[發明專利]一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法

有效

• 申請號: 202011271151.2
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112475602B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 雷正龍;付偉杰;張新瑞;夏佩云;胡藍;尹玉環;黎炳蔚;陳彥賓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/14;B23K26/16;B23K26/70
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于它是按照以下步驟進行的：

步驟一：焊接前，將待焊工件表面進行打磨或清洗，將清除表面氧化膜的待焊工件固定在焊接工裝夾具上，底板在下，筋板在上；

步驟二：在T型接頭兩側分別將雙光束旋轉激光作用到待焊區域，其中，兩側的激光焊接頭均在XZ平面上，與Z軸正方向夾角為40～60°，兩側的激光束的功率均為1000W～4000W，光束離焦量均為-5mm～+5mm，激光的光斑直徑均為0.1～0.5mm；

步驟三：設置焊接參數：兩側的激光束焊接速度均為1～8m/min，保護氣均為惰性氣體，保護氣流量均為20～40L/min；

步驟四：啟動控制開關，先通保護氣，然后發射雙光束旋轉激光，使激光焊接頭與保護氣嘴及送絲嘴沿焊縫一起移動，進行雙光束旋轉激光焊接；

所述的T型接頭兩側的雙光束旋轉激光的旋轉方式為：第一種方式為：焊接方向右側的兩束激光繞各自的軸進行順時針旋轉，焊接方向左側的兩束激光繞各自的軸進行逆時針旋轉，兩側的雙光束旋轉呈鏡像關系，同時激光焊接頭沿焊接方向進行直線運動；具體為：在兩束激光旋轉運動后，雙光束的旋轉軌跡為“8”字型，旋轉參數為：雙光束的繞軸旋轉半徑r為0.1～0.2mm，旋轉頻率s為20～100Hz，兩束激光之間的相位角為0～120°，兩軸之間的距離d為0.1～0.3mm；第二種方式為：焊接方向右側的兩束激光繞兩者之間的公共軸進行順時針旋轉，焊接方向左側的兩束激光繞兩者之間的公共軸進行逆時針旋轉，兩側的雙光束旋轉呈鏡像關系，同時激光焊接頭沿焊接方向進行直線運動。

2.根據權利要求1所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于所述的第二種旋轉方式為：焊接方向右側的兩束激光繞兩者之間的公共軸進行順時針旋轉，焊接方向左側的兩束激光繞兩者之間的公共軸進行逆時針旋轉，兩側的雙光束旋轉呈鏡像關系，同時激光焊接頭沿焊接方向進行直線運動；具體為：在單側的兩束激光旋轉運動后，雙光束的旋轉軌跡為圓或橢圓，旋轉參數為：雙光束的繞軸旋轉半徑r為0.1～0.3mm，旋轉頻率s為20～300Hz，以及兩束激光之間的旋轉相位角為120～180°。

3.根據權利要求2所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于兩束激光之間的相位角按如下方式確定：對于單側的雙束激光，將兩束激光焦點與旋轉軸心間連線所構成的小于等于180°的角確定為兩束激光的相位角；對于“8”字型的掃描軌跡，在不改變兩束激光的相位關系條件下，將其移到同一圓上后判斷其相位角。

4.根據權利要求1所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于步驟二中所述的在T型接頭兩側分別將雙光束旋轉激光作用到待焊區域，其中，兩側的激光焊接頭均在XZ平面上，與Z軸正方向夾角為50～60°，兩側的激光束的功率均為2000W～3000W，光束離焦量均為-3mm～+3mm，激光的光斑直徑均為0.2～0.3mm。

5.根據權利要求1所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于步驟二中所述的在T型接頭兩側分別將雙光束旋轉激光作用到待焊區域，其中，兩側的激光焊接頭均在XZ平面上，與Z軸正方向夾角為50～60°，兩側的激光束的功率均為2500W～3000W，光束離焦量均為-2mm～+2mm，激光的光斑直徑均為0.2～0.3mm。

6.根據權利要求1所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于步驟三中所述的設置焊接參數：兩側的激光束焊接速度均為2～6m/min，保護氣均為惰性氣體，保護氣流量均為30～40L/min。

7.根據權利要求1所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于步驟三中所述的設置焊接參數：兩側的激光束焊接速度均為3～5m/min，保護氣均為惰性氣體，保護氣流量均為30～40L/min。

8.根據權利要求1所述的一種消除鋁鋰合金T型接頭激光焊接氣孔的方法，其特征在于所述的待焊工件為鋁鋰合金。