本发明属于激光焊接技术领域，具体涉及一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法。
背景技术：
在高端的工艺品、厨卫用具(包括烟机、灶具、毛巾架等等)、食品加工、家用电器等诸如此类的行业中会大量采用角缝接头，并且在这些行业中一个基本要求就是外观必须好看、耐看，所以对这些角缝接头的外观要求极其严格，一般要求焊后工件无变形、焊缝均匀光滑、焊缝无塌陷且无明显余高、焊缝热影响区小、强度足够高。
对于这样高要求的角缝接头，传统制造工艺是采用氩弧焊进行焊接，然后进行后期处理，该制造工艺有几个不可避免的严重缺点：
1)氩弧焊接因为热输入大，工件会产生严重变形，需要在焊后进行耗时耗力的人工矫形；
2)氩弧焊接热影响区大，焊缝周边母材会发生颜色变化，必须进行打磨抛光或者酸洗处理，极大地增加工作量；
3)氩弧焊接焊缝余高大，必须进行打磨处理，这个环节巨量地增加人力成本并且会急剧地降低生产效率；
4)氩弧焊接因操作人员专业素养的差异，会导致焊缝强度不够、大量产生缺陷等问题，需要返修补焊甚至报废，浪费人力物力；
5)氩弧焊接环境比较恶劣，对人体有较大伤害。
而采用常规激光焊接也存在问题：
1)由于光斑直径较小(聚焦光斑直径为0.3mm～0.8mm)，容易形成较大深宽比的焊缝，外观成型不够均匀、纹路比较粗糙，达不到工件的外观要求；
2)由于光斑直径较小，焊接时熔化的母材较少，自熔焊的焊缝熔池不能完全地铺满a、b两板材拼缝，导致容易形成咬边缺陷。
技术实现要素：
本发明实施例涉及一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。
本发明实施例涉及一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法，包括：
定位两板材，使a板与b板互为垂直且二者之间的间距控制在0～0.2mm范围内，b板的待焊接端面位于a板的两板面之间且与a板的外侧板面之间的间距为0.1～0.5mm；
采用激光自熔焊方式焊接成型，其中，激光束的聚焦光斑直径为1.5～2.2mm。
作为实施例之一，激光束的聚焦光斑直径为1.8～2.0mm。
作为实施例之一，焊接过程中，控制1/2的聚焦光斑在a板上，另外1/2的聚焦光斑处于a板的靠近b板一侧的空间。
作为实施例之一，激光束相对于a板板面的入射角为0～10°。
作为实施例之一，所述激光自熔焊方式采用左焊法。
作为实施例之一，焊接速度为30mm/s～50mm/s。
作为实施例之一，激光功率为1500w～2500w。
作为实施例之一，焊接过程中采用同轴气嘴吹氩保护，气体压力为0.05mpa～0.2mpa，气嘴距离焊缝表面高度3mm～10mm。
作为实施例之一，所述a板水平放置，所述b板竖直放置，a板的上板面位于b板顶端上方。
作为实施例之一，两板材的厚度均为0.7～2mm。
本发明实施例至少具有如下有益效果：
本发明采用大聚焦光斑直径的激光束进行角缝接头的圆弧角焊接成型，且采用激光自熔焊方式实现焊缝本身的材料熔化-焊缝熔池-凝固成型的焊接过程，具有如下无可比拟的优势：
1)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接热输入效率高，而且可以集中在焊缝区域，因此总的热输入量相对较低，焊缝基本没有变形，可以很好的满足产品的要求；
2)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接因为热输入集中，可以获得热影响区极小的焊缝，并且能够添加焊缝保护装置，可以有效地减轻焊缝氧化，保证焊缝外观；
3)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接因其完全是自熔焊，不需填充材料，所以通过一定的接头拼接形式可以达到焊缝无余高无塌陷的状态，可以省去大量的打磨、抛光、返修补焊工作，显著地提高生产效率、经济效益；
4)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接可以实现自动化生产，排除了操作人员专业素养差异带来的影响，产品质量可以保证优秀的稳定性；
5)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接可以在封闭式环境中进行生产，配备良好的除尘系统后，可以有效控制工作环境的恶化，给生产人员带来健康的工作环境；
