【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光焊接，具体而言，涉及一种激光焊接方法及其应用。
技术介绍
1、在船舶、核电、压力容器、工程机械等装备的生产制造过程中，通常会面临一些厚度较大的材料的焊接。传统的焊接方法，如电焊等焊接方法会出现诸如焊接效率低、试件变形大、焊缝内部缺陷多、接头强度不足等问题，需要新的工艺对传统方法进行替代和补充。
2、激光焊接技术是现代制造业中具有广泛应用的先进加工技术之一，它是将高能量密度的激光束作用在材料表面，材料就会在极短的时间内发生熔化和气化而形成熔池，熔池材料进而会迅速的冷却凝固，实现试件的连接。激光焊接具有热输入量小、焊速快，焊缝深宽比大、精度高、适应性强自动化程度高等特点，因此受到多数制造企业的重视，用以提升企业的生产效率、提高加工产品的质量。
3、然而，激光焊接过程中，在熔池的上方会产生一团金属羽烟，它会对激光束产生强烈的干涉和散射，造成激光能量的损失，从而使焊缝的熔深下降。同时，激光功率越高，金属羽烟的体积越大，造成激光能量的损失越严重，对焊接熔深的影响也就越明显。因此，亟需提供一种能够提升高功率激光焊接的激光能量利用率，以提升厚板焊接的熔深的方法。
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种激光焊接方法及其应用，其不仅能够提升高功率激光焊接的激光能量利用率，而且改变熔池的流动方向，进而实现焊接熔深的提高。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种激
4、在可选的实施方式中，拘束坡口的宽度为4～6mm。
5、优选地，拘束坡口的形状为矩形。
6、在可选的实施方式中，激光焊接的激光功率＞5kw，焊接速度＜5m/min。
7、优选地，激光焊接的激光功率为10～30kw，焊接速度为1～3m/min。
8、在可选的实施方式中，激光焊接包括调整激光斑点至拘束坡口的底面的中心。
9、优选地，激光为高斯分布光源，焦点处的激光斑点的直径＜1mm，更优选为0.01～0.5mm。
10、在可选的实施方式中，还包括在激光焊接的过程中，通过气管口向拘束坡口内通入保护气体。
11、优选地，保护气体包括氩气、氦气或氮气中的任一种。
12、优选地，激光斑点位于用于通入保护气体的气管口的延长线上。
13、在可选的实施方式中，气管口与基体之间的夹角为40～60°，气管口的内径为5～10mm。
14、在可选的实施方式中，保护气体的流量为15～25l/min。
15、在可选的实施方式中，基体的材质包括钢材、铝合金、钛合金或镍基合金中的任一种。
16、在可选的实施方式中，包括对拘束坡口清洗和干燥后再进行激光焊接。
17、第二方面，本专利技术提供一种如前述实施方式任一项的激光焊接方法在抑制金属羽烟产生或增加熔深的焊接过程的应用。
18、本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术提供一种激光焊接方法及其应用，通过在基体表面开设拘束坡口，一方面，由于坡口的存在，使得保护气和金属羽烟同时受到拘束，保护气更精准的吹散金属羽烟，使得高功率激光焊接过程中金属羽烟的产生量迅速减少，金属羽烟对激光光束能量的耗散明显降低，有助于提升激光能量的利用率，使得焊接的熔深增加；另一方面，拘束坡口的设置改变了熔池的流动方向，使得熔池金属由原先的向外流动变为向内的流动，有助于激光能量向深处的传递，进而也会使得焊接熔深的增加。该方法操作简单，极大地减少了金属羽烟的形成，提高了激光的利用率，增加了焊接熔深，有利于焊接结构的稳定。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括在基体表面开设拘束坡口，然后在所述拘束坡口内采用激光焊接，所述拘束坡口的深度为2～4mm。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述拘束坡口的宽度为4～6mm；
3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接的激光功率＞5kW，焊接速度＜5m/min；
4.根据权利要求1或3所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接包括调整激光斑点至所述拘束坡口的底面的中心；
5.根据权利要求4所述的激光焊接方法，其特征在于，还包括在激光焊接的过程中，通过气管口向所述拘束坡口内通入保护气体；
6.根据权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于，所述气管口与所述基体之间的夹角为40～60°，所述气管口的内径为5～10mm。
7.根据权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于，所述保护气体的流量为15～25L/min。
8.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述基体的材质包括钢材、铝合金、钛合金或镍基合金中的任一种。
9.根据权
10.一种如权利要求1～9任一项所述的激光焊接方法在抑制金属羽烟产生或增加熔深的焊接过程的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括在基体表面开设拘束坡口，然后在所述拘束坡口内采用激光焊接，所述拘束坡口的深度为2～4mm。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述拘束坡口的宽度为4～6mm；
3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接的激光功率＞5kw，焊接速度＜5m/min；
4.根据权利要求1或3所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接包括调整激光斑点至所述拘束坡口的底面的中心；
5.根据权利要求4所述的激光焊接方法，其特征在于，还包括在激光焊接的过程中，通过气管口向所述拘束坡口内通入保护气体...
【专利技术属性】
技术研发人员：李铸国，孙军浩，胡祺，杜尚哲，冯珂，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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