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異種金屬激光焊接方法

文檔序號:3169798閱讀:462來源:國知局
專利名稱:異種金屬激光焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,是涉及一種異種金屬激光焊接方法。
背景技術(shù)
異種金屬焊接是是焊接 技術(shù)領(lǐng)域的重要難題,由于異種金屬在物理性能、化學性能等方面的顯著差異,導致其焊接過程比同種金屬之間的焊接要復雜得多,焊接質(zhì)量難以保證。以鋅合金材料工件和不銹鋼材料工件之間的焊接為例,由于鋅的熔點為419. 5°C, 沸點為907°C,而鐵的熔點為1535°C,沸點為2750°C,兩者的熔點以及沸點都相差很大,甚至鋅的沸點都遠低于鐵的熔點。焊接時,激光束需由不銹鋼材料工件一側(cè)射向鋅合金材料工件的一側(cè)以實現(xiàn)焊接。由于鋅合金的沸點遠低于不銹鋼的熔點,因此,在進行穿透疊焊時,很容易產(chǎn)生飛濺、穿孔等現(xiàn)象(請參照圖1),從而造成鋅合金材料工件和不銹鋼材料工件之間焊接結(jié)合面積過小,強度過低的現(xiàn)象,焊接的表面效果也很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種異種金屬激光焊接方法,其可提高異種金屬之間的焊接質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種異種金屬激光焊接方法,用以實現(xiàn)高熔點金屬工件與低熔點金屬工件之間的焊接,在所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間設(shè)置間隙,采用激光束由高熔點金屬工件一側(cè)射向低熔點金屬工件的一側(cè)以實現(xiàn)焊接。更具體地,所述間隙小于0. 1毫米。更具體地,所述間隙通過用以實現(xiàn)所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間定位的夾具實現(xiàn)。更具體地,所述激光束的光斑小于0. 6毫米。更具體地,采用YAG脈沖激光器,采用YAG脈沖激光器,所述激光束的光斑為 0. 05-0. 6毫米、激光脈寬為1-6毫秒、激光峰值功率為0. 3-1千瓦。更具體地,所述激光束的光斑為0. 11毫米、激光脈寬為3毫秒、激光峰值功率為 0. 6千瓦。更具體地,所述高熔點金屬為不銹鋼,所述低熔點金屬為鋅合金。更具體地,所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間的每一焊點,至少焊接兩次。這樣,由于在所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間設(shè)置間隙,有利于低熔點金屬蒸汽的揮發(fā),兩工件之間的結(jié)合部位受熱更加均勻、可控,熱量分布更加合理, 可防止飛濺、穿孔等現(xiàn)象的發(fā)生;由于采用較小的焊接光斑,低熔點金屬更容易過渡到高熔點金屬工件表面上,形成類似于鉚接形式的焊點;而每個焊點焊接兩遍,更能促進低熔點金屬向高熔點金屬工件過渡,提高焊接品質(zhì)。


圖1是采用現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案焊接不銹鋼材料工件和鋅合金材料工件的失效焊點;圖2是采用本發(fā)明實施例焊接不銹鋼材料工件和鋅合金材料工件的優(yōu)質(zhì)焊點之 圖3是采用本發(fā)明實施例焊接不銹鋼材料工件和鋅合金材料工件的優(yōu)質(zhì)焊點之
具體實施例方式為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。提供一種異種金屬激光焊接方法,用以實現(xiàn)高熔點金屬工件與低熔點金屬工件之間的焊接,以下以具有較高熔、沸點的不銹鋼工件和具有較低熔、沸點的鋅合金工件之間的焊接為例進行說明。具體做法是,在所述不銹鋼工件與所述鋅合金工件之間設(shè)置間隙,采用激光束由不銹鋼工件一側(cè)射向鋅合金工件的一側(cè)以實現(xiàn)焊接。所述間隙小于0.1毫米。所述間隙可通過用以實現(xiàn)所述不銹鋼工件與所述鋅合金工件之間定位的夾具實現(xiàn)。所述夾具可在所述不銹鋼工件與所述鋅合金工件之間施以較小的夾緊力,或者不施加夾緊力。當然, 所述間隙還可以采用在所述不銹鋼工件與所述鋅合金工件之間設(shè)置間隔體并采用壓緊的方式實現(xiàn)等。這樣,由于在所述不銹鋼工件與所述鋅合金工件之間設(shè)置間隙,當鋅合金工件受熱并達到或者超過其沸點而產(chǎn)生鋅蒸汽時,更利于所述鋅蒸汽的揮發(fā),使兩工件之間的結(jié)合部位受熱更加均勻、可控,熱量分布更加合理,從而防止飛濺、穿孔等現(xiàn)象的發(fā)生。