一种铜铝异质金属的激光焊接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及激光焊接的技术领域，更具体地，涉及一种铜铝异质金属的激光焊接装置。一种铜铝异质金属的激光焊接装置，其中，包括激光焊接设备、与激光焊接设备连接的传输机构、与传输机构连接的激光加工头，激光加工头射出的激光束照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上；待焊接的铜铝异质金属之间分别设有斜坡。本实用新型专利技术易于用常用的激光设备（输出波长在1.06‑10.6微米）焊接反射率很高的铜、铝等金属材料。通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。

A laser welding device for copper and aluminum hetero metal

The utility model relates to the technical field of laser welding, and more specifically, a laser welding device for copper and aluminum heterometal. A laser welding device for copper and aluminum dissimilar metal, which includes laser processing equipment, laser welding head is connected with the laser welding equipment connected with the transmission mechanism, transmission mechanism, a laser beam is irradiated from the laser processing head to between two pieces of metal powder to be welded material gap; slope is respectively arranged between copper and aluminum dissimilar metal to be welding. The utility model has the advantages of easy to use laser equipment commonly used (1.06 output wavelength of 10.6 microns) welding has high reflectivity of copper, aluminum and other metal materials. The absorption rate of laser beam on the surface of copper and aluminum is improved by a variety of methods, which is beneficial to laser welding of copper and aluminum heterostructure metal.

