[发明专利]一种用于铝/钢异种金属的激光深熔点焊工艺

说明书

本发明涉及一种用于铝/钢异种金属的激光深熔点焊工艺，所述异种金属分别为铝合金和钢，所述工艺具体为：采用搭接法将钢置于铝合金上，之后在保护气体的环境下进行激光深熔点焊，最终在深熔点焊的焊接头处形成锥形熔合区的钢/铝接头，得到铝/钢异种金属焊件。与现有技术相比，本发明简单方便、成本低廉、容易操作、操作方便灵活、过程控制简便、焊接效率高，不需要使用螺栓或铆钉，即可形成锥形熔合区，实现自铆焊接的方法，有效提高钢/铝合金焊接接头的焊接强度，成功地提高了力学性能，满足钢和铝合金异种金属焊接头的使用要求。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种用于铝/钢异种金属的激光深熔点焊工艺。

背景技术

铝合金因具有良好的抗腐蚀性、成型性，无磁性、优良的耐腐蚀性、低温性等优点而被广泛地应用于工业领域，钢是最常用的一种金属材料，由于其具有良好的经济性，因此适用于大批量生产，同样被广泛地应用于工业领域。

钢、铝两种材料的焊接加工在工业领域中具有广泛应用，但是钢与铝具有不同的物理性能(如熔化温度、热膨胀率和导电性)，因此钢/铝异种金属在焊接过程中不可避免地生成脆硬的钢-铝金属间化合物，极大降低了焊接头的强度。虽然钢与铝的焊接已经得到了广泛的研究，但不同钢与铝材料的成功焊接仍是非常具有挑战性。目前，铝/钢焊接的实现方法多种多样，如电弧焊、搅拌摩擦焊、电阻点焊、超声波点焊、激光焊接等。基于以上方法的新型铝/钢点焊技术也接连出现，如冷喷涂中间层法电阻点焊、自冲铆接和电阻单元焊等，但是这些方法都有很多的局限性，如增加耗材、提高过程和焊接设备的成本等。

因此，仍需对现有的钢/铝异种金属的焊接技术作进一步的研究改进，以克服现有钢/铝异种金属焊接的缺陷和局限，提升钢/铝异种轻质构件的工业应用。

专利CN102145420A公开了一种异种合金激光深熔钎焊方法，属激光材料加工技术领域。焊接时，聚焦的激光束(1)作用在高熔点母材(5)一侧实现深熔焊接；控制激光束(1)与界面(6)在高熔点母材表面上的距离d以及激光束(1)与法线的夹角θ，在高熔点母材侧靠近界面(6)处形成高熔点母材固态中间层(2)，通过高熔点母材固态中间层(2)的热传导使低熔点母材(4)熔化，熔化的低熔点母材层(3)铺展浸润高熔点母材(5)，实现异种合金的激光深熔钎焊连接。

本发明和该专利的不同点在于：

1.焊接方法不同，该专利中采用的激光深熔钎焊是对高熔点母材进行深熔焊，通过热传导的作用到低熔点母材使其熔化而形成钎焊，而本发明是直接进行深熔焊，并没有涉及到钎焊。

2.搭接方式不同，该专利的激光深熔钎焊采用的是对接，而本发明的激光深熔点焊是搭接。

3.焊接形式不同，该专利的激光深熔钎焊采用的是缝焊，而本发明的激光深熔点焊采用的是点焊。

4.连接机理不同，该专利的激光深熔钎焊接头只有冶金结合，而本发明的激光深熔点焊是机械连接和冶金结合一起作用于接头。

该专利的不足：

1.工艺流程相对复杂，需要控制距离以及调整激光的角度。

2.没有进行力学性能测试。

发明内容

本发明的目的就是提供一种用于铝/钢异种金属的激光深熔点焊工艺，有效提高钢/铝合金焊接接头的焊接强度，成功地提高了力学性能，满足钢和铝合金异种金属焊接头的使用要求。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于铝/钢异种金属的激光深熔点焊工艺，所述异种金属分别为铝合金和钢，所述工艺具体为：采用搭接法将钢置于铝合金上，之后在保护气体的环境下进行激光深熔点焊，最终在深熔点焊的焊接头处形成锥形熔合区的钢/铝接头，得到铝/钢异种金属焊件。