專利名稱：密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，屬于焊接技術領域，應用在密封氣箱的制造過程中。
背景技術：
目前，激光焊接技術已經廣泛應用于不銹鋼的焊接生產中，在厚板焊接時多用CO2 激光器，薄板焊接時一般采用Nd =YAG激光器。這是因為CO2激光器功率大，能獲得較大熔深，Nd=YAG激光器功率小，不能輸出厚板焊接所需的能量。激光焊接可以采用連續或脈沖激光束加以實現，激光焊接的原理可分為熱傳導型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于 104^105 W/cm2為熱傳導焊，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于105 107 W/cm2時，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點。但是密封氣箱的焊接一般仍然采用傳統氣體保護手工焊工藝，其缺點是焊接變形大、焊縫不美觀、焊接位置空間干涉對焊接造成困難，密封氣箱內部還存在不密封的現象，成品率差，不利于批量生產，另外一種方法是采用機器人焊接或激光填充焊工藝，但焊接位置空間干涉造成設計方案的制約。發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種工藝步驟簡單，能滿足密封氣箱中各個分隔氣室氣密性要求，并且不會導致焊接位置空間干涉的密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，該工藝步驟如下分別對鋼板采用激光切割下料技術進行切割下料得到右板、中間分隔板和底板，并且控制下料精度在±0. I毫米范圍內；將右板、中間分隔板和底板在專用夾具內定位裝夾，并保證位置定位尺寸精度在±0. I毫米范圍內；采用逆變氬弧焊機分別對中間分隔板與底板之間、中間分隔板與右板之間以及底板與右板之間的焊縫搭接處進行點焊，保證右板、中間分隔板和底板的焊縫搭接間隙h為O < h < O. I毫米；將制備的焊接組件在激光焊接夾具上定位裝夾，采用CO2激光發生器激光焊機，用激光探頭進行掃描，使CO ,激光發生器激光焊機確定中間分隔板與底板之間、中間分隔板與右板之間以及底板與右板之間的焊縫位置，然后定位編程，先對中間分隔板與底板之間的焊縫搭接處從底板的背面進行激光無填充深熔焊，再對底板與右板之間的焊縫搭接處進行激光無填充接縫焊，最后對中間分隔板與右板之間的焊縫搭接處從右板的背面進行激光無填充深熔焊，其中，激光無填充深熔焊的焊接工藝參數為焊接功率3800W，焊接速度1500mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為擴11 mm，并且保證激光深熔焊深度為5飛mm ;激光無填充接縫焊的焊接工藝參數為焊接功率3000W，焊接速度2000mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為 Γ 6πιπι。
進一步，用激光探頭掃描底板上與中間分隔板平行的側邊、底板與右板的搭接邊以及右板上與中間分隔板平行的側邊。
更進一步，逆變氬弧焊機的焊接工藝參數為采用鎢極氬弧焊，鎢極直徑為2. O毫米，電流為14(Γ170安培，輸出電壓為22V，氬弧點焊燃弧后及時抬起焊槍。
采用了上述技術方案后，制作密封氣箱的工藝難點在于中間分隔板的激光無填充深熔焊，中間分隔板焊接不良將導致焊縫的氣密性要求不達標及強度不夠，本發明通過采用CO 2激光發生器激光焊機從底板和右板的背面對中間分隔板與底板之間以及中間分隔板與右板之間的焊縫搭接處進行激光無填充深熔焊，避免了采用機器人焊接或激光填充焊時帶來的焊接位置空間干涉現象，同時也克服了機器人從背面焊接帶來的熔焊深度不夠， 滿足不了密封氣箱各個分隔氣室氣密性要求的弊病；另外，采用激光焊接也使密封氣箱的焊接變形小，焊縫美觀，同時也節省了人力成本，有利于批量化生產，通過對整個氣箱及氣箱內分隔氣室單獨進行抽直主氦質譜檢漏，經驗證完全能保證氣箱及氣箱內分隔氣室的焊縫泄漏率彡1*10 ^ Pa. m ' s，保證整個氣箱年泄漏率彡O. 1%/年(氣箱SF6絕對壓力 O. 15MPa)。


圖I為本發明的密封氣箱內的右板、中間分隔板和底板的連接結構圖；圖2為本發明的焊接位置的示意圖；圖2中，4為中間分隔板與底板之間的焊接位置；5為中間分隔板與右板之間的焊接位置；6為底板與右板之間的焊接位置。
具體實施方式
