[發明專利]一種鋁合金焊接方法

在審

• 申請號: 202010847305.1
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112091429A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 哈斯金·弗拉基斯拉夫;羅子藝;郭瑞·弗拉基米爾;巴比奇·亞歷山大;懷璽;舍甫琴科·維塔利;董春林;易耀勇;蔡得濤;韓善果;王昕昕;薛亞飛
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院中烏焊接研究所
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K26/60;B23K26/70;B23K103/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明提供了一種鋁合金焊接方法，所述鋁合金焊接方法采用激光束與等離子弧形成復合熱源作用于鋁合金進行焊接，所述等離子弧由兩個異極性電極交替產生，所述等離子體弧的輸出中心軸所在直線和所述激光束輸出中心軸所在直線重合，所述鋁合金焊接方法以方波脈沖的方式送給等離子氣。本發明的鋁合金焊接方法以方波脈沖的方式送給等離子氣可以避免熔池內熔融金屬飛濺，并且不會在焊接期間引入負面干擾。此外，本發明的鋁合金焊接方法的焊接過程中在熔池中產生了與等離子氣體脈沖周期同步的周期性的振蕩，促進熔池中氣泡上升而降低氣孔率，減少了焊縫氣孔，提高了焊接質量。

技術領域

本發明涉及合金制備領域，具體涉及一種鋁合金焊接方法。

背景技術

鋁合金在航空航天、高速列車、新能源汽車、船舶等領域應用廣泛。由于鋁合金表面容易形成一層密實、難熔的氧化膜，容易造成焊接氣孔。前蘇聯專利№221477公布了一種薄板金屬等離子焊接方法，根據該方法，在噴嘴與工件之間加載正極脈沖電壓，而在電極與工件之間加載負極脈沖電壓，從而產生陰極霧化的作用去除鋁合金表面的氧化膜。該方法的缺點是在焊接過程中為了消除焊縫內部氣孔以及外部缺陷使得焊接速度比普通弧焊慢。

俄羅斯專利RU 2555701公布了一種激光-等離子復合焊接方法及設備，根據該方法，等離子槍包含外部和內部電極形成環形等離子弧，繼而在焊接過程中采用環形等離子弧對待焊工件進行預熱，激光束通過環形等離子弧的中心對工件進行焊接。該發明通過激光增強了焊接熱輸入，降低了焊接區域的冷卻速率，繼而減小了焊接殘余應力。該方法的缺點是使用了非轉移型等離子弧，在焊接過程中難以消除氧化膜，并且需要消耗大量的等離子氣，會影響熔池中的液態金屬流動，使得焊縫產生氣孔。

因此，為進一步提高鋁合金焊接的效率和質量，還需要開發新的方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處而提供一種鋁合金焊接方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種鋁合金焊接方法，所述鋁合金焊接方法采用激光束與等離子弧形成復合熱源作用于鋁合金進行焊接，所述等離子弧由兩個異極性電極交替產生，所述等離子體弧的輸出中心軸所在直線和所述激光束輸出中心軸所在直線重合，所述鋁合金焊接方法以方波脈沖的方式送給等離子氣。

上述鋁合金焊接方法以方波脈沖的方式送給等離子氣可以避免熔池內熔融金屬飛濺，并且不會在焊接期間引入負面干擾。此外，焊接過程中在熔池中產生了與等離子氣體脈沖周期同步的周期性的振蕩，促進熔池中氣泡上升而降低氣孔率，減少了焊縫氣孔，提高了焊接質量。

優選地，所述等離子氣的脈沖頻率為5Hz～10Hz。

上述鋁合金焊接方法以方波脈沖的方式送給等離子氣并且限定等離子氣的脈沖頻率減少了焊縫氣孔，提高了焊接質量。

優選地，所述等離子氣的最大流量供氣的持續時間與最小流量供氣的持續時間之比1：1。

優選地，所述等離子氣的脈沖氣體最大流速與最小流速之比為10：1，所述等離子氣的脈沖氣體最小流速為0.1L/min～1.0L/min。

上述鋁合金焊接方法以方波脈沖的方式送給等離子氣并且限定等離子氣的脈沖氣體的流速，減少了焊縫氣孔，提高了焊接質量。

優選地，所述鋁合金焊接方法以20～40L/min的流速連續送給保護氣。

上述鋁合金焊接方法以20～40L/min的流速連續送給保護氣可以保護焊接區域。

優選地，所述等離子氣為一種氣體或兩種氣體的混合物。

優選地，所述鋁合金焊接方法焊接3～15mm厚鋁合金的條件包括：焊接速度為60～180m/h、等離子弧電流為50～300A和激光功率為1～6kW。