[發明專利]一種鋁合金的激光焊接方法

在審

• 申請號: 201710973247.5
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107627026A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 朱寶華;李小婷;趙曙明;王瑾;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/12;B23K26/70
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司44360
• 代理人: 陳琳

技術領域

本發明涉及金屬工件之間的焊接方法，尤其涉及兩個鋁合金工件之間的激光焊接方法。

背景技術

鋁合金具有質量輕、韌性好，屈強比高、加工成形容易等優點，被廣泛應用于汽車、船舶、化工、機械制造、航空及航天等焊接結構的產品上。采用鋁合金代替鋼板材料焊接，可大大減小結構質量。由于鋁合金本身材料特性，使得其在焊接技術上面臨著一些亟待解決的問題：表面難熔的氧化膜、接頭軟化、易產生氣孔、容易熱變形以及熱導率過大等。

傳統的鋁合金焊接一般采用TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding，非熔化極惰性氣體鎢極保護焊)或MIG焊(Metal Inert Gas Welding，熔化極惰性氣體保護焊)工藝，雖然這兩種焊接方式能量密度較大，焊接鋁合金時能獲得良好的接頭，但存在熔透能力差、焊接變形大、生產效率低等缺點。

激光焊接具有功率密度高、焊接熱輸入低、焊接熱影響區小和焊接變形小等優點，使其在鋁合金焊接應用領域越來越廣泛。在激光焊接過程中，由于鋁合金表面對激光具有較高的反射率和很小的吸收率，同時由于小孔效應及等離子體對激光焊接的影響，焊縫表面極易形成難熔的氧化膜，在焊縫中容易形成未熔合、氣孔、夾雜、熱裂紋等缺陷，降低焊接接頭的力學性能，同時在表面易形成飛濺，嚴重限制了激光焊接鋁合金的應用領域。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提出一種鋁合金的激光焊接方法，能夠提高焊接質量，擴大應用范圍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種鋁合金的激光焊接方法，采用半導體激光器對鋁合金件實施對接焊。

其中，兩件鋁合金件的對接部位之間是無縫隙的。

其中，兩件鋁合金件的對接部位之間是有縫隙的。

其中，所述縫隙不超過1mm。

其中，焊接頭傾斜15°。

其中，采用氬氣作保護氣。

其中，氣體流量為20L/min。

其中，焊前要求提前吹氣，焊后緩慢關氣。

其中，所述半導體激光器工藝參數為1000W，所述半導體激光器工藝參數為10-30mm/s。

其中，所述鋁合金件的厚度不超過3mm。

本發明的有益效果在于，通過采用半導體激光器對鋁合金件實施對接焊，能夠提高焊接質量，擴大應用范圍。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是光纖激光器的激光光束形貌圖。

圖2是半導體激光器的激光光束形貌圖。

圖3是采用光纖激光器的焊接示意圖。

圖4是采用半導體激光器的焊接示意圖。

圖5是采用光纖激光器的無間隙對接焊縫的截面金相圖。

圖6是采用半導體激光器的無間隙對接焊縫的截面金相圖。

圖7是采用光纖激光器的有間隙對接焊縫的形貌圖。

圖8是采用半導體激光器的有間隙對接焊縫的形貌圖。

圖9是采用光纖激光器的薄板對接焊縫的形貌圖。

圖10是采用半導體激光器的薄板對接焊縫的形貌圖。

具體實施方式

現結合附圖，對本發明的較佳實施例作詳細說明。

參見圖1和圖2，圖1是光纖激光器的激光光束形貌圖。圖2是半導體激光器的激光光束形貌圖。圖3是采用光纖激光器的焊接示意圖。圖4是采用半導體激光器的焊接示意圖。針對厚度為3mm的鈍鋁，采用光纖激光器和半導體激光器進行焊接，進行焊接效果比較。發現：光纖激光器光束能量密度呈高斯分布，光纖激光器由于光束質量好更適合用于穿透焊；半導體激光器能量密度呈帽形分布，高功率半導體激光器更適用于拼接焊。

結合參見參見圖5和圖6，圖5是采用光纖激光器的無間隙對接焊縫的截面金相圖。圖6是采用半導體激光器的無間隙對接焊縫的截面金相圖。用丙酮或酒精等有機溶劑，擦拭鋁合金薄板的表面，使兩塊薄板對接，用夾具把兩塊薄板壓緊固定，保證零間隙。光纖激光器工藝參數為250W，30mm/s，光纖激光器所焊焊縫深寬比為1.8﹕1。半導體激光器工藝參數為1000W，30mm/s，半導體激光器所焊焊縫深寬比為1﹕2.5。