6)相对于常规激光焊接制造工艺，大聚焦光斑直径激光焊接可以获得外观均匀、光滑、无咬边的焊缝，可以满足产品质量要求。
基于上述的大聚焦光斑直径激光焊接方式，并通过采用特殊的焊接接头拼装方式(即包括对板件间距、错位距离的控制等)，本发明可以获得如下有益效果：
(1)通过采用特殊的焊接接头拼装形式，预留了适量的焊缝余高所占的空间，保证焊接完成后焊缝表面较为平整而形成光滑的圆弧角缝，满足焊缝外观要求，能够更好地满足焊缝圆弧角成型要求；
(2)相比于现有成型工艺，本实施例提供的角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法操作更为简单，控制更为准确；
(3)采用大聚焦光斑直径激光焊接工艺，能够保证焊缝成型满足产品需求，并且后期仅需进行简单的抛光处理，实现了高质量、高效率、高效益的稳定生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1-图3为本发明实施例提供的a板与b板的接头拼装方式示意图；
图4为本发明实施例提供的激光自熔焊的激光束入射角及焊接方向的示意图；
图5为本发明实施例提供的角缝接头焊接成型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1-图5，本发明实施例提供一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法，包括：
定位两板材，使a板1与b板2互为垂直且二者之间的间距控制在0～0.2mm范围内，b板2的待焊接端面位于a板1的两板面之间且与a板1的外侧板面之间的间距为0.1～0.5mm；采用激光自熔焊方式焊接成型，其中，激光束的聚焦光斑直径为1.5～2.2mm。
易知地，上述a板1与b板2之间的间距指的是a板1待焊接端与相邻的b板2板面之间的间距；b板2待焊接端面位于a板1两板面之间即为位于a板1两板面所在平面之间，相应地，a板1的其中一板面位于b板2的两端之间，该板面为a板1的内侧板面，则a板1的另一板面即为该a板1的外侧板面。
本实施例中，采用大聚焦光斑直径的激光束进行角缝接头的圆弧角焊接成型，且采用激光自熔焊方式实现焊缝本身的材料熔化-焊缝熔池-凝固成型的焊接过程，具有如下无可比拟的优势：
1)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接热输入效率高，而且可以集中在焊缝区域，因此总的热输入量相对较低，焊缝基本没有变形，可以很好的满足产品的要求；
2)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接因为热输入集中，可以获得热影响区极小的焊缝，并且能够添加焊缝保护装置，可以有效地减轻焊缝氧化，保证焊缝外观；
3)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接因其完全是自熔焊，不需填充材料，所以通过一定的接头拼接形式可以达到焊缝无余高无塌陷的状态，可以省去大量的打磨、抛光、返修补焊工作，显著地提高生产效率、经济效益；
4)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接可以实现自动化生产，排除了操作人员专业素养差异带来的影响，产品质量可以保证优秀的稳定性；
5)相较于传统生产工艺，大聚焦光斑直径激光焊接可以在封闭式环境中进行生产，配备良好的除尘系统后，可以有效控制工作环境的恶化，给生产人员带来健康的工作环境；
6)相对于常规激光焊接制造工艺，大聚焦光斑直径激光焊接可以获得外观均匀、光滑、无咬边的焊缝，可以满足产品质量要求。
基于上述的大聚焦光斑直径激光焊接方式，并通过采用上述的特殊的焊接接头拼装方式(即包括对板件间距、错位距离的控制等)，本实施例可以获得如下有益效果：
(1)通过采用特殊的焊接接头拼装形式，预留了适量的焊缝余高所占的空间，保证焊接完成后焊缝表面较为平整而形成光滑的圆弧角缝，满足焊缝外观要求，能够更好地满足焊缝圆弧角成型要求；
(2)相比于现有成型工艺，本实施例提供的角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法操作更为简单，控制更为准确；
