[发明专利]铝合金激光焊接方法

说明书

本发明涉及一种铝合金激光焊接方法，在激光焊接头沿焊缝长度方向运行的同时，使激光光斑在焊缝宽度方向上按设定频率进行摆动运动，在铝合金母材上进行激光深熔焊，其中，在焊缝中间位置的激光加工功率大于焊缝边缘位置的激光加工功率。本发明采用激光深熔焊工艺，其具有能量密度大、焊接热输入小、焊接速度高等优点，可较好地解决现有技术中铝合金焊接过程中存在的难点及缺陷；结合激光束的偏摆运动，并在焊缝宽度方向上采用不同的激光加工功率，在焊缝中间位置采用相对较大功率进行加工，使得能量集中，以保证焊缝熔深和强度，在焊缝边缘位置采用相对较小功率进行加工，以保证焊缝边缘不会出现明显咬边和烧蚀痕迹，从而达到良好的焊缝效果。

技术领域

本发明属于铝合金焊接加工技术领域，尤其是全铝车身的激光焊接加工，具体涉及一种铝合金激光焊接方法。

背景技术

在降低油耗增加能耗比的社会大背景下，全铝车身因其重量轻、强度高、耐腐蚀性能好等优势，被越来越多的汽车厂所应用。随着工业企业对轻型金属材料的需求日益增加，轻金属焊接工艺显得尤为重要。然而，由于目前合金技术原因，铝材成型后易氧化，而氧化铝有着熔点高、光线反射率高的特点，造成了全铝车身熔焊对工艺要求更高。

铝合金车身在焊接过程中有如下难点：

(1)铝金属的化学性质较为活泼，铝合金表面直接暴露在空气中极易氧化形成一层氧化铝薄膜(三氧化二铝)，氧化铝融点高，需达2050℃才可以将其融化；

(2)铝合金焊接过程中极易形成气孔，这是由于熔池中的氢无法在焊接表面成型前将其排出，而导致小气孔的形成；

(3)铝合金膨胀系数大，在高温作用下容易变形，在变形膨胀作用下，焊接面在成型时容易产生热裂纹，直接影响到了板材自身的强度；

(4)铝合金热导电率大(约为钢的4倍)，相同的焊接速度下，热输入要比焊接钢材大2～4倍。

发明内容

本发明实施例涉及一种铝合金激光焊接方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种铝合金激光焊接方法，在激光焊接头沿焊缝长度方向运行的同时，使激光光斑在焊缝宽度方向上按设定频率进行摆动运动，在铝合金母材上进行激光深熔焊，其中，在焊缝中间位置的激光加工功率大于焊缝边缘位置的激光加工功率。

作为实施例之一，所述激光光斑的运行轨迹呈正弦波状。

作为实施例之一，激光光斑自焊缝边缘位置摆动至焊缝中间位置过程中，激光加工功率呈先增大、再减小、再增大的线性变化规律。

作为实施例之一，激光光斑自焊缝中间位置摆动至焊缝边缘位置过程中，激光加工功率先保持不变运行设定时间后再线性减小至加工功率谷值，并保持该加工功率谷值至焊缝边缘位置。

作为实施例之一，激光加工过程中，采用保护气使金属熔池与空气隔离。

作为实施例之一，保护气为氩气，且纯度不低于99.9％。

作为实施例之一，保护气的喷吹角度与焊接面之间的夹角为45°。

作为实施例之一，焊接过程中，采用夹持件作用在焊缝四周，用以抑制铝合金母材的形变。

作为实施例之一，所述夹持件呈方管状，用以压紧在上板母材的顶面上，其中空管腔供激光束进行加工。

作为实施例之一，所述夹持件为铬锆铜质夹持件。

本发明实施例至少具有如下有益效果：