异种金属激光焊接制造技术

一种将铁合金制成的部件焊接到铝合金制成的部件的方法，包括：加工和清洗铁合金部件上的结合面；加工和清洗铝合金部件上的结合面；在所述铁合金部件的结合面上沉积一铜合金材料层；在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层上形成一焊缝坡口；将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接。铜合金材料层彼此激光焊接。铜合金材料层彼此激光焊接。

【技术实现步骤摘要】
异种金属激光焊接


[0001]本公开涉及一种将铝合金焊接到钢的方法。

技术介绍

[0002]由于铝在重量上的优势，在汽车上使用铝制部件已经越来越普遍。然而，由于固有的高弹性模量和机械强度的选择，某些部件或部件的部分，例如齿轮接口或高应力集中点，仍然必须由钢制成，以此改善其结构性能。行业所面临的挑战在于：如何在充分利用这两种材料的同时，不放大这两种材料的结构接合所带来的任何缺点(如果有)。当铝和钢直接焊接在一起时，问题就会出现，例如会形成脆性铝/铁金属间相。
[0003]因此，鉴于目前的接合技术达到了预期的效果，则需要一种新的改进方法来焊接铝制部件和钢制部件，而不形成会使焊缝脆弱的脆性铝/铁金属间相。

技术实现思路

[0004]根据本公开涉及的几个方面，一种将铁合金制成的部件焊接到铝合金制成的部件的方法，包括：加工和清洗铁合金部件的结合面；加工和清洗铝合金部件的结合面；在所述铁合金部件的结合面上沉积一铜合金材料层；在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层上形成一焊缝坡口；将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接。
[0005]另一方面，在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层上形成一焊缝坡口还包括：为沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层加工一倾斜角。
[0006]另一方面，所述倾斜角大于0度且小于或等于45度。
>[0007]另一方面，将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接还包括：通过使用铜合金填充材料激光焊接，将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接，以将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件上的铜合金材料层彼此接合。
[0008]另一方面，所述铜合金填充材料的化学组分包括大约50％
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大约70％铜，0％
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大约30％镍，0％
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大约10％铝，0％
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大约10％铁，0％
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大约8％锰，0％
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大约10％硅，以及大约0.1％
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大约0.5％钛。
[0009]另一方面，所述沉积在铁合金部件的结合面的铜合金材料层与所述铜合金填充材料的化学组分相同。
[0010]另一方面，所述沉积在铁合金部件的结合面的铜合金材料层的化学组分中的镍含量低于所述铜合金填充材料。
[0011]另一方面，通过使用铜合金填充材料激光焊接，将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接，以将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件上的铜合金材料层彼此接合还包括：在激光焊接的过程中，
将激光焊接束聚焦在所述铜合金填充材料，以避免所述铝合金部件的结合面过热。
[0012]另一方面，该方法还包括：在将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接之前，将所述铁合金部件和所述铝合金部件放置在夹具内，以相对地固定所述铁合金部件和所述铝合金部件。
[0013]另一方面，该方法还包括：在将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此焊接的同时，相对于激光焊接机移动夹具并使该激光焊接机固定。
[0014]另一方面，该方法还包括：在将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此焊接的同时，相对于所述夹具移动激光焊接机并使该夹具固定。
[0015]另一方面，在所述铁合金部件的结合面上沉积一铜合金材料层包括：采用激光沉积工艺在所述铁合金部件的结合面上沉积一铜合金材料层。
[0016]根据本公开涉及的几个方面，汽车配件包括：一种在其上加工有结合面的铁合金部件；沉积在所述铁合金部件的结合面上的一铜合金材料层；一种在其上加工有结合面的铝合金部件；在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面上的至少一铜合金材料层上形成的焊缝坡口；以及一种激光焊接在沉积于所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面上的铜合金层之间的铜合金填充材料，该铜合金填充材料使所述铜合金层彼此接合。
[0017]另一方面，所述焊缝坡口包括在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层中的至少一层上加工的倾斜角。
[0018]另一方面，所述倾斜角大于0度且小于或等于45度。
[0019]另一方面，所述铜合金填充材料的化学组分包括大约50％
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大约70％铜，0％
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大约30％镍，0％
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大约10％铝，0％
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大约10％铁，0％
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大约8％锰，0％
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大约10％硅，以及大约0.1％
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大约0.5％钛。
[0020]另一方面，所述沉积在铁合金部件的结合面的铜合金材料层与所述铜合金填充材料的化学组分相同。
[0021]另一方面，所述沉积在铁合金部件的结合面的铜合金材料层的化学组分中的镍含量低于所述铜合金填充材料。
[0022]另一方面，该铜合金材料层采用激光沉积工艺被沉积在所述铁合金部件的结合面上。
[0023]根据本公开涉及的几个方面，汽车配件包括：一种在其上加工有结合面的铁合金部件；采用激光沉积工艺沉积在所述铁合金部件的结合面上的一铜合金材料层；一种在其上加工有结合面的铁合金部件；由一小于或等于45度的倾斜角所界定的焊缝坡口，该倾斜角在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层中的至少一层上加工；以及一种激光焊接在沉积于所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层之间的铜合金填充材料，该铜合金填充材料使所述铜合金材料层彼此接合。所述铜合金填充材料的化学组分包括大约50％
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70％铜，0％
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大约30％镍，0％
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大约10％铝，0％
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大约10％铁，0％
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大约8％锰，0％
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10％硅，以及大约0.1％
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大约0.5％钛。
[0024]根据在此提供的说明，适用领域将变得更加明显。应当清楚，本说明与具体示例仅用于说明，并非用以限制本公开的范围。
附图说明
[0025]在此描述的附图仅用于图示，无意于以任何方式限制本公开的范围。
[0026]图1为根据本公开示例性实施例提供的汽车配件的透视图；
[0027]图2为沿图1中2
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2线所取得的剖面图；
[0028]图3为图2中由3的虚线圈所标记的一部分的放大图；
[0029]图4为将所述铝合金部件与所述铁合金部件焊接在一起之前的类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种将铁合金制成的部件焊接到铝合金制成的部件的方法，所述方法包括：加工和清洗铁合金部件上的结合面；加工和清洗铝合金部件上的结合面；在所述铁合金部件的结合面上沉积一铜合金材料层；在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层上形成一焊缝坡口；将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接。2.如权利要求1所述的方法，其中，在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层上形成一焊缝坡口还包括：在沉积在所述铁合金部件的结合面和所述铝合金部件的结合面的铜合金材料层中的至少一层上加工一倾斜角。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述倾斜角大于0度且小于或等于45度。4.如权利要求3所述的方法，其中，将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接还包括：通过使用铜合金填充材料激光焊接，将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件的结合面上的铜合金材料层彼此激光焊接，以将沉积在所述铁合金部件的结合面与所述铝合金部件上的铜合金材料层彼此接合。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述铜合金填充材料的化学组分包括：大约50％
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大约70％铜；0％
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大约30％镍；0％
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【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：