ICS 25.160.10 CCS J 33
体
标
准
团
T/CWAN0060—2022
大厚度铝合金窄间隙激光填丝
焊接推荐工艺规范
Recommended process specification for narrow-gap laser welding
with filler wire of large thickness aluminum alloy
2022-05-24发布
2022-07-01实施
中国焊接协会 发布 T/CWAN0060—2022
目 次
前言
范围· 规范性引用文件
2 3 术语和定义 4 符号· 5 一般要求. 6 工艺要求.. 7 检验方法·
附录A（资料性） 焊接工艺规程（WPS). T/CWAN0060—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国焊接协会提出并归口。 本文件起草单位：哈尔滨焊接研究院有限公司、上海航天设备制造总厂有限公司、山推工程机械股
份有限公司、哈尔滨工业大学、四川航天长征装备制造有限公司、山东省平度市技师学院
本文件主要起草人：黄瑞生、封小松、王彩风、邹吉鹏、夏佩云、李俐群、陈健、徐错、武鹏博、孙谦、 韩鹏薄、曹浩、刘阳、蒋宝、聂鑫、徐楷昕、许辉、方迪生、刘孔丰、宫建锋、赵德民、周坤、滕彬、梁晓梅、 李小宇、孙徕博、陈晓宇、方乃文
II T/CWAN0060—2022
大厚度铝合金窄间隙激光填丝
焊接推荐工艺规范
1范围
本文件规定了铝合金材料窄间隙激光填丝焊接工艺技术的一般要求、工艺要求、质量检验方法等。 本文件适用于板厚≥20mm的铝合金窄间隙激光填丝焊。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 985.3 铝及铝合金气体保护焊的推荐坡口 GB/T2650焊接接头冲击试验方法 GB/T 2651 焊接接头拉伸试验方法 GB/T 2654 焊接接头硬度试验方法 GB/T3323.1 焊缝无损检测 射线检测 GB/T 4842 氩 GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB 9448 焊接与切割安全 GB/T 10858 铝及铝合金焊丝 GB/T 22087 铝及铝合金的弧焊接头缺欠质量分级指南 GB/T 26955 金属材料焊缝破坏性试验焊缝宏观和微观检验 GB/T 29710 电子束及激光焊接工艺评定试验方法 GJB2053A一2015航空航天用铝合金结构板规范 GIB390A一2008航天用铝合金板材规范 T/CWAN 0013 铝及铝合金焊丝质量评价规范
：术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
光丝间距 distance between laser and welding wire 激光束光斑在焊件上表面的中心点A，焊丝轴线与焊件上表面交点B，A、B两点间的间距，用D1
表示，见图1。 3.2
摆动激光焊接 oscillatinglaserwelding 激光束通过可编程聚焦镜组实现以一定运动方式、运动频率、运动幅度摆动的激光焊接技术。
1 T/CWAN0060—2022
焊丝
激光束
送丝管
D.
A
焊件
图1激光填丝焊接光丝间距示意图
3.3
窄间隙焊 narrow-gap welding 厚板对接接头，焊前不加工坡口或只加工小角度坡口，并留有窄而深的间隙。一般通过单道多层或
多道多层焊完成整条焊缝的高效率焊接方法 3.4
激光能量密度 laser energy density 焊接区域的激光输入功率与激光束作用在此区域面积的比，
3.5
激光入射角度 laser incidence angle 激光束与焊件平面法线的夹角α的大小，见图2。
激光束
焊件
图2 2激光入射角度示意图
3.6
激光填丝焊 laserweldingwithfillerwire 利用激光束作为热源，将送进的焊丝及母材熔化形成焊缝的焊接方法。
3.7
坡口组配间隙 combination gap of groove 窄间隙坡口的上表面宽度，用6表示见图3。坡口组配间隙6应大于该平面光斑的直径D，即6
2 T/CWAN0060—2022
D，摆动激光焊接时，6>D十2a，其中a为激光束运动半径
