[发明专利]一种激光搅拌摩擦焊接方法及其装置

权利要求书

1.一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述焊接工具至少包括搅拌针、轴肩、散热翅和中空内腔，所述搅拌针内部设有小孔，所述小孔直径小于搅拌针直径，所述小孔的直径小于空腔的直径；焊接时，所述搅拌针插入焊接物旋转并沿焊缝前进 ，所述激光束通过焊接工具的中空内腔对搅拌针进行加热，搅拌针通过吸收激光束光能瞬时转化为热能并传导至焊接物进行焊接；所述小孔在对接焊时为盲孔，孔底部与搅拌针底部的距离≥0.5mm；所述小孔在搭接焊时为通孔，通孔底部直径小于0.5mm。

2.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述激光束采用的激光源至少包括固体激光、光纤激光、盘式固体激光、Nd:YAG激光其中的一种。

3.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述散热翅在焊接时至少还采用压缩空气冷却或水雾冷却。

4.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述激光束通过焊接工具的中空内腔对搅拌针进行加热时，所述激光束加热至少包括聚焦和或离焦方式进行，所述激光聚焦后直径为0.1-0.2mm。

5.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述激光束通过焊接工具的中空内腔对搅拌针进行加热时，所述空腔内充填保护气体。

6.如权利要求5所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述保护气体至少包括氩气和氦气其中的一种。

7.如权利要求6所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述保护气体为氦气，所述氦气为高电离能氦气。

8.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述轴肩和搅拌针采用高熔点材料制造，所述高熔点材料至少包括钨、钼及其合金、热作模具钢其中的一种。

9.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述焊接物为铝合金和或镁合金，所述焊接物为0.5~1mm的薄壁金属。

10.如权利要求1所述的一种激光搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述焊接工具旋转速度范围为5000~10000rpm。

11.一种激光搅拌摩擦焊接装置，主要包括焊接工具，其特征在于，所述焊接工具至少包括搅拌针、轴肩、散热翅和中空内腔，所述中空内腔设有适合激光束通过的空腔；所述搅拌针内部设有小孔，所述小孔直径小于搅拌针直径，所述小孔的直径小于空腔的直径；所述小孔在对接焊时为盲孔，孔底部与搅拌针底部的距离≥0.5mm；所述小孔在搭接焊时为通孔，通孔底部直径小于0.5mm。

12.如权利要求11所述的一种激光搅拌摩擦焊接装置，其特征在于，所述搅拌针内部的小孔直径为0.3~1mm，激光束聚焦后进入该小孔可加热搅拌针。