(3)采用大聚焦光斑直径激光焊接工艺，能够保证焊缝成型满足产品需求，并且后期仅需进行简单的抛光处理，实现了高质量、高效率、高效益的稳定生产。
进一步优化上述工艺如下，以进一步提高焊缝效果：
作为进一步优选地实施例，角缝接头母材厚度为0.7～2mm，即上述两板材(a板1和b板2)的厚度均为0.7～2mm；两板材的材质均优选为是不锈钢。
作为进一步优选地实施例，如图1-图5，所述a板1水平放置，所述b板2竖直放置，a板1的上板面位于b板2顶端上方，便于焊缝的形成。
作为进一步优选地实施例，激光束的聚焦光斑直径为1.8～2.0mm，获得的焊缝效果更佳。
作为进一步优选地实施例，在焊接过程中，优选为控制约1/2(面积)的聚焦光斑在a板1上，另外1/2的聚焦光斑处于a板1的靠近b板2一侧的空间，获得的焊缝效果更佳。
对于上述的激光自熔焊工艺，优选为采用如下的工艺参数：激光束相对于a板1板面的入射角为0～10°；所述激光自熔焊方式采用左焊法，即前进焊法；焊接速度为30mm/s～50mm/s；激光功率为1500w～2500w。该焊接工艺，单位热输入大小及单位热输入作用面积能够保证焊缝接头的桥接能力以及焊缝熔池的均匀铺展。
进一步优选地，焊接过程中采用保护气体，具体地，采用同轴气嘴吹氩保护，气体压力为0.05mpa～0.2mpa，气嘴距离焊缝表面高度3mm～10mm。其中，优选为选用纯度为99.99％以上的氩气；同轴气嘴的直径在6～10mm范围内。基于上述的保护气体种类、大小及其吹入焊缝的控制方式，可以有效保证熔池流动稳定性，获得均匀的焊缝外观，同时可以有效减轻焊缝氧化程度。
实施例二
本发明实施例提供一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法，所述的角缝接头，母材材料为不锈钢，厚度为1mm，a板1水平设置，b板2竖直设置，在拼装时保证两板间水平间距控制在0.05mm左右，b板2顶端与a板1上板面之间的间距为0.2mm左右；采用气嘴直径为8mm的同轴保护气保护焊缝，焊接时气嘴距离焊缝平面的距离为5mm，保护气体采用纯度为99.999％的ar，保护气在气瓶出口的压力为0.1mpa；激光束相对于a板1板面的入射角度为4°；焊接参数选择激光功率2000w，焊接速度45mm/s，光斑直径2.0mm。焊接时采用左焊法(图4所示焊接方向)进行焊接，光斑位于a板1材边缘，控制约1/2的光斑在a板1材上，另外1/2光斑处于b板2材上方。焊接完成后，焊缝成型美观。
实施例三
本发明实施例提供一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法，所述的角缝接头，母材材料为不锈钢，厚度为0.7mm，a板1水平设置，b板2竖直设置；在拼装时保证两板间水平间距为0(即a板1的待焊接端与b板2接触)，b板2顶端与a板1上板面之间的间距为0.1mm左右；采用气嘴直径为6mm的同轴保护气保护焊缝，焊接时气嘴距离焊缝平面的距离为3mm，保护气体采用纯度为99.999％的ar，保护气在气瓶出口的压力为0.05mpa；激光束相对于a板1板面的入射角度为0；焊接参数选择激光功率1500w，焊接速度50mm/s，光斑直径1.8mm。焊接时采用左焊法(图4所示焊接方向)进行焊接，光斑位于a板1材边缘，控制约1/2的光斑在a板1材上，另外1/2光斑处于b板2材上方。焊接完成后，焊缝成型美观。
实施例四
本发明实施例提供一种角缝接头的圆弧角激光焊接成型方法，所述的角缝接头，母材材料为不锈钢，厚度为2mm，a板1水平设置，b板2竖直设置；在拼装时保证两板间水平间距控制在0.2mm左右，b板2顶端与a板1上板面之间的间距为0.5mm左右；采用气嘴直径为10mm的同轴保护气保护焊缝，焊接时气嘴距离焊缝平面的距离为10mm，保护气体采用纯度为99.999％的ar，保护气在气瓶出口的压力为0.2mpa；激光束相对于a板1板面的入射角度为10°；焊接参数选择激光功率2500w，焊接速度30mm/s，光斑直径2.0mm。焊接时采用左焊法(图4所示焊接方向)进行焊接，光斑位于a板1材边缘，控制约1/2的光斑在a板1材上，另外1/2光斑处于b板2材上方。焊接完成后，焊缝成型美观。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。