[发明专利]一种提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法

说明书

本发明提供了一种提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法，其中方法包括：在空气或惰性气体环境下，温度条件为室温，设定脉冲激光器的激光扫描参数；用激光扫描铝合金表面胶接部位，对被扫描铝合金进行激光表面处理；对被扫描铝合金表面使用胶黏剂进行胶接工艺处理。通过本发明提供激光表面处理方法可以显著提高胶接接头十字拉拔力、剪切强度和耐水性性能，同时具有绿色环保、成本低、速度快、处理效率高等优点，满足了铝合金胶接需求，从而尽可能在最大程度上发挥了胶黏剂的性能，扩展了铝合金的应用，实现了激光技术和胶接技术的良好结合，满足了用户多种胶接需求。

技术领域

本发明属于激光表面微加工技术、金属材料和胶接技术的跨学科领域，具体涉及一种提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法。

背景技术

胶接技术越来越多地应用于汽车、轮船、航空航天及建筑等行业中，因为它具有提高接头刚度、均匀应力分布和连接不同材料的能力等优点，为了提高胶接接头的机械性能，许多化学或机械的表面处理方法用来处理被粘物表面。在车身轻量化材料中铝合金车身作为未来的发展方向，对铝合金的胶接性能的研究至关重要。目前，激光表面处理已经成功地应用于通过激光诱导表面物理化学改性来提高金属和非金属等材料的粘合强度，激光表面处理使材料表面变得粗糙，随后通过高能激光脉冲对材料进行熔化、气化和固化，形成表面微结构。但是，胶接材料和胶接剂的种类繁多，用途广泛，设备型号众多，用户需求多种多样，目前将激光表面处理工艺应用到具体铝合金材料的胶接工艺中以提高胶接性能还缺少针对性的研究试验，针对性不强，还需要探索提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法以扩展激光技术和胶接技术的结合及应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法，提出了合理的铝合金表面激光处理参数范围和方法，并进行了相关实验验证，显著提升了铝合金材料的胶接性能，更好的满足了用户的多方面需求。

一种提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法，通过以下技术方案来实现：

一种提高胶接性能的铝合金表面激光处理方法，所述方法包括以下步骤：

在空气或惰性气体环境下，温度条件为室温，设定脉冲激光器的激光扫描参数为：平均功率为30W～100W，扫描速度为3001mm/s～4000mm/s，脉冲频率为10KHz～400KHz，光斑直径为90μm～200μm，扫描线间距为0.08mm～0.5mm；用激光扫描铝合金表面胶接部位，对被扫描铝合金进行激光表面处理；对被扫描铝合金表面使用胶黏剂进行胶接工艺处理。

进一步地，所述对被扫描铝合金表面使用胶黏剂进行胶接工艺处理包括：

对经过激光处理的铝合金处理表面进行涂胶；在胶层上均匀撒玻璃微珠，控制胶黏剂的胶层厚度为0.5mm～1mm；胶接铝合金，固定工装；对溢胶进行处理；对铝合金进行烘箱加热固化。

优选地，所述脉冲激光器的波长为1055nm～1075nm；可选地，所述脉冲激光器为固体激光器、光纤激光器、手持式光纤激光器中的一种。

优选地，所述脉冲激光器为掺镱脉冲光纤激光器。

优选地，所述脉冲激光器的脉宽为5～500ns。

可选地，所述胶黏剂为减震膨胀胶、密封胶、结构胶。

可选地，所述结构胶为环氧树脂结构胶、丙烯酸结构胶、聚氨酯结构胶中的一种。

可选地，所述铝合金为铸造铝合金、变形铝合金中的一种。

优选地，所述铝合金为铝-6061。