[發明專利]鋁合金激光焊接方法

在審

• 申請號: 201910090527.0
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109702342A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 鐘熠;陳謝國;甘春明;王征;葉祖福;邱浩;吳賢;張雄;李沖;吳苶
• 申請（專利權）人: 華工法利萊切焊系統工程有限公司
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/70;B23K103/10
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張濤

本發明涉及一種鋁合金激光焊接方法，在激光焊接頭沿焊縫長度方向運行的同時，使激光光斑在焊縫寬度方向上按設定頻率進行擺動運動，在鋁合金母材上進行激光深熔焊，其中，在焊縫中間位置的激光加工功率大于焊縫邊緣位置的激光加工功率。本發明采用激光深熔焊工藝，其具有能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度高等優點，可較好地解決現有技術中鋁合金焊接過程中存在的難點及缺陷；結合激光束的偏擺運動，并在焊縫寬度方向上采用不同的激光加工功率，在焊縫中間位置采用相對較大功率進行加工，使得能量集中，以保證焊縫熔深和強度，在焊縫邊緣位置采用相對較小功率進行加工，以保證焊縫邊緣不會出現明顯咬邊和燒蝕痕跡，從而達到良好的焊縫效果。

技術領域

本發明屬于鋁合金焊接加工技術領域，尤其是全鋁車身的激光焊接加工，具體涉及一種鋁合金激光焊接方法。

背景技術

在降低油耗增加能耗比的社會大背景下，全鋁車身因其重量輕、強度高、耐腐蝕性能好等優勢，被越來越多的汽車廠所應用。隨著工業企業對輕型金屬材料的需求日益增加，輕金屬焊接工藝顯得尤為重要。然而，由于目前合金技術原因，鋁材成型后易氧化，而氧化鋁有著熔點高、光線反射率高的特點，造成了全鋁車身熔焊對工藝要求更高。

鋁合金車身在焊接過程中有如下難點：

(1)鋁金屬的化學性質較為活潑，鋁合金表面直接暴露在空氣中極易氧化形成一層氧化鋁薄膜(三氧化二鋁)，氧化鋁融點高，需達2050℃才可以將其融化；

(2)鋁合金焊接過程中極易形成氣孔，這是由于熔池中的氫無法在焊接表面成型前將其排出，而導致小氣孔的形成；

(3)鋁合金膨脹系數大，在高溫作用下容易變形，在變形膨脹作用下，焊接面在成型時容易產生熱裂紋，直接影響到了板材自身的強度；

(4)鋁合金熱導電率大(約為鋼的4倍)，相同的焊接速度下，熱輸入要比焊接鋼材大2～4倍。

發明內容

本發明實施例涉及一種鋁合金激光焊接方法，至少可解決現有技術的部分缺陷。

本發明實施例涉及一種鋁合金激光焊接方法，在激光焊接頭沿焊縫長度方向運行的同時，使激光光斑在焊縫寬度方向上按設定頻率進行擺動運動，在鋁合金母材上進行激光深熔焊，其中，在焊縫中間位置的激光加工功率大于焊縫邊緣位置的激光加工功率。

作為實施例之一，所述激光光斑的運行軌跡呈正弦波狀。

作為實施例之一，激光光斑自焊縫邊緣位置擺動至焊縫中間位置過程中，激光加工功率呈先增大、再減小、再增大的線性變化規律。

作為實施例之一，激光光斑自焊縫中間位置擺動至焊縫邊緣位置過程中，激光加工功率先保持不變運行設定時間后再線性減小至加工功率谷值，并保持該加工功率谷值至焊縫邊緣位置。

作為實施例之一，激光加工過程中，采用保護氣使金屬熔池與空氣隔離。

作為實施例之一，保護氣為氬氣，且純度不低于99.9％。

作為實施例之一，保護氣的噴吹角度與焊接面之間的夾角為45°。

作為實施例之一，焊接過程中，采用夾持件作用在焊縫四周，用以抑制鋁合金母材的形變。

作為實施例之一，所述夾持件呈方管狀，用以壓緊在上板母材的頂面上，其中空管腔供激光束進行加工。

作為實施例之一，所述夾持件為鉻鋯銅質夾持件。

本發明實施例至少具有如下有益效果：