一种在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法技术

本发明专利技术公开了一种在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法，采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：步骤一，用脉冲激光器在铜质或铝质母材的焊接表面上制备冶金结合的Ni‑Cr合金熔覆层；步骤二，用电弧焊接方法在所述Ni‑Cr合金熔覆层上焊接铁质工件。本在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法可达到铜质或铝质母材与铁质工件有效焊接目的，工艺简单，且采用激光电弧复合焊接工艺不需对基体预热，不受基体体积大小的限制，同时能够实现减少焊接裂纹。

【技术实现步骤摘要】
一种在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法
本专利技术涉及一种焊接方法，具体是一种适用于在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法，属于焊接

技术介绍
铜或铝均属于有色金属，二者均具有延展性好、导热性和导电性高的特点，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金，目前铜质的铜合金或铝质的铝合金在工业中应用广泛。工业应用中，如家电行业中针对零部件的焊接有时需要在在铜质或铝质母材上焊接铁质工件，由于铜或铝的导热性高、热膨胀系数大，直接用电弧焊接方法在铜或铝基体上焊接铁质工件，焊缝处容易出现裂纹，很难实现冶金结合。现有技术中铜铁焊接常规方法采用银焊条钎焊，焊条熔化的同时铜铁被加热到焊条熔化的温度，所以焊接件的体积不能大，特别是铜件，否则铜件由于导热快很难达到焊条的熔点温度，不能实现在大体积的铜件上焊接铁件。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法，工艺简单，能够实现减少焊接裂纹、保证焊接质量。为实现上述目的，本在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：步骤一，用脉冲激光器在铜质或铝质母材的焊接表面上制备冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层；步骤二，用电弧焊接方法在所述Ni-Cr合金熔覆层上焊接铁质工件。作为本专利技术的进一步改进方案，步骤一的具体操作：先在铜质或铝质母材的焊接表面上预置设计要求厚度的Ni-Cr合金粉末层，或者在激光束照射高导热金属表面时同步输送Ni-Cr合金粉末(即同步送粉)，然后用脉冲激光器产生的激光束照射需焊接的铜质或铝质母材的焊接表面，使Ni-Cr合金粉末熔于铜质或铝质母材的焊接表面上，激光脉冲结束后，熔覆的Ni-Cr合金金属与铜质或铝质母材的焊接表面形成冶金结合的熔覆点，每一个或多个重复的激光脉冲能够形成一个Ni-Cr合金熔覆点；重复上述操作，形成设计要求面积和厚度的Ni-Cr合金熔覆层。作为本专利技术的一种实施方式，步骤一中的脉冲激光器采用峰值功率2～5kw、光斑直径0.5～1mm的YAG脉冲激光器。作为本专利技术的一种实施方式，步骤二中的电弧焊接方法是明弧焊接方法、或埋弧焊接方法、或气体保护焊接方法、或等离子弧焊接方法。与现有技术相比，本在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法利用激光技术先在铜质或铝质母材的焊接表面上制备Ni-Cr合金熔覆层，并以其作为过渡层，然后在Ni-Cr熔覆层过渡层上焊接铁质工件，使铜质或铝质母材和铁质工件分别与过渡层冶金结合，达到铜质或铝质母材与铁质工件有效焊接目的，工艺简单，且采用激光电弧复合焊接工艺不需对基体预热，不受基体体积大小的限制，同时能够实现减少焊接裂纹。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。本在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法在具体焊接时，先在铜质或铝质母材的焊接表面上预置设计要求厚度的Ni-Cr合金粉末层，或者在激光束照射高导热金属表面时同步输送Ni-Cr合金粉末(即同步送粉)，然后用光斑直径0.5～1mm、峰值功率2～5kw的YAG脉冲激光器产生的激光束照射需焊接的铜质或铝质母材的焊接表面，使Ni-Cr合金粉末熔于铜质或铝质母材的焊接表面上，激光脉冲结束后，熔覆的Ni-Cr合金金属与铜质或铝质母材的焊接表面形成冶金结合的熔覆点，每一个或多个重复的激光脉冲能够形成一个Ni-Cr合金熔覆点；重复上述操作，即可在铜质或铝质母材的焊接表面形成设计要求面积和厚度的Ni-Cr合金熔覆层(过渡层)；再利用电弧焊接方法在熔覆层处焊接铁质工件。实施例1在100×100×50mm的纯铜块上，用峰值功率3kw、光斑直径0.5mm的YAG脉冲激光制备直径约10mm、厚度1mm的Ni-Cr合金熔覆层，并以其作为焊接的过渡层，再用钨极氩气保护焊接方法将直径5mm的铁质螺栓焊接在该过渡层上实现铜与铁质螺栓的有效焊接。实施例2在100×100×50mm的铝板块上，用峰值功率2.5kw、光斑直径1m的YAG脉冲激光制备直径约8mm、厚度0.8mm的Ni-Cr合金熔覆层，并以此其作为焊接的过渡层，再用等离子弧焊接法，将直径4mm的铁质螺栓焊接在过渡层上，即实现了铝与铁质螺栓的有效焊接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法，其特征在于，采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：步骤一，用脉冲激光器在铜质或铝质母材的焊接表面上制备冶金结合的Ni‑Cr合金熔覆层；步骤二，用电弧焊接方法在所述Ni‑Cr合金熔覆层上焊接铁质工件。

【技术特征摘要】
1.一种在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法，其特征在于，采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：步骤一，用脉冲激光器在铜质或铝质母材的焊接表面上制备冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层；步骤二，用电弧焊接方法在所述Ni-Cr合金熔覆层上焊接铁质工件。2.根据权利要求1所述的在铜质或铝质母材上焊接铁质工件的方法，其特征在于，步骤一的具体操作：先在铜质或铝质母材的焊接表面上预置设计要求厚度的Ni-Cr合金粉末层，或者在激光束照射高导热金属表面时同步输送Ni-Cr合金粉末(即同步送粉)，然后用脉冲激光器产生的激光束照射需焊接的铜质或铝质母材的焊接表面，使Ni-Cr合金粉末熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岩，
申请(专利权)人：徐州欣略智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32