為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明實施例一一種密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，該工藝步驟如下分別對鋼板采用激光切割下料技術進行切割下料得到右板I、中間分隔板2和底板3，并且控制下料精度在±0. I 毫米范圍內；如圖I所示，將右板I、中間分隔板2和底板3在專用夾具內定位裝夾，并保證位置定位尺寸精度在±0. I毫米范圍內；采用逆變氬弧焊機分別對中間分隔板2與底板3 之間、中間分隔板2與右板I之間以及底板3與右板I之間的焊縫搭接處進行點焊，保證右板I、中間分隔板2和底板3的焊縫搭接間隙h為O < h < O. 05毫米；然后將制備的焊接組件在激光焊接夾具上定位裝夾，采用CO 2激光發生器激光焊機，用激光探頭進行掃描， 使CO 2激光發生器激光焊機確定中間分隔板2與底板3之間、中間分隔板2與右板I之間以及底板3與右板I之間的焊縫位置，然后定位編程，如圖2所示，先對中間分隔板2與底板3之間的焊縫搭接處從底板3的背面進行激光無填充深熔焊，再對底板3與右板I之間的焊縫搭接處進行激光無填充接縫焊，最后對中間分隔板2與右板I之間的焊縫搭接處從右板I的背面進行激光無填充深熔焊。其中，激光無填充深熔焊的焊接工藝參數可以為焊接功率3800W，焊接速度1500mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為9毫米，并且保證激光深熔焊深度為大于5毫米；激光無填充接縫焊的焊接工藝參數為焊接功率3000W，焊接速度2000mm/min,激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為14mm。
為了使CO 2激光發生器激光焊機確定中間分隔板2與底板3之間、中間分隔板2與右板I之間以及底板3與右板I之間的焊縫位置，激光探頭可以對底板3上與中間分隔板2平行的側邊、底板2與右板I的搭接邊以及右板I上與中間分隔板2平行的側邊進行掃描，掃描底板2與右板I的搭接邊就可 以確定底板3與右板I之間的焊縫位置，掃描底板3上與中間分隔板2平行的側邊，然后再在CO 2激光發生器激光焊機系統中添加一個偏移量就可以確定中間分隔板2與底板3之間的焊縫位置，掃描右板I上與中間分隔板2平行的側邊，然后再在CO激光發生器激光焊機系統中添加一個偏移量就可以確定中間分隔板2與右板I之間的焊縫位置。
另外，為了點焊時能夠焊接良好，逆變氬弧焊機的焊接工藝參數可以為采用鎢極氬弧焊，鎢極直徑為2. O毫米，電流為140安培，輸出電壓為22V，氬弧鎢極點焊燃弧后及時抬起焊槍。
實施例二一種密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，該工藝步驟如下分別對鋼板采用激光切割下料技術進行切割下料得到右板I、中間分隔板2和底板3，并且控制下料精度在±0. I 毫米范圍內；如圖I所示，將右板I、中間分隔板2和底板3在專用夾具內定位裝夾，并保證位置定位尺寸精度在±0. I毫米范圍內；采用逆變氬弧焊機分別對中間分隔板2與底板3 之間、中間分隔板2與右板I之間以及底板3與右板I之間的焊縫搭接處進行點焊，保證右板I、中間分隔板2和底板3的焊縫搭接間隙h為O < h < O. I毫米；然后將制備的焊接組件在激光焊接夾具上定位裝夾，采用CO 2激光發生器激光焊機，用激光探頭進行掃描，使CO 3激光發生器激光焊機確定中間分隔板2與底板3之間、中間分隔板2與右板I之間以及底板3與右板I之間的焊縫位置，然后定位編程，如圖2所示，先對中間分隔板2與底板3 之間的焊縫搭接處從底板3的背面進行激光無填充深熔焊，再對底板3與右板I之間的焊縫搭接處進行激光無填充接縫焊，最后對中間分隔板2與右板I之間的焊縫搭接處從右板 I的背面進行激光無填充深熔焊。
其中，激光無填充深熔焊的焊接工藝參數可以為焊接功率3800W，焊接速度 1500mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為10毫米，并且保證激光深熔焊深度大于5.5毫米；激光無填充接縫焊的焊接工藝參數為焊接功率3000W，焊接速度2000mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為15毫米。
為了使CO 2激光發生器激光焊機確定中間分隔板2與底板3之間、中間分隔板2與右板I之間以及底板3與右板I之間的焊縫位置，激光探頭可以對底板3上與中間分隔板2平行的側邊、底板2與右板I的搭接邊以及右板I上與中間分隔板2平行的側邊進行掃描，掃描底板2與右板I的搭接邊就可以確定底板3與右板I之間的焊縫位置，掃描底板3上與中間分隔板2平行的側邊，然后再在CO 2激光發生器激光焊機系統中添加一個偏移量就可以確定中間分隔板2與底板3之間的焊縫位置，掃描右板I上與中間分隔板2平行的側邊，然后再在CO 2激光發生器激光焊機系統中添加一個偏移量就可以確定中間分隔板2與右板I之間的焊縫位置。
