[發明專利]一種用于合金激光成形連接的背保護裝置及制作工藝方法

在審

• 申請號: 202010766691.1
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111843250A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 郭文革
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾金車工業有限責任公司
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70;B23K26/26;B23K103/10;B23K103/12
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 馬微

本發明涉及材料加工技術領域，特別涉及一種用于合金激光成形連接的背保護裝置及制作工藝方法。該保護裝置包括：本體，本體的上表面沿著本體的長度方向設有第一凹槽，第一凹槽的底部連接第二凹槽，所述第一凹槽的槽寬距離小于第二凹槽的槽寬距離，第一凹槽的槽深度大于所述第二凹槽的槽深度；第二凹槽中與第一凹槽相對應的區域與第一凹槽是相通的；本體上放置兩塊無縫對接形式的平板，所述兩塊平板覆蓋住所述第一凹槽；激光層設置在所述第二凹槽中，所述激光層由激光高反材料制成。本發明提供的用于合金激光成形連接的背保護裝置，結構簡單，成本低，并且增設的激光層在成形連接過程中，最大程度提高其平滑穩定性以及熔道內氣體的逸出效率。

技術領域

本發明涉及材料加工技術領域，特別涉及一種用于合金激光成形連接的背保護裝置及制作工藝方法。

背景技術

眾所周知，鋁合金密度低，但強度比較高，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性及抗蝕性等，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。

以往的生產實踐中，鋁合金的成形連接常用GMAW和GTAW，雖然這兩種成形連接方式能量密度較大，成形連接鋁合金時能獲得良好的接頭，但仍然存在熔透能力差、成形連接變形大、生產效率低等缺點。隨著科技的發展，鋁合金的激光成形連接應運而生。

與傳統的成形連接方法相比，采用激光成形連接鋁合金具有明顯的優勢，如能量密度高及熔深大、熱輸入量小、成形連接變形小、冷卻速度快、熔道組織細小及接頭性能好等。然而，鋁合金激光成形連接仍存在諸多困難，在成形連接過程中經常產生大量的缺陷，例如氣孔、焊道不規則、咬邊、焊瘤及凝固開裂等。

尤其在6系鋁合金的激光成形連接時背面極易產生焊瘤等缺陷。目前，鋁合金激光成形連接多采用背部加臨時或永久墊板或加背保護氣等方法來避免背部焊瘤，但其后期面臨著需要機械加工去除墊板，若不去除墊板，將導致增加整體結構重量，以及隨之帶來的成本增加。

在鋁合金的激光成形連接中首要的問題是匙孔的誘導和維持穩定的困難，這是由于鋁合金本身材料特性和激光束的光學特性造成的。而小孔（匙孔）的穩定及大小則直接影響著成形連接過程的穩定以及熔道內氣體的逸出效率。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明提供了一種用于合金激光成形連接的背保護裝置及制作工藝方法，以克服現有技術中采用臨時或永久性加墊板以及加背保護氣帶來整體結構增加，導致成本增加，且影響激光成形穩定性等。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發明一方面提供一種用于合金激光成形連接的背保護裝置，包括：

本體，所述本體的上表面沿著本體的長度方向設有第一凹槽，所述第一凹槽的底部連接第二凹槽，所述第一凹槽的槽寬距離小于第二凹槽的槽寬距離，所述第一凹槽的槽深度大于所述第二凹槽的槽深度；

所述第二凹槽中與第一凹槽相對應的區域與第一凹槽是相通的；

所述本體上放置兩塊無縫對接形式的平板，所述兩塊平板覆蓋住所述第一凹槽；

激光層設置在所述第二凹槽中，所述激光層由激光高反材料制成。

優選地，所述激光高反射率材料為鋁合金或銅合金。

優選地，所述第一凹槽的槽深度為3-5mm；第一凹槽的槽寬度為8-10mm。

優選地，所述第二凹槽的槽深度為3mm；第二凹槽的槽寬度為18-20mm。

優選地，所述本體上在第一凹槽的兩側等間距設置螺栓孔，以便裝夾固定工件。

優選地，所述本體采用Q345鋼材質制成。

優選地，所述成形連接板的厚度為2-6mm。