一种中厚板铝合金磁控激光焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种中厚板铝合金磁控激光焊接工艺，所述工艺针对中厚板铝合金激光焊接过程存在的焊缝表面形貌不均匀、熔合线曲率较大等问题，采用横向稳恒磁场作用于激光焊接过程，磁感应强度为210‑240mT，磁场方向垂直于焊接方向，通过外加磁场的在焊接熔池内部产生哈特曼效应，抑制熔池热毛细对流，从而达到改善铝合金激光焊接过程稳定性，提高焊缝表面成形均匀性，减小焊缝在厚度方向熔宽差异的目的。本发明专利技术工艺基于外加磁场与磁流体的相互作用机制，从影响熔池流动层面达到改善激光焊接稳定性及焊缝成形质量，具有非接触性、高效性、高灵活性、低成本等优点。本发明专利技术对于促进中厚板铝合金激光焊接技术的应用与发展具有一定的意义。

Magnetron laser welding process of medium plate aluminum alloy

The invention discloses a magnetic plate Aluminum Alloy laser welding process, the process for plate Aluminum Alloy laser welding problems existing in the process of surface morphology of weld fusion line is not uniform, large curvature, the transverse magnetic field in laser welding process, the magnetic induction is 210 240mT, vertical magnetic field in the direction of welding, the magnetic field generated by the Hartmann effect in the weld pool inside the molten pool, suppress thermocapillary convection, so as to improve the Aluminum Alloy laser welding process stability, improve the uniformity of the weld surface formation, reduce the weld in the thickness direction to weld width difference. The process of the invention and the interaction mechanism of magnetic field and magnetic fluid based on the influence from the flow of molten pool level to improve the quality and stability of welding seam of laser forming, has the advantages of non-contact, high efficiency, high flexibility and low cost etc.. The invention has certain significance for promoting the application and development of laser welding technology of medium plate aluminum alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种中厚板铝合金磁控激光焊接工艺
本专利技术涉及一种激光焊接工艺，尤其涉及一种中厚板铝合金的磁控激光焊接工艺，属于铝合金特种焊接以及磁控焊接

技术介绍
近年来，随着超高功率激光器的逐步商业化，针对中厚板(6-20mm)铝合金的激光焊接技术成为一大研究热点。与传统的变极性弧焊、电子束焊、搅拌摩擦焊及窄间隙焊等方法相比，采用基于光纤传导的大功率、高能量密度的激光对中厚板铝合金进行熔化焊连接，具有焊后变形小、焊缝深宽比大、晶粒组织细化、高效率及高灵活性等优点。现阶段，该技术在运载火箭、全铝结构轿车、高速列车等领域具有一定的应用前景，但仍存在一系列问题有待解决，主要问题之一为焊缝的成形质量不稳定，表现为表面均匀性差与高曲率的焊缝熔合线。这种成形特征将导致严重的残余应力分布不均、熔宽差异明显、晶粒一致性差以及表面气孔、裂纹等问题，从而降低接头的力学性能及使用寿命。造成中厚板铝合金激光焊接成形问题的本质原因主要归结为材料属性及焊接工艺的特殊性：1)焊接过程熔化态铝合金的热导率、热膨胀系数显著增大，同时粘性显著减小，导致剧烈的熔池对流，特别是熔池表面处的热毛细对流。更多的热量向激光焊小孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中厚板铝合金磁控激光焊接方法，其特征在于,采用热裂纹倾向低的5系铝合金作为焊接母材；采用普通铝合金材料制作成的焊接工作台，通过压条与铜质螺栓对工件进行限位及装夹；激光焊接设备为高功率碟片式激光器；采用钕铁硼(NdFeB)永磁体作为励磁源形成横向稳恒磁场，为获得垂直于焊接方向的磁力线，将永磁体对称放置于两侧工件的预开槽内，对立面磁性相反，通过增减永磁体的对数，可以改变焊接活跃区域的磁感应强度；在磁体之间放置空心的水冷铜块，并在磁体外侧包裹石棉布，水冷铜块内部为若干平行的左右贯通圆孔，通过两端连接塑料导管及外部微型水泵，形成冷却水流。

【技术特征摘要】
1.一种中厚板铝合金磁控激光焊接方法，其特征在于,采用热裂纹倾向低的5系铝合金作为焊接母材；采用普通铝合金材料制作成的焊接工作台，通过压条与铜质螺栓对工件进行限位及装夹；激光焊接设备为高功率碟片式激光器；采用钕铁硼(NdFeB)永磁体作为励磁源形成横向稳恒磁场，为获得垂直于焊接方向的磁力线，将永磁体对称放置于两侧工件的预开槽内，对立面磁性相反，通过增减永磁体的对数，可以改变焊接活跃区域的磁感应强度；在磁体之间放置空心的水冷铜块，并在磁体外侧包裹石棉布，水冷铜块内部为若干平行的左右贯通圆孔，通过两端连接塑料导管及外部微型水泵，形成冷却水流。2.根据权利要求1所述的中厚板铝合金磁控激光焊接方法，其特征在于：所述焊接母材为热裂纹倾向较低的为5系铝合金，厚度为6-18...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏艳红，陈纪城，欧文敏，张聃，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32