图3 窄间隙坡口组配间隙示意图
3.8
离焦量defocusdistance 激光束束腰中心距焊件上表面的距离。
符号
4
表1给出本文件所用到的符号及相应的含义说明。
表1 符号及说明
符号 L t1 t2 山入 C; 4 V; P V. D: Q W H D. V,
单位 mm mm mm mm () (-) mm Hz kw m/min mm L/min mm mm mm m/min
说明试板长度试板钝边厚度母材厚度坡口组配间隙坡口角度激光束运动方式激光束运动半径激光束运动频率激光功率焊接速度
离焦量保护气体流量焊缝宽度焊缝余高光丝间距送丝速度
3 T/CWAN0060—2022
5一般要求
5.1人员 5.1.1焊接操作人员应经过系统的理论学习和培训，具备足够的焊接专业知识和技能，熟悉激光填丝焊接设备的操作规范 5.1.2焊接检验人员应经过相关检验知识理论学习和培训，并取得相应的资格证书。 5.1.3无损检测人员应取得GB/T9445规定的2级以上资格证书，或依据其他相关标准进行培训、考核，并取得相应的资格证书。 5.1.4现场操作人员应佩戴对应波长范围的安全护目镜，现场人员所在位置应注意避开激光束的反射。 5.2设备 5.2.1激光器、激光头、送丝设备、相关仪器仪表等应经过检定合格方可使用，并按照相关要求定期进行检修及检定。 5.2.2设备在安装、搬迁、大修或停止使用1年以上时，应进行检定并进行工艺参数确认，合格后方可使用。 5.2.3激光焊接设备连入的电源网路电压波动范围不应超过额定值的土10%，否则应配备稳压器 5.2.4激光器使用一段时间或者更换激光发生物质后，应检查激光功率输出情况，并进行工艺参数确认。 5.2.5设备应具有侧吹保护装置，以免激光焊接中产生的高压金属蒸气粒子污染激光头保护镜片。 5.2.6设备应安装惰性气体保护装置。推荐使用长方形拖罩气体保护装置，可以增加气体保护范围 5.3材料 5.3.1 铝合金板及焊丝应具有生产厂家提供的质量保证书，如有必要应按照相关标准进行复验 5.3.2铝合金板应满足设计图样及相关技术文件等的规定，另外，板材的成分、表面质量、规格、力学性能等应符合GJB2053A一2015和GJB390A一2008中的有关规定或技术条件的要求 5.3.2.1为了降低焊接缺陷提高焊缝质量，铝合金板应在焊接前4h以内去除坡口表面氧化膜和油污 5.3.2.2当铝合金板尺寸较小时推荐坡口表面处理方法为化学清洗，首先用酒精清洗铝合金坡口，去除油污后，用10%NaOH溶液清洗约10min去除氧化膜，然后用30%HNO：溶液亮化处理约1min，最后清水冲洗、烘干；当铝合金板尺寸较大时推荐表面处理方法为激光清洗。 5.3.3铝及铝合金焊丝应符合GB/T10858及T/CWAN0013的相关规定。 5.3.3.1铝合金焊丝应存放在干燥、通风良好的库房中，不允许露天存放或放在有有害气体和腐蚀性介质的室内，室内温度应控制在10℃～15℃，相对湿度≤60%。室内应保持整洁。堆放时不宜直接放在地面上，宜放在离地面和墙壁≥300mm的架子或垫板上，以保持空气流通，防止受潮 5.3.3.2铝合金焊丝应在开包后48h内使用，未用完的焊丝应采用真空密封保存，并做好标记 5.3.4保护气体氩气应符合GB/T4842的要求，纯度不小于99.99%，露点在一50℃以下。 5.4环境 5.4.1焊接环境干净整洁，应设立独立的焊接工作室内空调房，并具备排气装置，空调房安装警示装置，激光焊接作业时启用，焊接作业时禁止人员在内，防止激光伤人。 5.4.2为防止激光器结露，工作空调房的温度、湿度应控制在对应型号激光器结露点以上并保持恒定。
4 T/CWAN0060—2022
5.5坡口制备
采用对接接头进行焊接试验，可采用单面焊接或双面焊接，坡口组配间隙应大于该平面激光束光斑的直径，推荐采用的坡口形式见表2。
表2推荐采用坡口形式
单位为毫米
规格尺寸坡口组配间隙
序号
坡口示意图
坡口种类
钝边
坡口角度
I形坡口
0.5≤6≤3
V形坡口
1≤4° 3≤6≤10
()
Y形坡口
^≤4° 3≤≤10 ti≥1.5
双Y形坡口 1≤4° 3≤≤10 ti≥1.5
入≤4° 3≤6≤10 t1≥1.5
U形坡口
5 ICS 25.160.10 CCS J 33
体
标
准
团