本實施例可采用YAG(yttrium aluminum garnet,釔鋁石榴石)脈沖激光器、CO2 激光器、半導體激光器、光纖激光器等脈沖或者連續(xù)激光器進行焊接。本實施例的工藝參數(shù)是這樣設(shè)置的采用YAG脈沖激光器、0. 11毫米激光光斑、3毫秒激光脈寬、0. 6千瓦激光峰值功率。當然,所述激光束的光斑還可在0. 05-0. 6毫米范圍內(nèi)選擇,激光脈寬可在1-6毫秒范圍內(nèi)選擇,而激光峰值功率可在0. 3-1千瓦范圍內(nèi)選擇。這樣,由于采用較小的焊接光斑,熔融的鋅合金更容易過渡到不銹鋼工件表面上,形成類似于鉚接形式的焊點。另外,為了更加促進熔融的鋅合金向不銹鋼工件過渡,以提高焊接品質(zhì),增加工件之間的結(jié)合面積,提高工件之間的結(jié)合強度,所述鋅合金工件與所述不銹鋼工件之間的每一焊點,在焊接后,可補焊一次。通過本實施例的焊接方法可得到圖2及圖3所示的優(yōu)質(zhì)焊點ο應(yīng)當指出,本實施例的焊接方法,不僅適用于所述鋅合金工件與所述不銹鋼工件之間的焊接,同樣適用于其他具有不同熔、沸點金屬之間的焊接。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種異種金屬激光焊接方法,用以實現(xiàn)高熔點金屬工件與低熔點金屬工件之間的焊接,其特征在于在所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間設(shè)置間隙,采用激光束由高熔點金屬工件一側(cè)射向低熔點金屬工件的一側(cè)以實現(xiàn)焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于所述間隙小于0.1毫米。
3.如權(quán)利要求2所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于所述間隙通過用以實現(xiàn)所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間定位的夾具實現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求2所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于所述激光束的光斑小于 0. 6毫米。
5.如權(quán)利要求4所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于采用YAG脈沖激光器,所述激光束的光斑為0. 05-0. 6毫米、激光脈寬為1-6毫秒、激光峰值功率為0. 3-1千瓦。
6.如權(quán)利要求5所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于所述激光束的光斑為 0. 11毫米、激光脈寬為3毫秒、激光峰值功率為0. 6千瓦。
7.如權(quán)利要求1至6任意一項所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于所述高熔點金屬為不銹鋼,所述低熔點金屬為鋅合金。
8.如權(quán)利要求1至6任意一項所述的異種金屬激光焊接方法,其特征在于所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間的每一焊點,至少焊接兩次。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異種金屬激光焊接方法,用以實現(xiàn)高熔點金屬工件與低熔點金屬工件之間的焊接,在所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間設(shè)置間隙,采用激光束由高熔點金屬工件一側(cè)射向低熔點金屬工件的一側(cè)以實現(xiàn)焊接。這樣,由于在所述高熔點金屬工件與所述低熔點金屬工件之間設(shè)置間隙,有利于低熔點金屬蒸汽的揮發(fā),兩工件之間的結(jié)合部位受熱更加均勻、可控,熱量分布更加合理,可防止飛濺、穿孔等現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號B23K26/42GK102211253SQ20101014711
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者朱寶華, 肖華, 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司
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