[发明专利]铍铜合金模具激光焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺，特别是涉及一种铍铜合金模具激光焊接工艺。

背景技术

由于铍铜合金具有高导热率及高硬度，广泛用于制造高精度热塑模具。该种模具在制造、使用中往往会发生局部磨损及局部损坏。现有技术中的氩弧焊或等离子束焊一方面输入热量大，会造成模具严重变形，另方面铍铜合金必须经热处理后才能达到高硬度，而氩弧焊或等离子束焊后的模具均无法进行局部热处理，从而无法获得其高硬度，因此，前两种焊接方式均不能对模具磨损及损坏处进行局部修复，故模具只能报废，从而大大缩短了模具的使用寿命，增加了模具的使用成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种可保证铍铜合金模具焊接后焊道无裂纹、无气孔、硬度高，且工艺简单的铍铜合金模具激光焊接工艺。

本发明铍铜合金模具激光焊接工艺操作步骤如下：

1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.30～0.50mm铍铜焊丝表面，除去油污及杂质，必要时模具清洗后可采用烘干干燥。清洗时一般采用含有四氯化碳的棉花擦试其表面。

2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上，采用75～300W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接至所需尺寸。其中，焊接工艺参数是，脉冲能量E＝15.0～17.0J，脉冲宽度tp＝3.0～5.0ms，光班直径d＝0.40～0.80mm，脉冲频率F＝5.0～10.0Hz；焊接时氩气流量为15.0～20.0L/min。

3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中，热处理工艺参数是，脉冲能量E＝10.0～20.0J，脉冲宽度tp＝3.0～5.0ms，光班直径d＝1.20～2.00mm，脉冲频率F＝1.0～5.0Hz。局部热处理时间为5～10分钟，使其焊接处温度达310～320℃。

4)对步骤3)处理后的模具表面进行精整，精整采用常规方法，如铣削、镗削、车光、电火花加工等使其达到要求精度。

本发明铍铜合金模具激光焊接工艺的优点在于其一、激光光班小，可焊接很小的模具局部(直径约1.0mm)，不影响模具整体状态。其二、激光输入热量少，热影响区域小，模具变形小，不影响模具整体精度。其三、采用一台激光焊机进行填丝焊及热处理，工艺简单，节省投资。其四、选用填丝焊工艺，焊料能以很好的铺展状态熔入熔池，以保证模具焊道无裂缝、无气孔。其五、激光局部热处理不仅使模具焊接处能获得高硬度，而且使模具非焊接处状态不受影响。主要用于铍铜合金模具，特别是铍铜合金注塑模具磨损及局部破损后的修复。

具体实施方式

实施例1：铍铜合金注塑模具磨损修复，采用填丝焊接工艺如下：

1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.30mm铍铜焊丝表面，除去油污及杂质，自然干燥。

2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上，采用75W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接，其中，焊接工艺参数是，脉冲能量E＝15.0J，脉冲宽度tp＝3.0ms，光班直径d＝0.40mm，脉冲频率F＝5.0Hz；焊接时氩气流量为15.0L/min。

3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中，热处理工艺参数是，脉冲能量E＝10.0J，脉冲宽度tp＝3.0ms，光班直径d＝1.20mm，脉冲频率F＝2.0Hz。局部热处理时间为10分钟，使其焊接处温度达320℃，自然冷却。

4)采用铣削工艺对步骤3)处理后的模具表面进行精整使其达到要求精度。

实施例2：铍铜合金注塑模具缺损修复，采用填丝焊接工艺如下：

1)用四氯化碳清洗模具及Φ0.50mm铍铜焊丝表面，除去油污及杂质，自然干燥。

2)将清洗干净的模具固定在焊机工作台上，采用300W、激光波长1.06um且带有X、Y、Z轴加工机的Nd:YAG脉冲激光焊机在氩气保护下进行填丝焊接，其中，焊接工艺参数是，脉冲能量E＝17.0J，脉冲宽度tp＝5.0ms，光班直径d＝0.80mm，脉冲频率F＝10.0Hz；焊接时氩气流量为20.0L/min。

3)用步骤2)所用焊机对模具焊接部位进行局部热处理。其中，热处理工艺参数是，脉冲能量E＝20.0J，脉冲宽度tp＝5.0ms，光班直径d＝2.00mm，脉冲频率F＝1.0Hz。局部热处理时间为10.0分钟，使其焊接处温度达320℃，自然冷却。

4)采用磨光工艺对步骤3)处理后的模具表面进行精整使其达到要求精度。