專利名稱：用于AL－Mg合金異厚度板材激光焊接的焊劑和焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接的焊劑及焊接方法，特別適合于Al-Mg合金異厚度板材的激光焊接。
背景技術(shù)：
激光焊接Al-Mg合金異厚度板材時(shí)，由于鋁鎂合金表面對(duì)激光束極高的反射率以及鎂元素的大量燒損，鋁鎂合金的激光焊接本身具有一定難度；而且由于清洗過程中人為因素的影響、裝夾誤差的影響等，常常會(huì)使板材表面狀態(tài)不均勻、板材間隙過大或不均勻，而激光束對(duì)鋁合金表面狀態(tài)及板材間隙的敏感性很大，從而使得焊接過程極不穩(wěn)定，焊縫成形不良。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高Al-Mg合金異厚度板材對(duì)接的激光焊接穩(wěn)定性，改善焊縫成形性能。
本發(fā)明是用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊劑和焊接方法，其焊劑由Mg、Al構(gòu)成，按重量百分比Mg為3～8％、其余為Al。焊劑還可以由Mg、Mn、Al組成，按重量百分比Mg為3～8％，Mn為0.2～0.8％、其余為Al。焊劑粉末的粒度為100～300目。
本發(fā)明的焊接方法的步驟為預(yù)置粉末時(shí)，首先將粉末混合后，研磨15～30分鐘使其混合均勻，放入烘干爐中在100～180℃溫度下烘干15～30分鐘，然后將粉末與丙酮或丁酮溶劑混合，攪拌均勻后刷涂于整個(gè)待焊焊道表面，最小厚度以遮蓋工件原有金屬光澤為宜，待溶劑揮發(fā)后進(jìn)行激光焊接，激光焊接時(shí)采用惰性氣體作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)選用負(fù)離焦量，離焦量為(0∽-0.9)×薄板的厚度，焊接速度在每分鐘0.5米至10米之間。
優(yōu)選的離焦量為(-0.2～-0.5)×薄板的厚度，焊接速度在每分鐘1.0米至5米之間。
使用Nd:YAG激光器施焊時(shí)，激光功率在500W至10000W之間。優(yōu)選使用的功率在1000W至4000W之間。
使用二氧化碳激光器施焊時(shí)，激光功率在1000W至40000W之間。優(yōu)選使用的功率在1000W至5000W之間。
本發(fā)明的焊接方法在惰性氣體的情況下操作，保護(hù)方式采用正面保護(hù)和背面保護(hù)共用，保護(hù)氣體可以選用氮?dú)?、氬氣、氦氣，也可以使用氦氣、氮?dú)獾幕旌蠚怏w。
采用本方法可以使Al-Mg合金異厚度板材對(duì)接的激光焊接穩(wěn)定性顯著提高，焊縫成形性能大大改善。從而降低了對(duì)裝夾精度的嚴(yán)格要求，在板間間距不均勻時(shí)，仍能得到外觀成形優(yōu)良的焊縫，同時(shí)還可以細(xì)化焊縫組織、提高焊縫強(qiáng)度。
具體實(shí)施例本發(fā)明的焊劑由Mg、Al構(gòu)成，粉末粒度為100～300目，重量配比分別為Mg占3～8％、其余為Al。其焊接方法的焊劑粉末填加采用預(yù)置方法，首先將粉末混合后，研磨15～30分鐘使其混合均勻，放入烘干爐中100～180℃烘干15～30分鐘，然后將粉末與丙酮或丁酮溶劑混合，攪拌均勻后刷涂于整個(gè)待焊焊道表面，涂層厚度與板厚有關(guān)，最小厚度以遮蓋工件原有金屬光澤為宜，待溶劑揮發(fā)后進(jìn)行激光焊接。
用CO2激光器進(jìn)行激光焊接，焊接厚度為1mm和1.5mm的鋁鎂合金LF2時(shí)，在正面和背面均采用氬氣保護(hù)氣體，所用焊劑的填充粉末的組分為5％Mg、95％Al，激光功率1600W、離焦量-0.2mm(相對(duì)于薄板)、焊接速度1.6m/min時(shí)，可以獲得成型美觀、性能優(yōu)良的焊縫。
權(quán)利要求
1.用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊劑，其特征在于焊劑由Mg、Al構(gòu)成，按重量百分比Mg為3～8％、其余為Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊劑，其特征在于焊劑由Mg、Mn、Al組成，按重量百分比Mg為3～8％，Mn為0.2～0.8％、其余為Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊劑，其特征在于焊劑粉末的粒度為100～300目。
4.用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊接方法，其特征在于預(yù)置粉末時(shí)，首先將粉末混合后，研磨15～30分鐘使其混合均勻，放入烘干爐中在100～180℃溫度下烘干15～30分鐘，然后將粉末與丙酮或丁酮溶劑混合，攪拌均勻后刷涂于整個(gè)待焊焊道表面，最小厚度以遮蓋工件原有金屬光澤為宜，待溶劑揮發(fā)后進(jìn)行激光焊接，激光焊接時(shí)采用惰性氣體作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)選用負(fù)離焦量，離焦量為(0∽-0.9)×薄板的厚度，焊接速度在每分鐘0.5米至10米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊接方法，其特征在于離焦量為(-0.2～-0.5)×薄板的厚度，焊接速度在每分鐘1.0米至5米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊接方法，其特征在于使用Nd:YAG激光器施焊時(shí)，激光功率在500W至10000W之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的所述的用于Al-Mg合金異厚度板材激光焊接的焊接方法，其特征在于使用二氧化碳激光器施焊時(shí)，激光功率在1000W至40000W之間。
全文摘要
用于Al－Mg合金異厚度板材激光焊接的焊劑及焊接方法，其目的是提高Al－Mg合金異厚度板材對(duì)接的激光焊接穩(wěn)定性，改善焊縫成形性能。其焊劑是由Mg、Al構(gòu)成，按重量百分比Mg為3～8％、其余為Al，焊劑粉末的粒度為100～300目。其焊接方法為首先將粉末混合后，研磨15～30分鐘使其混合均勻，放入烘干爐中在100℃～180℃溫度下烘干15～30分鐘，然后將粉末與丙酮或丁酮溶劑混合，攪拌均勻后刷涂于整個(gè)待焊焊道表面，最小厚度以遮蓋工件原有金屬光澤為宜，待溶劑揮發(fā)后進(jìn)行激光焊接，激光焊接時(shí)采用惰性氣體作為保護(hù)氣體，焊接時(shí)離焦量為(0～－0.9)×薄板的厚度，焊接速度在每分鐘0.5米至10米之間。
文檔編號(hào)B23K1/005GK1583351SQ200410026198
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者樊丁, 余淑榮, 陳劍虹, 王剛, 張建斌 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)