(高清版)GB∕T 37893-2019 激光-電弧復(fù)合焊接推 薦工藝方法

激光-電弧復(fù)合焊接推薦工藝方法國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T37893—2019 I 4安全防護(hù) 5焊接操作人員資質(zhì) 6激光復(fù)合焊設(shè)備 2 10焊前準(zhǔn)備 710.1焊前處理 710.2工件的組對及裝夾 10.3設(shè)備狀態(tài)檢查 711焊槍的設(shè)計(jì) 12工藝評定 813焊接工藝參數(shù) 14焊接質(zhì)量檢驗(yàn)及驗(yàn)收 附錄A(資料性附錄)高強(qiáng)鋼激光復(fù)合焊接工藝規(guī)程示例 附錄B(資料性附錄)鋁合金激光復(fù)合焊接工藝規(guī)程示例 IGB/T37893—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC55)提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：哈爾濱焊接研究院有限公司、中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司、廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院、福建省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司。1GB/T37893—2019激光-電弧復(fù)合焊接推薦工藝方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了激光-電弧復(fù)合焊接通用的工藝參數(shù)及技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼、鋁及鋁合金的激光復(fù)合焊。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T985.1氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口GB/T985.3鋁及鋁合金氣體保護(hù)焊的推薦坡口GB/T3323金屬熔化焊焊接接頭射線照相GB/T3375焊接術(shù)語GB/T3863工業(yè)氧GB/T6052工業(yè)液體二氧化碳GB7247.1激光產(chǎn)品的安全第1部分：設(shè)備分類、要求GB/T7247.4激光產(chǎn)品的安全第4部分：激光防護(hù)屏GB/T7247.14激光產(chǎn)品的安全第14部分：用戶指南GB/T8110氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲GB9448焊接與切割安全GB/T10858鋁及鋁合金焊絲GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定GB/T18851.1無損檢測滲透檢測第1部分：總則GB/T19866焊接工藝規(guī)程及評定的一般原則GB/T19867.6激光-電弧復(fù)合焊接工藝規(guī)程GB/T22087鋁及鋁合金的弧焊接頭缺欠質(zhì)量分級指南GB/T29713不銹鋼焊絲和焊帶GB30863個體防護(hù)裝備眼面部防護(hù)激光防護(hù)鏡GB/T32259焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測GB/T33214鋼、鎳及鎳合金的激光-電弧復(fù)合焊接接頭缺欠質(zhì)量分級指南GB/T33645鋼、鎳及鎳合金的激光-電弧復(fù)合焊接工藝評定試驗(yàn)3術(shù)語和定義GB/T3375和GB/T19866界定的術(shù)語和定義適用于本文件。2GB/T37893—20194安全防護(hù)激光復(fù)合焊接的環(huán)境條件、操作要求及防護(hù)措施應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如：GB9448、GB7247.1、GB/T7247.4、GB/T7247.14和GB30863)。5焊接操作人員資質(zhì)6激光復(fù)合焊設(shè)備設(shè)備組成有激光發(fā)生器、光束傳輸系統(tǒng)、弧焊電源及激光-電弧復(fù)合焊槍等主要部分。設(shè)備應(yīng)按要求定期保養(yǎng)、維護(hù)和校準(zhǔn)。7保護(hù)氣體激光復(fù)合焊接所使用的保護(hù)氣體應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如：GB/T6052、GB/T4842、GB/T3863)要求。氣體配比及流量可按表1選擇使用。表1氣體的選用母材保護(hù)氣體(體積分?jǐn)?shù))保護(hù)氣體流量/(L/min)碳鋼Ar+(15%～20%)CO?CO?不銹鋼Ar+(2%～5%)CO?Ar+(2%～5%)O?