另外，為了點焊時能夠焊接良好，逆變氬弧焊機的焊接工藝參數可以為采用鎢極氬弧焊，鎢極直徑為2. O毫米，電流為170安培，輸出電壓為22V，氬弧焊鎢極點焊燃弧后及時抬起焊槍。
制作密封氣箱的鋼板的厚度通常為3毫米，屬于較厚鋼板。通過按照實施例一和實施二所述的步驟制作的密封氣箱及密封氣箱內分隔氣室單獨進行抽真空氦質譜檢漏，經驗證完全能保證氣箱及氣箱內分隔氣室的氣密性要求氣箱及氣箱內分隔氣室的焊縫泄漏率彡1x10 ^ Pa.m 5 /s,整個氣箱年泄漏率彡O. 1%/年(SF6絕對壓力O. 15MPa)。
制作密封氣箱的工藝難點在于氣箱內氣室隔板的無填充深熔焊工藝，若本發明所示中間分隔板2焊接不良，則將滿足不了密封氣箱中各分隔氣室之間氣密性要求，本發明通過采用CO 3激光發生器激光焊機從底板3和右板I的背面對中間分隔板2與底板3之間以及中間分隔板2與右板I之間的焊縫搭接處進行激光無填充深熔焊焊接，避免了采用機器人焊接或激光填充焊時帶來的焊接位置空間干涉現象，同時也克服了機器人從背面焊接帶來的熔焊深度不夠，滿足不了密封氣箱各個分隔氣室氣密性要求的弊病；另外，采用激光焊接也使密封氣箱的焊接變形小，焊縫美觀，同時也節省了人力成本，有利于批量化生產。
以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，其特征在于該工藝步驟如下a)分別對鋼板采用激光切割下料技術進行切割下料得到右板(I )、中間分隔板(2)和底板(3)，并且控制下料精度在±0. I毫米范圍內； b)將右板(I)、中間分隔板(2)和底板(3)在專用夾具內定位裝夾，并保證位置定位尺寸精度在±0. I毫米范圍內； c)采用逆變氬弧焊機分別對中間分隔板(2)與底板(3)之間、中間分隔板(2)與右板(1)之間以及底板(3)與右板(I)之間的焊縫搭接處進行點焊，保證右板(I)、中間分隔板(2)和底板(3)的焊縫搭接間隙h為O彡h彡O.I毫米； d)將c)中制備的焊接組件在激光焊接夾具上定位裝夾，采用CO2激光發生器激光焊機，用激光探頭進行掃描，使CO 2激光發生器激光焊機確定中間分隔板(2 )與底板(3 )之間、中間分隔板(2 )與右板(I)之間以及底板(3 )與右板(I)之間的焊縫位置，然后定位編程，先對中間分隔板(2)與底板(3)之間的焊縫搭接處從底板(3)的背面進行激光無填充深熔焊，再對底板(3)與右板(I)之間的焊縫搭接處進行激光無填充接縫焊，最后對中間分隔板(2)與右板(I)之間的焊縫搭接處從右板(I)的背面進行激光無填充深熔焊，其中，激光無填充深熔焊的焊接工藝參數為焊接功率3800W，焊接速度1500mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為擴11 mm，并且保證激光深熔焊深度為5飛mm ;激光無填充接縫焊的焊接工藝參數為焊接功率3000W，焊接速度2000mm/min，激光焊接時噴嘴離焊縫的焊接高度為iri6mm。
2.根據權利要求I所述的密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，其特征在于在步驟d)中，用激光探頭掃描底板(3)上與中間分隔板(2)平行的側邊、底板(2)與右板(I)的搭接邊以及右板(I)上與中間分隔板(2)平行的側邊。
3.根據權利要求I所述的密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，其特征在于在步驟c)中，逆變氬弧焊機的焊接工藝參數為采用鎢極氬弧焊，鎢極直徑為2. O毫米，電流為140^170安培，輸出電壓為22V，氬弧點焊燃弧后及時抬起焊槍。
全文摘要
本發明公開了一種密封氣箱的鋼板激光無填充焊接工藝，它采用CO2激光發生器激光焊機，用激光探頭進行掃描，使CO2激光發生器激光焊機確定中間分隔板與底板之間、中間分隔板與右板之間以及底板與右板之間的焊縫位置，然后定位編程，先對中間分隔板與底板之間的焊縫從底板的背面進行激光無填充深熔焊，再對底板與右板之間的焊縫進行激光無填充接縫焊，最后對中間分隔板與右板之間的焊縫從右板的背面進行激光無填充深熔焊。本發明工藝步驟簡單，能滿足密封氣箱中各個分隔氣室氣密性要求，并且不會導致焊接位置空間干涉。
文檔編號B23K28/02GK102922151SQ20121045311
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者高旻東, 萬吉, 孫榆鑫, 蔣云松, 徐文杰, 石現, 仲其飛, 張永進, 王琴, 殷榮明 申請人:常州太平洋電力設備(集團)有限公司