[發明專利]鋁合金與塑料的激光焊接方法及磨削夾具和裝夾夾具

有效

• 申請號: 202010088544.3
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111168240B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 王文權;王蘇煜;張新戈;徐宇欣;戴華仁
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/362;B23K26/082;B23K26/60;B23K26/70;B23K37/04;B24B41/06;B23K103/10
• 代理公司: 濟南瑞宸知識產權代理有限公司 37268
• 代理人: 倫文知

1.一種鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：它包括如下步驟：

(1)鋁合金試樣和塑料試樣接頭端面的表面磨削處理：采用搭接與對接混合接頭形式，磨削后鋁合金試樣和塑料試樣中接頭端面的斜度相等；

(2)鋁合金試樣端面納秒激光預刻蝕處理：利用納秒激光器對鋁合金試樣磨削后的端面進行刻蝕處理；

(3)鋁合金試樣和塑料試樣的接頭端裝配并采用激光器焊接：塑料試樣的接頭端面在上，鋁合金試樣的接頭端面在下，兩接頭端面緊密貼合后，通過激光器進行激光單道或多道焊接成形；

所述步驟(1)中采用磨削夾具對鋁合金試樣和塑料試樣接頭端面的表面磨削處理，該磨削夾具包括底座及與底座滑動連接的滑軌，所述滑軌的上方設置有載樣臺，所述載樣臺的一端與滑軌鉸接、另一端通過撐桿與滑軌插接，所述載樣臺上滑動連接有下支撐框架，所述鋁合金試樣和塑料試樣的一端放置于載樣臺上、另一端置于下支撐框架上并伸出下支撐框架的端部，所述鋁合金試樣和塑料試樣上放置有上壓板，所述上壓板、下支撐框架和載樣臺的寬度均大于鋁合金試樣和塑料試樣的寬度，所述上壓板沿寬度方向的兩側分別開設有條形孔，所述條形孔中靠近撐桿的一端設置有與載樣臺的上端面配合的松螺栓、遠離撐桿的一端中設置有與下支撐框架的端部配合的緊螺栓。

2.根據權利要求1所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述納秒激光器的激光功率為20-100W，頻率為15-40KHz，掃描速度為1000-20000mm/s，掃描間距為50-500μm，掃描次數為2-8次。

3.根據權利要求1或2所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述激光器的激光焊接功率為30-300W，焊接速度為50-500mm/s，焊接次數為1-8次，焊道間距為1-3mm。

4.根據權利要求3所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述鋁合金試樣和塑料試樣為等厚板材，厚度為1-4mm。

5.根據權利要求1所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述滑軌上沿下支撐框架的滑動方向設置有多個與撐桿的下端配合的限位溝槽。

6.根據權利要求5所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述載樣臺的鉸接角為α，所述鉸接角α的取值范圍為0°≤α≤6°。

7.根據權利要求1所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述步驟(3)中兩接頭端面緊密貼合后采用裝夾夾具進行裝夾，所述裝夾夾具包括用于放置鋁合金試樣和塑料試樣的基板，所述基板上方設置有兩相互平行的壓板，兩壓板分別壓緊鋁合金試樣和塑料試樣的相對端，所述壓板的兩端分別通過螺柱與壓板可拆卸固定連接，且兩壓板的相對側面之間留有焊接操作空間。

8.根據權利要求7所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述裝夾夾具還包括兩擋塊，兩擋塊可分別與鋁合金試樣和塑料試樣的相背端插接，所述兩擋塊的外側面兩端分別對稱開設有安裝槽，所述兩擋塊上位置對應的兩安裝槽內可共同套裝一彈性連接件。

9.根據權利要求8所述的鋁合金與塑料的激光焊接方法，其特征是：所述基板的上端面中位于兩壓板之間的位置設置有與焊縫位置對應的長條孔。