【技术实现步骤摘要】
一种铜铝异质金属的激光焊接装置
本技术涉及激光焊接的
，更具体地，涉及一种铜铝异质金属的激光焊接装置。
技术介绍
近年来，铜价暴涨，传统行业冲击严重。尤其以铜材料为主的电力电子行业受到极大挑战。铝材价格便宜（约为铜价的三四成），在电力电子行业应用铝材料具有很高的性价比。部分地用铝代替铜，成为电力电子行业节约成本、挖潜增效的一个有效途径，铜铝焊接需求逐渐凸显。另外，传统的焊接方式能耗大、污染高，尤其是人工成本高。近年来，我国人口逐渐老龄化，劳动力短缺严重，人工成本逐年攀升，相关企业不堪重负。以自动化程度高、速度快、污染小的现代激光技术焊接铜铝异质金属，有望解决以上两方面的问题。激光焊接是一个非常复杂的问题，涉及焊接学、材料学、凝固相变学、量子力学等多个领域。铜铝两种金属的物理化学性能差异较大，本身就难于焊接，且大部分工业用激光（如YAG激光器、CO2激光器、光纤激光器，波长在1.06～10.6μm）在铜铝表面的反射率都很高（有的高达90%以上）；使得激光焊接铜铝技术一直存在一些瓶颈问题。目前，对铜铝异质金属的激光焊接仍停留在经验水平，焊接工艺缺乏理论支持。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种铜铝异质金属的激光焊接装置，可以解决铜铝材料的焊接。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种铜铝异质金属的激光焊接装置，其中，包括激光焊接设备、与激光焊接设备连接的传输机构、与传输机构连接的激光加工头，激光加工头射出的激光束照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上；待焊接的铜铝异质金属之间分别设有斜坡。本技术中，通过将待焊接的铜铝异质金属材料的表面进行斜坡处理，再在其中铺入相应的金属粉末（这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末），通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。进一步的，所述的斜坡角度为30-60度，相对于的另外一种材料斜坡的角度为120-150度。对待焊接的铜铝异质金属的两个接口处进行斜坡处理。使其具有一定的斜坡，斜坡角度大约在30-60度之间（相对于的另外一种材料斜坡的角度大约在120-150度之间），使照射在其中的激光束能在待焊接的铜铝异质金属间的两个表面来回反射，多次反射后，大部分激光能量被吸收，提高了整体反射率，有利于激光焊接铜铝异质金属。进一步的，所述的两块待焊接的铜铝材料之间留有缝隙。在待焊接铜铝金属材料的接口处加入金属粉末，这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末。由于漫反射，使得这些金属粉末对常用工业用激光（波长在1.06-10.6微米）的吸收率大大提高，这样不仅可以提高激光输入率，还有利于与待焊接金属形成良好结合。进一步的，所述的金属粉末高出两块待焊接金属材料表面。粉末铺满缝隙并略有多余。激光束照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上，熔化金属粉末成为液体金属，金属粉末熔化后形成的液体金属在待焊接的铜材料、铝材料之间。当移走激光束后，液体金属冷却和待焊接的两块材料形成良好结合。与现有技术相比，有益效果是：本技术易于用常用的激光设备（输出波长在1.06-10.6微米）焊接反射率很高的铜、铝等金属材料。通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。附图说明图1是本技术局部结构示意图。图2是本技术整体装置结构示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。如图1、2所示，1为激光束，2为待焊接的铝材料，3为金属粉末，4为待焊接的铜材料。一种铜铝异质金属的激光焊接装置，其中，包括激光焊接设备5、与激光焊接设备5连接的传输机构6、与传输机构6连接的激光加工头7，激光加工头7射出的激光束1照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上；待焊接的铜铝异质金属之间分别设有斜坡。本实施例中，通过将待焊接的铜铝异质金属材料的表面进行斜坡处理，再在其中铺入相应的金属粉末3（这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末），通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。另外，以上附图中，也可以是：2为待焊接的铜材料，4为待焊接的铝材料。其他类似，效果相同。本实施例中，斜坡角度为30-60度，相对于的另外一种材料斜坡的角度为120-150度。对待焊接的铜铝异质金属的两个接口处进行斜坡处理。使其具有一定的斜坡，斜坡角度大约在30-60度之间（相对于的另外一种材料斜坡的角度大约在120-150度之间），使照射在其中的激光束能在待焊接的铜铝异质金属间的两个表面来回反射，多次反射后，大部分激光能量被吸收，提高了整体反射率，有利于激光焊接铜铝异质金属。两块待焊接的铜铝材料之间留有缝隙。在待焊接铜铝金属材料的接口处加入金属粉末，这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末。由于漫反射，使得这些金属粉末对常用工业用激光（波长在1.06-10.6微米）的吸收率大大提高，这样不仅可以提高激光输入率，还有利于与待焊接金属形成良好结合。金属粉末高出两块待焊接金属材料表面。粉末铺满缝隙并略有多余。激光束照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上，熔化金属粉末成为液体金属，金属粉末熔化后形成的液体金属在待焊接的铜材料、铝材料之间。当移走激光束后，液体金属冷却和待焊接的两块材料形成良好结合。其整体的工作原理：从激光焊接设备5输出的激光束，经过传输机构6（对于1.06微米的激光束，可以通过光纤传输，此时6可以是光纤），传输到激光加工头7，将待焊接的铜材料4和铝材料2进行斜坡处理，使其具有一定的斜坡，斜坡角度大约在30-60度之间（相对于的另外一种材料斜坡的角度大约在120-150度之间），两块待焊接的铜铝材料之间留有一定的缝隙，并在其中铺有金属粉末3，金属粉末3可以是铜粉末，可以是铝粉末，也可以是能和铜铝形成良好焊接接头的其他金属粉末，粉末铺满缝隙并略有多余。从激光头7输出的激光束1照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末3上，熔化金属粉末3成为液体金属，金属粉末熔化后形成的液体金属在待焊接的铜材料4、铝材料2之间。沿着两块待焊接异质金属的缝隙，移动激光束1的照射区域，激光束1照射到金属粉末3上，熔化金属粉末，移动激光束1，金属粉末3熔化后的液态金属凝固并和相邻的铜铝结合，形成焊缝，完成焊接。显然，本技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜铝异质金属的激光焊接装置，其特征在于，包括激光焊接设备（5）、与激光焊接设备（5）连接的传输机构（6）、与传输机构（6）连接的激光加工头（7），激光加工头（7）射出的激光束（1）照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上；待焊接的铜铝异质金属之间分别设有斜坡，所述的斜坡角度为30‑60度，相对于的另外一种材料斜坡的角度为120‑150度。

【技术特征摘要】
1.一种铜铝异质金属的激光焊接装置，其特征在于，包括激光焊接设备（5）、与激光焊接设备（5）连接的传输机构（6）、与传输机构（6）连接的激光加工头（7），激光加工头（7）射出的激光束（1）照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上；待焊接的铜铝异质金属之间分别设有斜坡，所述的斜坡角度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：师文庆，黄江，谢玉萍，安芬菊，李思东，李永强，吴湛霞，廖铭能，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：新型
国别省市：广东,44