤 采用： 采用单道一次盖面完成的方式进行盖面焊接；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114799526 A 2所述盖面焊接步骤采用： 激光功率4000w ‑6000w； 送丝速度为2m ‑12m/min； 焊接速度为 0.3‑1.2m/min； 离焦量d为0～+40mm； 光丝间距为0 ‑6mm； 激光束流采用预设的摆动模 式； 摆 动频率： 50‑200Hz， 摆动幅度： 2.0 ‑5.0mm， 通过摆动增加热源宽度， 并将熔焊的液态金属向 两侧铺展， 以保障良好的盖面 成形， 焊缝饱满圆润无咬边， 余高大于0.3 ‑1.0mm； 保护气流量 为10‑20L/min； 保护气类型为纯度9 9.99％的Ar气或者80％A r+20％的Co2； 所述盖面的填充焊丝可以为冷丝或者热丝， 所述热丝是在焊丝送入熔池前由热丝焊接 电源通过焊丝接触工件并与工件构成回路， 基于电阻加热 的原理对焊丝加热； 所述热丝的 焊接参数为： 热丝电流 为10‑200A， 电流脉冲频率 为： 10‑100Hz， 电压为8 ‑10V。 10.一种超高强钢， 其特征在于， 采用权利要求1至9中任一权利要求所述的超高强钢厚 板的窄间隙激光摆动 ‑填丝复合焊接方法制备 得到。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114799526 A 3