[发明专利]一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊方法及装置

说明书

本发明提供了一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊方法，包括：(1)采用定位模具装夹A金属立柱；(2)将A金属立柱的上端部加热至软化状态；(3)使被感应加热软化的A金属立柱的上端部插入B金属底座的仿形孔内，获得异种金属激光焊接预装配件；(4)启动与定位模具组件相连的超声波振动源；开启激光，在超声波振动复合能场的辅助作用下，使激光‑MIG复合焊接头沿A金属立柱和B金属底座的连接面轮廓线进行熔钎焊；(5)将异种金属激光焊接装配件移至传送带上，之后落入物料盒内。本发明可以实现大熔深、窄焊缝的焊接效果，获得具有更好冶金质量的焊接接头。本发明还提供了一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊装置。

技术领域

本发明属于激光焊接领域，具体涉及一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊方法及装置。

背景技术

异种金属材料焊接是解决构件同时满足多方面性能要求的有效途径。焊接方法有多种，比如氩弧焊、电阻焊、摩擦焊、电子束焊以及激光焊等。与其他焊接方法相比，激光焊具有热源密度集中、焊缝深宽比大、热影响区小、可控性好等特点，而且相对电子束焊，激光焊接气氛要求低，通常不需要真空环境。

然而，激光焊接相对于传统电弧焊等焊接方法来说，由于其焊缝窄、熔深大，使得其对焊接装夹精度要求很高。尤其是对于装配件来说，如何针对激光焊接特点，通过合理的激光焊接结构设计、工艺方法设计来获得更好的焊接质量和焊接效率，一直是焊接领域的技术难题。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊方法；本发明同时还提供了一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊方法，包括如下步骤：

(1)根据待焊的异种金属装配件结构特点，即采用带有与A金属立柱结构匹配的立柱定位槽的定位模具组件夹持待焊件之一的A金属立柱；所述A金属立柱为棱柱体结构，横截面为一多边形，材质为A金属；

(2)通过压紧组件将A金属立柱进行限位并保持固定，同时使高频感应组件向A金属立柱靠近，将A金属立柱的上端部加热至软化状态；

(3)通过吸盘组件将作为另一个待焊件的B金属底座移至A金属立柱正上方；所述B金属底座的材质为B金属，表面设置有用于与A金属立柱装配的仿形孔，同时还设置有三个定位通孔；控制B金属底座垂直落下，并将B金属底座压入A金属立柱，使得在步骤(2)中被感应加热软化的A金属立柱的上端部插入B金属底座的仿形孔内，同时保证B金属底座的端面与A金属立柱的端面平齐，再通过压力装配的方式实现两者的过盈配合，即获得异种金属激光焊接预装配件；

优选的，在A金属立柱和B金属底座完成两者的过盈配合压力装配后，通过高频感应加热组件对异种金属激光焊接预装配件的焊接位置进行再次加热，即实现焊接位置的预热效果，提升其可焊性；

(4)启动设置与定位模具组件相连的超声波振动源；开启激光，使激光-MIG复合焊接头在六轴机器人的驱动下沿A金属立柱和B金属底座的连接面轮廓线进行熔钎焊；在超声波振动的辅助作用下，钎料快速均匀渗透并润湿异种金属装配件的焊接部位界面，焊接部位得到充分冶金反应，并在激光束移开后的冷却凝固阶段获得细晶强化效果，形成异种金属激光焊接装配件；

(5)通过真空吸盘吸附异种金属激光焊接装配件，将异种金属激光焊接装配件移至传送带上，之后沿滑槽落入物料盒内。

本发明还提供了一种异种金属装配件超声波辅助激光钎焊装置，包括A金属立柱上料组件、B金属底座上料组件、激光-MIG复合焊接组件、异种金属装配件下料组件、凸轮分割器组件和机架；