[發明專利]鋁鋼異種金屬激光熔釬焊焊接方法和填充粉末

無效

• 申請號: 201210231163.1
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102764934A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 樊丁;蔣鍇;余淑榮;黃健康
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B23K26/26
• 分類號: B23K26/26;B23K26/32;B23K26/42;B23K35/28;B23K103/20
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及異種金屬的激光熔釬焊技術。

背景技術

鋁鋼異種金屬焊接時，由于鋁和鋼的物化性能差異很大，很難形成有效的焊接接頭；而且鋁合金表面易被氧化，且對激光的反射率很高，導致鋁合金對激光的吸收率很低，氧化物很難熔化形成夾雜、氣孔等缺陷；由于熔化的液態鋁在鋼側潤濕性很差，很難在鋼側潤濕鋪展，導致焊接過程不穩定，焊縫成型不良；Al和Fe易形成脆硬的金屬間化合物，過厚的金屬間化合物層使焊接接頭機械性能降低。名稱為“一種無釬劑激光填粉焊接鋁鋼異種金屬接頭的方法”的中國專利（申請號201110240318.3）公開了一種方案，其采用鋁板和鋼板之間平鋪一層粉末并采用同步送粉技術，該方法雖然提高了激光的吸收率，但由于送粉時粉末的發散和鋁合金表面仍存在的反射使得激光吸收率有限，而且激光束經散焦或整形后能量密度不集中，另外送粉束的尺寸與激光光斑的尺寸匹配精度較高，夾層填粉焊后夾層剩余未熔化粉末難以有效清除。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋁鋼異種金屬激光熔釬焊焊接方法和填充粉末。

本發明是鋁鋼異種金屬激光熔釬焊焊接方法和填充粉末，其方法的步驟為：

（1）將助熔劑加入丙酮，涂敷在鋁合金焊道表面，待丙酮蒸發后將填充粉末混合均勻之后，加入丙酮攪拌均勻涂敷在已涂助熔劑的鋁合金板的焊道表面；

（2）將鋁合金板6放置在上，鋼板5在下，搭接長度4～10mm，或者鋁合金板6與鋼板（5）的側端面不留間隙的放置在一起，且鋁合金板6的底平面與鋼板5的底面在同一水平面上，施焊時光斑打在鋁合金板6上，距鋁合金板的邊緣0～0.5mm；

（3）然后進行激光焊接。

用于以上所述的鋁鋼異種金屬激光熔釬焊方法的填充粉末，按重量百分比計，其組分為：Mg?5～8%，Si?1～3%，Mn?1～3%，Zn?5～10%，B?0.5～1%，其余為Al。

本發明的有益效果是涂粉后激光焊接穩定性和焊縫成型良好，顯著提高了鋁在鋼側的鋪展寬度，明顯提高了激光的吸收率和激光焊接速度。

附圖說明????

圖1是鋁鋼搭接涂粉方法及激光熔釬焊的示意圖，圖2?為第一工況的5052鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖3為第二工況的5052鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖4為第三工況的5052鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖5?第四工況的5052鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖6?為第五工況的5052鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖7?第六工況的5052鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖8為第一工況的5056鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖9為第二工況的5056鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖10為第一工況的6063鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖11為第二工況的6063鋁合金與鋼激光搭接熔釬焊焊縫形貌圖，圖12為異厚度（鋁厚鋼薄）的鋁合金與鋼對接涂粉方法及激光熔釬焊示意圖，圖13是鋁合金與鋼激光對接熔釬焊焊縫的正面形貌圖，圖14是鋁合金與鋼激光對接熔釬焊焊縫的背面形貌圖，附圖標記及名稱為：激光束1，保護氣噴嘴2，保護氣體3，助熔劑及粉末4，鋼板5，鋁合金板6。

具體實施方式

本發明是鋁鋼異種金屬激光熔釬焊焊接方法和填充粉末，其方法的步驟為：

（1）將助熔劑加入丙酮，涂敷在鋁合金焊道表面，待丙酮蒸發后將填充粉末混合均勻之后，加入丙酮攪拌均勻涂敷在已涂助熔劑的鋁合金板的焊道表面；

（2）將鋁合金板6放置在上，鋼板5在下，搭接長度4～10mm，或者鋁合金板6與鋼板（5）的側端面不留間隙的放置在一起，且鋁合金板6的底平面與鋼板5的底面在同一水平面上，施焊時光斑打在鋁合金板6上，距鋁合金板的邊緣0～0.5mm；

（3）然后進行激光焊接。

用于以上所述的鋁鋼異種金屬激光熔釬焊方法的填充粉末，按重量百分比計，其組分為：Mg?5～8%，Si?1～3%，Mn?1～3%，Zn?5～10%，B?0.5～1%，其余為Al。

以5052、5056、6063鋁合金與鍍鋅鋼板ST04Z為例，焊前對鋁板和鋼板用丙酮清洗除油除污，對鋁合金進行機械或化學處理去除表面的氧化膜。