T/CWAN0060—2022
大厚度铝合金窄间隙激光填丝
焊接推荐工艺规范
Recommended process specification for narrow-gap laser welding
with filler wire of large thickness aluminum alloy
2022-05-24发布
2022-07-01实施
中国焊接协会 发布 T/CWAN0060—2022
目 次
前言
范围· 规范性引用文件
2 3 术语和定义 4 符号· 5 一般要求. 6 工艺要求.. 7 检验方法·
附录A（资料性） 焊接工艺规程（WPS). T/CWAN0060—2022
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国焊接协会提出并归口。 本文件起草单位：哈尔滨焊接研究院有限公司、上海航天设备制造总厂有限公司、山推工程机械股
份有限公司、哈尔滨工业大学、四川航天长征装备制造有限公司、山东省平度市技师学院
本文件主要起草人：黄瑞生、封小松、王彩风、邹吉鹏、夏佩云、李俐群、陈健、徐错、武鹏博、孙谦、 韩鹏薄、曹浩、刘阳、蒋宝、聂鑫、徐楷昕、许辉、方迪生、刘孔丰、宫建锋、赵德民、周坤、滕彬、梁晓梅、 李小宇、孙徕博、陈晓宇、方乃文
II T/CWAN0060—2022
大厚度铝合金窄间隙激光填丝
焊接推荐工艺规范
1范围
本文件规定了铝合金材料窄间隙激光填丝焊接工艺技术的一般要求、工艺要求、质量检验方法等。 本文件适用于板厚≥20mm的铝合金窄间隙激光填丝焊。
2规范性引用文件
2
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 985.3 铝及铝合金气体保护焊的推荐坡口 GB/T2650焊接接头冲击试验方法 GB/T 2651 焊接接头拉伸试验方法 GB/T 2654 焊接接头硬度试验方法 GB/T3323.1 焊缝无损检测 射线检测 GB/T 4842 氩 GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证 GB 9448 焊接与切割安全 GB/T 10858 铝及铝合金焊丝 GB/T 22087 铝及铝合金的弧焊接头缺欠质量分级指南 GB/T 26955 金属材料焊缝破坏性试验焊缝宏观和微观检验 GB/T 29710 电子束及激光焊接工艺评定试验方法 GJB2053A一2015航空航天用铝合金结构板规范 GIB390A一2008航天用铝合金板材规范 T/CWAN 0013 铝及铝合金焊丝质量评价规范
：术语和定义
3
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
光丝间距 distance between laser and welding wire 激光束光斑在焊件上表面的中心点A，焊丝轴线与焊件上表面交点B，A、B两点间的间距，用D1
表示，见图1。 3.2
摆动激光焊接 oscillatinglaserwelding 激光束通过可编程聚焦镜组实现以一定运动方式、运动频率、运动幅度摆动的激光焊接技术。
1 T/CWAN0060—2022
焊丝
激光束
送丝管
D.
A
焊件
图1激光填丝焊接光丝间距示意图
3.3
窄间隙焊 narrow-gap welding 厚板对接接头，焊前不加工坡口或只加工小角度坡口，并留有窄而深的间隙。一般通过单道多层或
多道多层焊完成整条焊缝的高效率焊接方法 3.4
激光能量密度 laser energy density 焊接区域的激光输入功率与激光束作用在此区域面积的比，
3.5
激光入射角度 laser incidence angle 激光束与焊件平面法线的夹角α的大小，见图2。
激光束
焊件
图2 2激光入射角度示意图
3.6
激光填丝焊 laserweldingwithfillerwire 利用激光束作为热源，将送进的焊丝及母材熔化形成焊缝的焊接方法。
3.7
坡口组配间隙 combination gap of groove 窄间隙坡口的上表面宽度，用6表示见图3。坡口组配间隙6应大于该平面光斑的直径D，即6
2 T/CWAN0060—2022
D，摆动激光焊接时，6>D十2a，其中a为激光束运动半径