鋁合金8接頭設(shè)計(jì)及制備激光復(fù)合焊接的坡口形式及尺寸的選擇原則上應(yīng)以弧焊接頭設(shè)計(jì)為主，還應(yīng)兼顧激光穿透能力較強(qiáng)的工藝特點(diǎn)。激光復(fù)合焊坡口可按GB/T985.1和GB/T985.3規(guī)定選擇、設(shè)計(jì)。表2、表3分別推薦了激光復(fù)合焊的單面對接及雙面對接坡口。推薦激光功率只作為參考，其實(shí)際選用功率與激光設(shè)備本身額定功率、材料、焊接速度以及焊接接頭質(zhì)量等因素有關(guān)，應(yīng)根據(jù)接頭質(zhì)量要求及實(shí)際生產(chǎn)情況確定。接頭的制備可采用機(jī)械加工，采用激光或等離子切割加工時，應(yīng)考慮切口硬化問題。接頭制備過程中，應(yīng)嚴(yán)格確保試件待焊部位的加工尺寸精度，坡口鈍邊大小變化影響焊縫根部的熔透效果，鈍邊的加工精度應(yīng)控制在±0.5mm范圍內(nèi)。表2序號母材厚度t推薦激光功率坡口/接頭種類橫截面示意圖尺寸焊縫示意圖坡口角度α或坡口面角β間隙b鈍邊c1I形坡口0≤b≤0.523<t≤5I形坡口0≤b≤1V形坡口30≤α≤450≤b≤12≤c≤335<t≤15V形坡口30≤α≤450≤b≤12≤c≤64V形坡口45≤α≤600≤b≤12≤c≤69參>709≥8>9TMY9～MYT909≥8>ST口犴紅A4東08>8>SI口軒細(xì)∩子?xùn)|MY9～MYg08>8>9I聯(lián)東9參>7ZI>8>8∩MY9～MYTT國算立夥都平轉(zhuǎn)9削回0奔身口新國算業(yè)剿乘輕玉新/口軒率猴萃那陣母合中寸表3激光-熔化極電弧復(fù)合焊雙面對接坡口序號母材厚度t推薦激光功率坡口/接頭種類橫截面示意圖尺寸焊縫示意圖坡口角度α或坡口面角β間隙b鈍邊c14kW～6kWI形坡口hh0≤b≤128<t≤254kW～6kW30≤α≤450≤b≤14≤c≤68≤β≤122≤R≤60≤b≤14≤c≤8345≤α≤600≤b≤14≤c≤815≤β≤302≤R≤60≤b≤14≤c≤8O表3(續(xù))O序號母材厚度t推薦激光功率坡口/接頭種類橫截面示意圖尺寸焊縫示意圖坡口角度α或坡口面角β間隙b鈍邊c48≤t≤25K形坡口30≤β≤450≤b≤14≤c≤8雙J形坡口30≤β≤450≤b≤14≤c≤85K形坡口45≤β≤600≤b≤14≤c≤8雙J形坡口45≤β≤600≤b≤14≤c≤87GB/T37893—20199焊絲選擇10.1焊前處理a)檢查待焊工件的加工面的加工質(zhì)量是否存在明顯質(zhì)量問題(如：毛刺、切口不平整等)。b)檢查待焊工件的表面是否存在明顯的劃傷。為了防止焊縫中出現(xiàn)氣孔、夾渣等缺陷，焊接前應(yīng)對坡口進(jìn)行清理。焊前清理的內(nèi)容主要包括清理待焊部位及鄰近區(qū)域(至少20mm)的鐵銹、氧化膜、油污；去除由于機(jī)械或切割下料產(chǎn)生的毛刺。特別是鋁及鋁合金材料，焊前清理尤為重要，應(yīng)去除鋁及鋁合金坡口周邊氧化膜，清理時需在干燥的環(huán)境中進(jìn)行，并且清理好的待焊工件應(yīng)在24h內(nèi)焊接完畢。10.2工件的組對及裝夾將待焊接工件放置在焊接夾具上，完成工件裝夾。檢查工件的裝卡狀態(tài)，測量工件裝卡后的間隙、錯邊量，保證組對及裝卡條件滿足焊接要求。必要時，可采用點(diǎn)固焊方法固定工件，點(diǎn)固焊應(yīng)按工藝10.3設(shè)備狀態(tài)檢查11焊槍的設(shè)計(jì)激光-熔化極電弧復(fù)合焊槍一般采用激光-電弧旁軸復(fù)合方式。復(fù)合焊槍設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮激光槍光學(xué)參數(shù)、電弧焊槍結(jié)構(gòu)參數(shù)、激光光束與弧焊焊槍的空間位置、等離子體去除與焊縫保護(hù)方式等設(shè)計(jì)要素。涉及的參數(shù)主要有激光槍焦距、光束焦斑尺寸、光絲間距、光束與焊槍軸線角度、焊絲伸出長度等因素(見圖1):——光絲間距是指激光光斑中心位置到焊絲前端的距離，根據(jù)需要可設(shè)計(jì)成固定距離和可調(diào)距離兩種方式；———激光槍焦距是指透鏡中心到光束焦點(diǎn)的距離，激光-熔化極電弧復(fù)合熱源焊接方法，電弧在焊接過程中會產(chǎn)生較多飛濺，為了防止飛濺對復(fù)合焊槍槍體的污損，建議選用焦距略大的激光槍，同時，除特殊需求產(chǎn)品焊接，激光-電弧復(fù)合焊為了提高焊接搭橋能力，建議其焦點(diǎn)位置理論計(jì)算光斑應(yīng)大于0.6mm;——光束與焊槍軸線角度是復(fù)合焊槍設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，通常在30°~45°為最宜；8GB/T37893—2019——焊絲伸出長度是指導(dǎo)電嘴端頭到焊絲端頭的距離，在激光-熔化極電弧復(fù)合熱源焊接方法中焊絲伸出長度一般選用15mm～22mm; 保護(hù)氣體可通過電弧焊槍送進(jìn)或采用旁軸保護(hù)方式。