[发明专利]一种铝合金-玻璃复合材料的激光焊接方法

说明书

一种铝合金‑玻璃复合材料的激光焊接方法，包括以下步骤：S1、根据所需焊接的铝合金和玻璃的尺寸、形状，设定加工轨迹，并进行焊接夹具准备；S2、对所需焊接的铝合金和玻璃进行前期焊接预处理操作；S3、焊接夹具按照要求将步骤S2中完成预处理操作的铝合金和玻璃进行夹持，做好焊接准备；S4、设定激光器激光加工参数；S5、激光器按照步骤S1设定的加工轨迹对铝合金和玻璃进行激光焊接操作，制得所需铝合金‑玻璃复合材料；S6、拆除焊接夹具，完成整个焊接操作流程。本发明充分发挥了玻璃与铝合金的性能，采用激光直接熔化焊接，摒弃了传统利用放在真空室中进行钎焊的方法，解决了对焊接尺寸规格限制的弊端。

技术领域

本发明涉及激光制备工程结构材料、功能复合结构材料技术领域，具体涉及一种铝合金-玻璃复合材料的激光焊接方法。

背景技术

玻璃材料因高温耐磨、耐蚀、绝缘，抗氧化能力强等特点被广泛的应用，但玻璃本身的延展性低、冲击韧性差则限制了其在工程中的应用。因此结合了玻璃与金属双重优良性能的金属-玻璃复合材料应运而生，并广泛应用于微电子封装、电池、仪器仪表、太阳能真空集热管、复合材料等领域，因此研究玻璃与金属焊接(封接)有重要意义。玻璃与金属的封接方法有很多种，其中研究最多、理论较成熟的方法是匹配封接，匹配封接的过程为在封接前先对金属进行预氧化处理，使金属表面生成一层厚度适当致密的氧化膜，再将金属与玻璃放在高温炉中加热，金属与加热后的玻璃通过扩散熔融而完成结合，保温一定时间后冷却至室温，取出金属-玻璃复合材料。但是匹配封接过程需要在炉中加热然后冷却，因此采用匹配封接的生产方法需要较长的生产周期，不利于常规生产。为了缩短生产周期，加快生产速度，直接将金属与玻璃进行焊接成为生产主流。

近年来，针对金属与玻璃的焊接技术也做了相关较多的研究，如专利文献《玻璃与金属真空扩散焊接工艺》(申请号200810243068.7)、《一种玻璃和金属真空钎焊工艺》(申请号200910234678.5)等公开的焊接工艺的操作环境是需要在真空条件下，但是玻璃、金属的尺寸大小受到真空室的限制，一些大尺寸材料的焊接就无法采用该种焊接工艺。又如专利文献《金属与玻璃及陶瓷之间的阳极焊接方法》(申请号200310105894.2)、《金属焊接有密封条和安装孔的凸面真空玻璃》(申请号201310298572.8)等公开的焊接工艺一方面受到焊接真空室大小的限制，另一方面工时消耗较大，不能快速、有效地实现玻璃与金属的焊接，所得产品质量也不能达标。

因此，为了突破真空室的限制，解决工时消耗过大的问题，同时提高产品的质量，需要设计一种简单可控、焊缝良好的焊接方法来实现金属与玻璃的优良焊接。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种铝合金-玻璃复合材料的激光焊接方法，充分发挥了玻璃与铝合金的性能，采用激光直接熔化焊接，摒弃了传统利用放在真空室中进行钎焊的方法，解决了对焊接尺寸规格限制的弊端。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种铝合金-玻璃复合材料的激光焊接方法，包括以下步骤：

S1、根据所需焊接的铝合金和玻璃的尺寸、形状，设定加工轨迹，并进行焊接夹具准备；

S2、对所需焊接的铝合金和玻璃进行前期焊接预处理操作；

S3、焊接夹具按照要求将步骤S2中完成预处理操作的铝合金和玻璃进行夹持，做好焊接准备；

S4、设定激光器激光加工参数；

S5、激光器按照步骤S1设定的加工轨迹对铝合金和玻璃进行激光焊接操作，制得所需铝合金-玻璃复合材料；

S6、拆除焊接夹具，完成整个焊接操作流程。

优选的，所述步骤S1中的铝合金和玻璃是指能够用于计算机、通讯和消费电子产品的所有铝合金和玻璃。