图3 窄间隙坡口组配间隙示意图
3.8
离焦量defocusdistance 激光束束腰中心距焊件上表面的距离。
符号
4
表1给出本文件所用到的符号及相应的含义说明。
表1 符号及说明
符号 L t1 t2 山入 C; 4 V; P V. D: Q W H D. V,
单位 mm mm mm mm () (-) mm Hz kw m/min mm L/min mm mm mm m/min
说明试板长度试板钝边厚度母材厚度坡口组配间隙坡口角度激光束运动方式激光束运动半径激光束运动频率激光功率焊接速度
离焦量保护气体流量焊缝宽度焊缝余高光丝间距送丝速度
3 T/CWAN0060—2022
5一般要求
5.1人员 5.1.1焊接操作人员应经过系统的理论学习和培训，具备足够的焊接专业知识和技能，熟悉激光填丝焊接设备的操作规范 5.1.2焊接检验人员应经过相关检验知识理论学习和培训，并取得相应的资格证书。 5.1.3无损检测人员应取得GB/T9445规定的2级以上资格证书，或依据其他相关标准进行培训、考核，并取得相应的资格证书。 5.1.4现场操作人员应佩戴对应波长范围的安全护目镜，现场人员所在位置应注意避开激光束的反射。 5.2设备 5.2.1激光器、激光头、送丝设备、相关仪器仪表等应经过检定合格方可使用，并按照相关要求定期进行检修及检定。 5.2.2设备在安装、搬迁、大修或停止使用1年以上时，应进行检定并进行工艺参数确认，合格后方可使用。 5.2.3激光焊接设备连入的电源网路电压波动范围不应超过额定值的土10%，否则应配备稳压器 5.2.4激光器使用一段时间或者更换激光发生物质后，应检查激光功率输出情况，并进行工艺参数确认。 5.2.5设备应具有侧吹保护装置，以免激光焊接中产生的高压金属蒸气粒子污染激光头保护镜片。 5.2.6设备应安装惰性气体保护装置。推荐使用长方形拖罩气体保护装置，可以增加气体保护范围 5.3材料 5.3.1 铝合金板及焊丝应具有生产厂家提供的质量保证书，如有必要应按照相关标准进行复验 5.3.2铝合金板应满足设计图样及相关技术文件等的规定，另外，板材的成分、表面质量、规格、力学性能等应符合GJB2053A一2015和GJB390A一2008中的有关规定或技术条件的要求 5.3.2.1为了降低焊接缺陷提高焊缝质量，铝合金板应在焊接前4h以内去除坡口表面氧化膜和油污 5.3.2.2当铝合金板尺寸较小时推荐坡口表面处理方法为化学清洗，首先用酒精清洗铝合金坡口，去除油污后，用10%NaOH溶液清洗约10min去除氧化膜，然后用30%HNO：溶液亮化处理约1min，最后清水冲洗、烘干；当铝合金板尺寸较大时推荐表面处理方法为激光清洗。 5.3.3铝及铝合金焊丝应符合GB/T10858及T/CWAN0013的相关规定。 5.3.3.1铝合金焊丝应存放在干燥、通风良好的库房中，不允许露天存放或放在有有害气体和腐蚀性介质的室内，室内温度应控制在10℃～15℃，相对湿度≤60%。室内应保持整洁。堆放时不宜直接放在地面上，宜放在离地面和墙壁≥300mm的架子或垫板上，以保持空气流通，防止受潮 5.3.3.2铝合金焊丝应在开包后48h内使用，未用完的焊丝应采用真空密封保存，并做好标记 5.3.4保护气体氩气应符合GB/T4842的要求，纯度不小于99.99%，露点在一50℃以下。 5.4环境 5.4.1焊接环境干净整洁，应设立独立的焊接工作室内空调房，并具备排气装置，空调房安装警示装置，激光焊接作业时启用，焊接作业时禁止人员在内，防止激光伤人。 5.4.2为防止激光器结露，工作空调房的温度、湿度应控制在对应型号激光器结露点以上并保持恒定。
4 T/CWAN0060—2022
5.5坡口制备
采用对接接头进行焊接试验，可采用单面焊接或双面焊接，坡口组配间隙应大于该平面激光束光斑的直径，推荐采用的坡口形式见表2。
表2推荐采用坡口形式
单位为毫米
规格尺寸坡口组配间隙
序号
坡口示意图
坡口种类
钝边
坡口角度
I形坡口
0.5≤6≤3
V形坡口
1≤4° 3≤6≤10
()
Y形坡口
^≤4° 3≤≤10 ti≥1.5
双Y形坡口 1≤4° 3≤≤10 ti≥1.5
入≤4° 3≤6≤10 t1≥1.5
U形坡口
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