[發(fā)明專利]一種鋁合金薄板焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811112337.6
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN108890059B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王茂;張明軍;王志軍;張遠康
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: B23K1/00
• 分類號: B23K1/00;B23K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種鋁合金薄板焊接方法，其特征在于：步驟1、提供需要疊接焊接的第一工件與第二工件；步驟2、將第一工件和第二工件準確疊接并夾緊；步驟3、提供第三工件，第三工件位于第二工件的正上方；步驟4、提供激光切割系統(tǒng)；步驟5、提供氣柱噴槍；步驟6、提供超聲振動裝置；步驟7、啟動激光切割系統(tǒng)，激光切割頭聚焦形成的激光束垂直輻照第三工件上表面；步驟8、啟動氣柱噴槍，氣柱噴槍噴射惰性氣體作用于激光切割形成的金屬熔滴；步驟9、啟動超聲波發(fā)生裝置；步驟10、完成焊接過程。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有良好的焊接效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金薄板焊接方法。

背景技術(shù)

在汽車生產(chǎn)中，為了減輕車輛的自重而又不過多的影響汽車的行駛性能，降低汽車除底盤外的重量的工作一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員在努力的方向。因為鋁合金的重量輕及一定的可塑性和表面耐腐蝕性能，已經(jīng)有采用這一技術(shù)來替代通常的薄鋼板來加工車身。但這類鋁合金有一個嚴重的缺陷就是，在進行加工過程中的焊接時，由于它的熱傳導(dǎo)系數(shù)大、線膨脹系數(shù)大的原因，極易發(fā)生撓曲變形。因此，目前鋁合金薄板的焊接都是在大型夾具的固定下進行操作，如常用的琴鍵式焊接夾具。然而傳統(tǒng)的鋁合金薄板焊接的這種特殊性給實際生產(chǎn)帶來諸多不利因素：制造大型夾具增加了生產(chǎn)成本，焊前對于被焊接件的裝夾造成了工時過長，勞動強度提高，減低了生產(chǎn)效率。

激光焊接具有熱輸入小，變形小等優(yōu)點。激光焊接分為激光熱傳導(dǎo)焊接和激光深熔焊接模式。生產(chǎn)中高效焊接采用的是激光深熔焊接模式，此時材料在高能量密度激光的直接輻照下，發(fā)生熔化甚至氣化，蒸發(fā)反沖壓力將熔融金屬排開，使得熔池表面下陷形成“匙孔”（也稱小孔），激光束通過小孔深入到材料內(nèi)部。采用激光焊接鋁合金時，需要極高的能量閾值（10⁶W/cm²），使得焊接熱輸入較大，試件熱變形較大；另一方面，高能量密度激光束輻照下，鋁合金中合金強化元素（如鎂元素）極易蒸發(fā)，導(dǎo)致接頭強度下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決鋁合金薄板焊接過程中易發(fā)生變形，合金元素蒸發(fā)導(dǎo)致接頭強度低等問題。

1、本發(fā)明提供一種鋁合金薄板焊接方法，包括如下步驟：

步驟1：提供需要疊接焊接的第一工件與第二工件，在第二工件上沿焊接軌跡沖壓形成一條通透的窄縫，除去第一工件和第二工件上下表面和窄縫的雜質(zhì)。

步驟2：將第一工件和第二工件準確疊接并夾緊。

步驟3：提供第三工件，第三工件位于第二工件的正上方。

步驟4：提供激光切割系統(tǒng)，激光切割系統(tǒng)具有激光發(fā)生器、傳輸光纖、激光切割頭、機械手、固定支架，激光發(fā)生器通過傳輸光纖與激光切割頭相連。

步驟5：提供氣柱噴槍，氣柱噴槍固定于激光切割頭的固定支架上。

步驟6：提供超聲振動裝置，超聲變幅桿壓合于第一工件的下表面。

步驟7：啟動激光切割系統(tǒng)，激光切割頭聚焦形成的激光束垂直輻照第三工件上表面。

步驟8：啟動氣柱噴槍，氣柱噴槍噴射惰性氣體作用于激光切割形成的金屬熔滴。

步驟9：啟動超聲波發(fā)生裝置，調(diào)節(jié)超聲波頻率，在超聲高頻振動下熔融金屬在窄縫中鋪展。

步驟10：激光切割頭移動到終點位置，關(guān)閉激光切割系統(tǒng)，關(guān)閉氣柱噴槍，保持超聲波振動1~2分鐘，完成焊接過程。

在其中一實施例中，步驟1中，第一工件和第二工件均為鋁合金，第一工件和第二工件厚度均為0.8~1.5 mm。

在其中一實施例中，步驟1中，窄縫的寬度d為0.5~1.2 mm。

在其中一實施例中，步驟3中，第三工件與第一工件和第二工件同材質(zhì)的鋁合金。