一种“∞”字形模具的激光焊接方法
【专利摘要】本发明公开了一种类似“∞”字形模具的激光焊接方法，所述“∞”字形模具由两个C型板对接后焊接而成，其中C型板包括底层和表层，所述底层为高硬度材料Ni60，厚度3-5mm，所述表层为碳钢，厚度5-8mm，两个C型板底层无缝对接，两个C型板表层留1.0-1.2mm的间隙，其特征在于：对接焊缝采用双层焊，共两道，第一道为激光填丝焊接，在底层金属形成2-3mm的焊缝熔深；第二道采用激光-MAG复合焊接，完成焊缝的无裂纹填充。与现有技术相比，采用本发明焊接方法焊接产品，结果表明，焊缝成形均匀美观、没有裂纹，产品变形很小，能够满足焊接质量要求。
【专利说明】一种“m”字形模具的激光焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光加工领域，应用于高硬度材料与一般碳钢材料构成的双层金属“-”字形模具的对接焊缝焊接。
【背景技术】
[0002]在模具行业，大多产品需要耐磨、耐温等使用性能，然而，用高硬度、耐磨材料制造整体模具产品成本高，所以出现了基体为一般钢材，然后在其表面加工出一层特殊耐磨耐温材料的制造方法。在某些产品中，可采用双层金属结构，一层高硬度材料，一层一般碳钢材料，两层金属机械贴合，然后把双层金属对接后熔合。在双层金属结构件的对接焊接中，由于整体厚度较厚，且存在高硬度材料的热裂倾向，单纯用激光或者电子束焊接，将产生焊缝的纵向裂纹。
【发明内容】
[0003]为了解决上述的焊接质量问题，从焊接工艺着手，提供了一种焊缝成形均匀美观、没有裂纹的“⑴”字形模具的激光焊接方法。
[0004]本发明的技术方案是:一种“①”字形模具的激光焊接方法，所述“①”字形模具由两个c型板对接后焊接而成，其中C型板包括底层和表层，所述底层为高硬度材料Ni60，厚度3-5mm,所述表层为碳钢，厚度5_8mm,两个C型板底层无缝对接，两个C型板表层留1.0-1.2mm的间隙，其特征在于:对接焊缝采用双层焊，共两道，第一道为激光填丝焊接，在底层金属形成2-3mm的焊缝熔深；第二道采用激光-MAG复合焊接，完成焊缝的无裂纹填充。
[0005]两个C型板对接形成两条焊缝，两条焊缝按照第一条焊缝第一道激光填丝焊一第二条焊缝第一道激光填丝焊一第二条焊缝第二道激光-MAG复合焊一第一条焊缝第二道激光-MAG复合焊的顺序实施焊接。
[0006]第一道激光填丝焊的焊丝选用ER304，直径1.0mm ;采用光纤激光器，激光功率1600-2500W,焊接速度0.8-1.5m/min,保护气流量15L/min。第二道激光-MAG复合焊的焊丝选用ER50-6，直径1.2mm ;激光功率4500-5000W，焊接电流150-200A，焊接速度0.8-1.2m/min,焊丝与激光间距2mm,保护气流量20L/min。
[0007]有益效果
底层材料硬度高，焊接存在热裂倾向，所以提出两层两道焊接方案。第一道采用激光填丝焊，焊丝含有合金元素成分，在焊接时与底层材料形成熔池，由于合金元素的作用，使其热裂倾向降低，从而形成无裂纹的焊缝。然后，焊接第二道，此时，熔化少量的底层已焊焊缝金属，其对熔池的合金化作用小，不会导致热裂，由于间隙窄且深，采用激光-MAG复合焊，其效率高，熔深大，焊接质量好。“⑴”字形模具的焊缝对称，采用对称的焊接顺序，可减小工件的焊后变形。总的来说，通过本发明的方法，能够焊接出合格的模具产品。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为坡口形式的示意图。
【具体实施方式】
[0009]本发明“-”字形模具由两个C型板对接后焊接而成，其中C型板包括底层和表层，底层为高硬度材料Ni60，厚度3-5mm，表层为碳钢，厚度5_8mm，两个C型板底层无缝对接，两个C型板表层留1.0-1.2mm的间隙，见图1。
[0010]本发明焊接方法主要包括坡口设计与两道焊接工艺等两方面。双层金属的底层无间隙对接，构成I型坡口，表层金属留间隙1.ο-1.2mm,以便第一道激光填丝焊的焊丝送入；由于表层留的间隙需要填满，且深度大、间隙窄，所以下一道采用激光-MAG复合焊填满，且保证两道之间的良好熔合。焊接工艺的重点在第一道，主要是选择合理的焊接材料，使其与底层高硬度材料发生冶金作用，降低热裂倾向，从而形成2-3_深，且无裂纹的焊缝。由于双层金属产品是一组对称的焊缝，考虑焊接变形问题，要控制合理的焊接顺序，即第1条焊缝第1道激光填丝焊一第2条焊缝第1道激光填丝焊一第2条焊缝第2道激光-MAG复合焊一第1条焊缝第2道激光-MAG复合焊。
[0011]针对底层金属为Ni60，表层金属为45号钢的双层金属激光焊接，通过大量的焊接工艺试验，确定了合理的焊接工艺规范。第1道的焊丝选用ER304，直径1.0mm ;采用光纤激光器，激光功率1600-2500W，焊接速度0.8-1.5m/min，保护气流量15L/min。第2道的焊丝选用ER50-6，直径1.2mm ;激光功率4500-5000W，焊接电流150-200A，焊接速度0.8-1.2m/min,焊丝与激光间距2mm,保护气流量20L/min。
【权利要求】
1.一种“①”字形模具的激光焊接方法，所述“-”字形模具由两个型板对接后焊接而成，其中型板包括底层和表层，所述底层为高硬度材料附60，厚度3-5臟，所述表层为碳钢，厚度5-8111111，两个(:型板底层无缝对接，两个(:型板表层留1.0-1.2111111的间隙，其特征在于:对接焊缝采用双层焊，共两道，第一道为激光填丝焊接，在底层金属形成2-3皿的焊缝熔深；第二道采用激光-嫩6复合焊接，完成焊缝的无裂纹填充。
2.根据权利要求1所述的“⑴”字形模具的激光焊接方法，其特征在于:两个(:型板对接形成两条焊缝，两条焊缝按照第一条焊缝第一道激光填丝焊一第二条焊缝第一道激光填丝焊一第二条焊缝第二道激光-嫩6复合焊一第一条焊缝第二道激光复合焊的顺序实施焊接。
3.根据权利要求1或2所述的“⑴”字形模具的激光焊接方法，其特征在于:第一道激光填丝焊的焊丝选用现304，直径1.0111111 ；采用光纤激光器，激光功率1600-25001，焊接速度0.8-1.5111/111111，保护气流量1517111111 ；第二道激光-1 ‘复合焊的焊丝选用现50-6，直径.1.2臟；激光功率4500-50001，焊接电流150-200八，焊接速度0.8-1.2111/111111，焊丝与激光间距 2111111，保护气流量 201/111111。
【文档编号】B23K26/24GK104308364SQ201410449829
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】邢飞, 梁伟, 徐国建, 王林, 邱晓杰, 钟遥 申请人:南京煜宸激光科技有限公司