激光傳輸光纖激光束與弧焊槍軸線角度12工藝評定激光-電弧復(fù)合焊接的工藝參數(shù)應(yīng)按GB/T19866和GB/T19867.6確定，焊接工藝可按GB/T33645規(guī)定進(jìn)行評定。13焊接工藝參數(shù)激光-熔化極電弧復(fù)合熱源焊接方法的焊接工藝參數(shù)主要包括離焦量、焊接速度、激光功率、焊接電應(yīng)根據(jù)自身激光設(shè)備能力及產(chǎn)品特點(diǎn)選取合適的離焦量。焊接鋁合金材料時，激光焊接槍應(yīng)適當(dāng)傾斜一定角度，一般情況下，采用10°傾角(沿焊接方向激光束與工件垂直方向夾角)。表4、表5和表6分別為不同板厚的鋼、鋁合金激光復(fù)合焊接的推薦工藝參數(shù)，選用焊絲直徑為1.2mm,鋼坡口組裝間隙不大于1mm,鋁合金坡口組裝間隙不大于0.5mm,激光聚焦300mm,準(zhǔn)直200mm,光纖芯徑0.4mm,離焦量5mm。另外，附錄A和附錄B分別列舉了鋼和鋁合金產(chǎn)品的工藝規(guī)程示例?；‰妷旱膮?shù)可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。坡口形式2I—3.0～3.52.0～3.03I4.0～4.52.0～2.5V22.5～3.04I4.0～4.5V22.5～3.05I4.5～5.00.8～1.2V3.0～3.56V4.5～5.00.8～1.2表5激光-電弧復(fù)合焊接推薦工藝參數(shù)(鋼的對接，多層多道焊)坡口形式坡口角度/(°)焊接位置單面焊接打底3.0～4.0200～2200.5～0.8填充0.8～1.5260～28026～27雙面焊接打底5.5～6.0200～2200.5～0.8200～220填充0.8～1.5260～28026～27表6激光-電弧復(fù)合焊接推薦工藝參數(shù)(鋁合金的對接，多層多道)cO母材厚度/mm坡口形式坡口角度/()鈍邊/mm焊接道數(shù)激光功率/kW焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/(m/min)單面焊接V形一道焊4.0～5.0單面焊接V形不超過四道210～2600.8～1.0GB/T37893—2019GB/T18851.1規(guī)定。驗(yàn)收應(yīng)按照GB/T22087和GB/T33214規(guī)定。GB/T37893—2019(資料性附錄)表A.1給出了高強(qiáng)鋼的激光復(fù)合焊接工藝規(guī)程示例。高強(qiáng)鋼激光-電弧復(fù)合焊接工藝規(guī)范高強(qiáng)鋼激光-電弧復(fù)合焊接工藝規(guī)范制造商：哈爾濱焊接研究院有限公司光纖直徑光束聚焦系統(tǒng)準(zhǔn)值光學(xué)系統(tǒng)聚焦光學(xué)系統(tǒng)電弧熱源激光熱源WELD0X960EWELDOX960E接頭種類：對接形40Q0C激光、電弧、接頭幾何參數(shù)(照片，草圖……)300材料1:材料2;低合金焊絲表A.1(續(xù))夾具足否機(jī)械夾持：定位焊縫及工藝： 否預(yù)熱：≥75℃焊后熱處理：程序：設(shè)備準(zhǔn)備、坡口打磨消理、水屯氣檢查編制白動焊焊接程序定位焊道焊道焊接位置水平2焊接速度打底，0.6mmin填劑，1.2m/imin蓋面，1.2timict3焊接速度變化率無4作用在工件上的激光功率——連續(xù)的打底，4.0kW-4.5kW填充，0.8hW…1.2kW蓋面，0.8kW…L.2kW5功率變化斜率說明上開無b交迭無下降無斜率形狀尤電弧參數(shù)a方式/極性打底焊：短路填充、蓋面：脈沖b——送絲速度打底焊：5mmin益而：9mimin-10mininC——電流打底：160A-180A填充：240A-60A蓋面：260A-280Ad-電壓打底：15V-16V填充，26V-28Y蓋而：28V-30基值電流脈沖電流基值電流持續(xù)時間脈沖電流持續(xù)時間脈沖頻率保護(hù)氣體型號及名稱80%Ar+20%C0,b氣體流最20Linin-25Lmin8幾何參數(shù)(見第13章)激光束激光焦距激光傾角電弧電壓激光離焦最+5mm光絲間距復(fù)合焊接激光在前，屯弧在后9導(dǎo)屯嘴下工件距離0備注：制造商第二方組織(如果有需要)(名稱，署名，日期)(名稱，署名，日期)GB/T37893—2019(資料性附錄)表B.1給出了鋁合金的激光復(fù)合焊接工藝規(guī)程示例。鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接工藝規(guī)范制造商：哈爾濱焊接研究院有限公司準(zhǔn)值光學(xué)系統(tǒng)聚焦光學(xué)系統(tǒng)電弧熱源激光熱源填充或附加材料：氣體保護(hù)焊焊絲接頭種類：對接形材料1:材料2;低合金焊絲福尼斯TPS500單道激光、電弧、接頭幾何參數(shù)(照片，草圖……)GB/T37893—2019表B.1(續(xù))是否機(jī)械夾持：定位焊縫及工藝： 否焊后熱處理：準(zhǔn)備：程