[发明专利]一种钢-铝激光振镜焊接方法

说明书

本发明公开一种钢‑铝激光振镜焊接方法，属于激光焊接技术领域，包括以下步骤：步骤一：预处理焊接材料；分别对待焊接的铝板和钢板进行预处理；步骤二：固定焊接材料；将待焊接的钢板和铝板按照钢板在上铝板在下的顺序摆放到工作台上，并通过固定夹具使钢板与铝板的接触面贴紧；步骤三：设置焊接设备和参数；在焊接材料的上方设置焊接器和侧吹管，侧吹管与焊接位置对应设置；步骤四：焊接进行；按照设定的参数对焊接区域进行焊接，焊接的轨迹为等间距的螺旋形；焊接的过程中侧吹管供给保护性气体。本发明的焊接方法提高了焊接的速度和焊接的质量，降低了焊接的成本，操作更加方便，方便大面积自动化的应用。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，尤其涉及一种钢-铝激光振镜焊接方法。

背景技术

长期以来，钢铁一直是汽车车身主要的使用材料，但是在环境污染日益严重的今天，通过轻量化设计实现汽车节能减排已迫不容缓，因此轻质铝合金材料受到汽车厂家的欢迎。铝合金具有质量轻、强度高、较高的耐腐蚀性能和优异的机械加工性能等优势，被广泛应用于航天、航空和汽车行业。许多汽车制造商采用全铝合金来制造汽车，但人们发现全铝汽车虽然成功实现了整车重量的减轻，但是相比以往的钢制汽车，安全性能有所降低，此外制造成本和销售价格也比较高。在汽车轻量化全面开展的现在，铝-钢异种材料焊接正是实现汽车轻量化的有效手段之一。

由于钢与铝在熔点、密度、热膨胀系数等物理和化学性能上的差异比较大，导致铝-钢焊接处极易在界面处生成脆性的Fe-Al金属间化合物，从而导致工件的强度和韧性均无法满足实际生产要求。传统的焊接技术如摩擦焊、扩散焊、点焊、钎焊等已经很难解决铝-钢异种材料焊接中遇到的问题。

激光焊接的热影响小、能量密度高、焊接速度快、焊后变形小、焊接接头质量高，因此激光焊接技术在各种生产制造中的应用越来越广泛。所以，采用激光对铝-钢异种材料焊接成为研究热点。目前关于铝-钢异种材料激光焊接的研究往往添加了中间元素，例如添加焊丝、中间层或者母材表面电镀等方法，这样虽然可以阻止焊接过程中产生脆性Fe-Al金属间化合物，但也会导致生产成本的提高，而且目前添加中间元素对焊接性能的影响研究并不明确，例如添加Ni会降低脆性Fe-Al金属间化合物的产生，但也会导致生成脆性Ni-Al金属间化合物，对于焊接性能的提升很小。

所以现在需要一种钢-铝激光振镜焊接方法来解决上述的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种钢-铝激光振镜焊接方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种钢-铝激光振镜焊接方法，包括以下步骤：

步骤一：预处理焊接材料；分别对待焊接的铝板和钢板进行预处理；

步骤二：固定焊接材料；将待焊接的钢板和铝板按照钢板在上铝板在下的顺序摆放到工作台上，并通过固定夹具使钢板与铝板的接触面贴紧；

步骤三：设置焊接设备和参数；在焊接材料的上方设置焊接器和侧吹管，侧吹管与焊接位置对应设置；

步骤四：焊接进行；按照设定的参数对焊接区域进行焊接，焊接的轨迹为等间距的螺旋形；焊接的过程中侧吹管供给保护性气体。

优选的，步骤一中，对铝板和钢板的预处理包括砂纸打磨，然后再进行碱洗和酸洗，去除表面的杂质层，最后将预处理的焊接区域擦干。

优选的，步骤三中，焊接器为激光器和振镜的结合；其中，振镜为PSI振镜，准直镜为80mm，焦距为400mm，激光器为单模500w连续激光器。

优选的，步骤四中，焊接时激光功率为200W，焊接速度为40mm/s-50mm/s。

优选的，步骤四中，焊接轨迹的螺旋形直径为2.5mm，摆动重复率0.5，焊接的线速度为240mm/s。

优选的，保护性气体为空气，供给方式为直吹。

优选的，步骤四中，焊接方式为搭接焊缝，焊缝的长度为20mm-30mm。