[發(fā)明專利]一種適用于薄壁鋁合金的非填絲S型擺動激光焊接工藝

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• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112756780A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 馬煥祥;徐旭東;趙云
• 申請（專利權）人: 寧波旭升汽車技術股份有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 浙江中桓聯合知識產權代理有限公司 33255
• 代理人: 賀珠平

本發(fā)明屬于合金材料加工技術領域，具體涉及一種適用于薄壁鋁合金的非填絲S型擺動激光焊接工藝。本發(fā)明采用S形擺動重迭方式激光焊接超薄鋁合金型材時可以通過控制熔深來控制材料的稀釋率，通過下層金屬薄片的淺熔化，不僅可以獲得最小量的熔融材料，還可以控制稀釋以減少金屬間化合物的產生，并且無須使用填充材料。焊接過程控制焊接功率為1800?3200W，焊接速度為25?35mm/s，焊接傾角為30?60°，采用該工藝條件下的S形擺動重迭方式激光焊接焊縫可加寬至0.5?2mm；能滿足厚度在1?2mm的薄板鋁型材焊接且不會焊穿本體；可以滿足0.6Mpa氣密檢測一次合格率98％以上，基本不用二次返工返修。

技術領域

本發(fā)明屬于合金材料加工技術領域，具體涉及一種適用于薄壁鋁合金的非填絲S型擺動激光焊接工藝。

背景技術

鋁合金具有大的比強度、高的塑性、良好的耐腐蝕性能以及優(yōu)異的機械加工性能、較高的回收率等特點，被廣泛應用于航天、船舶、汽車、軌道車輛等交通運輸業(yè)產品的生產領域。據統(tǒng)計，交通運輸業(yè)用鋁量占鋁總消費量的30％以上，成為鋁材最大用戶，鋁材正在逐步替代鋼鐵成為交通運輸工業(yè)的基礎材料。

目前我國的CRH1、CRH2、CRH3、CRH5四種類型的高速動車組列車、新能源汽車用電池盒及水冷板均使用鋁合金擠壓型材以及鋁合金壓鑄件，除CRH1型車體采用的是不銹鋼外，其余車組車體均為鋁合金。有資料表明，國內外現有鋁合金車體制造中有超過90％的焊縫采用CMT焊工藝以及激光填絲熔化焊接方式。然而，使用傳統(tǒng)激光填絲熔化焊工藝焊接或采用CMT焊接這類鋁合金時，會出現的如下嚴重的焊接性問題：焊縫中有氣孔、焊接處熱裂紋、接頭變形及軟化，不太適用壁厚低于1.5mm的薄壁鋁合金，尤其具有氣密性要求的鋁合金零部件，無法滿足一次焊接合格率需要二次返工修補。這些焊接性問題與鋁合金的物理性質有關，很難得到根本的解決，在一定程度上也制約其應用前景。因此，急需尋求一種適用于薄壁鋁合金尤其是對氣密性要求比較高的薄壁鋁合金的新型焊接工藝。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供一種適用于對氣密性要求比較高的薄壁鋁合金的S型擺動激光焊接工藝，該工藝焊接的薄壁鋁合金具有較好的氣密性及較高的合格率。

本發(fā)明的上述目的可以通過下列技術方案來實現：一種適用于薄壁鋁合金的非填絲S型擺動激光焊接工藝，其包括以下步驟：

S1、對鋁合金工件進行表面處理；

S2、將表面處理后的工件裝夾在焊接夾具上，同時調節(jié)焊接夾具使工件處于焊接位置；

S3、在混合保護氣氛下采用S形擺動激光焊接將待結合工件焊接在一起。

本發(fā)明采用S形擺動重迭方式激光焊接超薄鋁合金型材時可以通過控制熔深來控制材料的稀釋率，通過下層金屬薄片的淺熔化，不僅可以獲得最小量的熔融材料，還可以控制稀釋以減少金屬間化合物的產生，并且無須使用填充材料。

作為優(yōu)選，所述步驟S1中表面處理包括脫脂、固溶時效。

進一步優(yōu)選，所述固溶時效具體為將鋁合金工件于400-500℃下固溶處理3-5h，然后在于150-160℃時效處理4-6h。通過固溶時效處理的工件具有更好的穩(wěn)定性、加工性能及焊接強度。

進一步優(yōu)選，所述脫脂處理為將鋁合金工件待焊接部位置于溫度為40-50℃的脫脂溶液中進行1-2h的脫脂處理，然后用去離子水清洗，并于100-120℃下干燥。