[實用新型]一種銅鋁異質金屬的激光焊接裝置

有效

• 申請號: 201720151374.2
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN206747804U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 師文慶;黃江;謝玉萍;安芬菊;李思東;李永強;吳湛霞;廖銘能
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: B23K26/60
• 分類號: B23K26/60;B23K26/211;B23K26/323
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 張月光,林偉斌

技術領域

本實用新型涉及激光焊接的技術領域，更具體地，涉及一種銅鋁異質金屬的激光焊接裝置。

背景技術

近年來，銅價暴漲，傳統行業沖擊嚴重。尤其以銅材料為主的電力電子行業受到極大挑戰。鋁材價格便宜（約為銅價的三四成），在電力電子行業應用鋁材料具有很高的性價比。部分地用鋁代替銅，成為電力電子行業節約成本、挖潛增效的一個有效途徑，銅鋁焊接需求逐漸凸顯。另外，傳統的焊接方式能耗大、污染高，尤其是人工成本高。近年來，我國人口逐漸老齡化，勞動力短缺嚴重，人工成本逐年攀升，相關企業不堪重負。以自動化程度高、速度快、污染小的現代激光技術焊接銅鋁異質金屬，有望解決以上兩方面的問題。

激光焊接是一個非常復雜的問題，涉及焊接學、材料學、凝固相變學、量子力學等多個領域。銅鋁兩種金屬的物理化學性能差異較大，本身就難于焊接，且大部分工業用激光（如YAG激光器、CO2激光器、光纖激光器，波長在1.06～10.6μm）在銅鋁表面的反射率都很高（有的高達90%以上）；使得激光焊接銅鋁技術一直存在一些瓶頸問題。目前，對銅鋁異質金屬的激光焊接仍停留在經驗水平，焊接工藝缺乏理論支持。

發明內容

本實用新型為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種銅鋁異質金屬的激光焊接裝置，可以解決銅鋁材料的焊接。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：一種銅鋁異質金屬的激光焊接裝置，其中，包括激光焊接設備、與激光焊接設備連接的傳輸機構、與傳輸機構連接的激光加工頭，激光加工頭射出的激光束照射到兩塊待焊接材料縫隙之間的金屬粉末上；

待焊接的銅鋁異質金屬之間分別設有斜坡。

本實用新型中，通過將待焊接的銅鋁異質金屬材料的表面進行斜坡處理，再在其中鋪入相應的金屬粉末（這些金屬粉末包括銅粉末、鋁粉末，或者是一些易與銅鋁能緊密結合形成金屬間化合物的其他金屬粉末），通過多種方法提高了激光束在銅鋁表面的吸收率，有利于用激光焊接銅鋁異質金屬。

進一步的，所述的斜坡角度為30-60度，相對于的另外一種材料斜坡的角度為120-150度。

對待焊接的銅鋁異質金屬的兩個接口處進行斜坡處理。使其具有一定的斜坡，斜坡角度大約在30-60度之間（相對于的另外一種材料斜坡的角度大約在120-150度之間），使照射在其中的激光束能在待焊接的銅鋁異質金屬間的兩個表面來回反射，多次反射后，大部分激光能量被吸收，提高了整體反射率，有利于激光焊接銅鋁異質金屬。

進一步的，所述的兩塊待焊接的銅鋁材料之間留有縫隙。在待焊接銅鋁金屬材料的接口處加入金屬粉末，這些金屬粉末包括銅粉末、鋁粉末，或者是一些易與銅鋁能緊密結合形成金屬間化合物的其他金屬粉末。由于漫反射，使得這些金屬粉末對常用工業用激光（波長在1.06-10.6微米）的吸收率大大提高，這樣不僅可以提高激光輸入率，還有利于與待焊接金屬形成良好結合。

進一步的，所述的金屬粉末高出兩塊待焊接金屬材料表面。粉末鋪滿縫隙并略有多余。激光束照射到兩塊待焊接材料縫隙之間的金屬粉末上，熔化金屬粉末成為液體金屬，金屬粉末熔化后形成的液體金屬在待焊接的銅材料、鋁材料之間。當移走激光束后，液體金屬冷卻和待焊接的兩塊材料形成良好結合。

與現有技術相比，有益效果是：本實用新型易于用常用的激光設備（輸出波長在1.06-10.6微米）焊接反射率很高的銅、鋁等金屬材料。通過多種方法提高了激光束在銅鋁表面的吸收率，有利于用激光焊接銅鋁異質金屬。

附圖說明

圖1是本實用新型局部結構示意圖。

圖2是本實用新型整體裝置結構示意圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。

如圖1、2所示，1為激光束，2為待焊接的鋁材料，3為金屬粉末，4為待焊接的銅材料。

一種銅鋁異質金屬的激光焊接裝置，其中，包括激光焊接設備5、與激光焊接設備5連接的傳輸機構6、與傳輸機構6連接的激光加工頭7，激光加工頭7射出的激光束1照射到兩塊待焊接材料縫隙之間的金屬粉末上；

待焊接的銅鋁異質金屬之間分別設有斜坡。