本申请公开了应用于激光焊接领域的一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺，该工艺通过在激光焊接之前，在两个大厚度工件内部放置内嵌十字杆，一方面有效减小两个工件待焊接端面的焊接厚度，从而有效避免出现难以焊透的情况发生，另一方面，内嵌十字杆位于现有技术中难以焊透的位置，在激光焊接后，通过对上下焊缝处进行热处理，多个内焊块逐渐热熔并朝向内嵌十字杆渗透，在固化后，使多个内焊块与内嵌十字杆形成一体，从而使内嵌十字杆由于“十”字形转变为“非”字形，进而在两个大厚度工件之间形成双向的内衬龙骨，相较于现有技术，有效弥补因中部难以焊透而造成的强度以及稳定性较低的问题，大幅度提高焊接强度和稳定性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺
[0001]本申请涉及激光焊接领域，特别涉及一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺。
技术介绍
[0002]激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
[0003]对于一些大厚度工件的激光焊接，容易造成工件端面的中部难以焊透的情况，导致两个大厚度工件在激光焊接后形成的焊缝仅仅停留在工件边缘，使焊接强度低于预期的焊接强度，导致焊接后工件的强度以及稳定性较低。
技术实现思路
[0004]本申请目的在于提高大厚度工件激光焊接时的强度，相比现有技术提供一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺，包括以下步骤：
[0005]S1、将大厚度工件待焊接的端面依次开凿内嵌边槽以及内十字孔，然后对大厚度工件进行除油、除锈以及除毛刺处理；
[0006]S2、将多个内焊块依次放入到内十字孔内，并将内嵌十字杆嵌入两个大厚度工件相互靠近的端面内，并使内嵌十字杆完全被隐藏在两个大厚度工件内；
[0007]S3、对两个大厚度工件相互接触的上下边缘依次进行激光焊接，使两个大厚度工件上下边缘处均形成焊缝；
[0008]S4、先对上方外焊缝附近的位置进行外加热处理，使多个内焊块逐渐热熔并下渗并逐渐浸入内嵌十字杆内，然后倒置翻面，对下焊缝附近进行同样的处理，进而使上下两侧的多个内焊块均热熔并嵌入内嵌十字杆内，降温固化后，使内嵌十字杆的两端均形成十字结构，从而在两个大厚度工件内部形成“非”形内衬龙骨，大幅度提高两个大厚度工件之间的激光焊接强度。
[0009]通过在激光焊接之前，在两个大厚度工件内部放置内嵌十字杆，一方面有效减小两个工件待焊接端面的焊接厚度，从而有效避免出现难以焊透的情况发生，另一方面，内嵌十字杆位于现有技术中难以焊透的位置，在激光焊接后，通过对上下焊缝处进行热处理，多个内焊块逐渐热熔并朝向内嵌十字杆渗透，在固化后，使多个内焊块与内嵌十字杆形成一体，从而使内嵌十字杆由于“十”字形转变为“非”字形，进而在两个大厚度工件之间形成双向的内衬龙骨，相较于现有技术，有效弥补因中部难以焊透而造成的强度以及稳定性较低的问题，大幅度提高焊接强度和稳定性。
[0010]可选的，所述步骤S4中，上、下焊缝附近进行热处理的位置为内嵌十字杆侧端中部
对应的位置，使热处理的位置正对多个纵向交叠的内焊块的位置，便于在热处理时，多个内焊块热熔下渗。
[0011]可选的，所述十字孔包括开凿在大厚度工件端面的内嵌边槽、开凿在内嵌边槽内壁中部的内延矩形孔、开凿在内延矩形孔内定端中部以及内底端中部的扩口孔以及开凿在内延矩形孔侧边内壁的柱形孔，两个扩口孔以及内延矩形孔形成十字结构。
[0012]可选的，所述步骤S2中，将多个内焊块依次放入到内十字孔内的具体步骤为：
[0013]S21、首先向内延矩形孔内插入垫板并使垫板端部盖过下方扩口孔的口部，然后沿着垫板依次向内延矩形孔内推入内焊块；
[0014]S22、在大厚度工件上方外加磁场，使外加磁场对内焊块产生向上的吸引力，当内焊块被推挤至上方扩口孔的口部时，被外加磁场吸附进入到扩口孔内，直至扩口孔内被放入目标数目的内焊块；
[0015]S23、向上移动垫板，使其覆盖上方扩口孔的口部，然后翻面，并对此时位于下方且带有多个内焊块的口部使用热熔胶进行临时密封，然后将垫板再次移动至下方扩口孔的口部，然后重复步骤S21和S22，使上下两个扩口孔内均完成多个内焊块的放置，同样对另一个口部临时密封。
[0016]可选的，所述热熔胶的热熔温度不高于100℃，热熔胶对扩口孔口部仅仅为临时性的密封，使内嵌十字杆在嵌入到中心嵌盘内之前限制内焊块的位置，在热处理时，由于其热熔温度不高，便于及时热熔，从而不易限制多个热熔后内焊块的下渗。
[0017]可选的，所述内嵌十字杆包括中心嵌盘以及固定连接在中心嵌盘左右两端的内延衬杆，所述中心嵌盘与两个内嵌边槽口部相互拼合形成的空间匹配，所述内延衬杆包括外矩形杆以及固定镶嵌在外矩形杆内部的内柱形杆，所述外矩形杆与内延矩形孔相互匹配，所述外矩形杆外端开凿有环形凹槽，所述外矩形杆中部开凿有上下贯穿的纵向通槽，在内焊块热熔后会沿着扩口孔口部嵌入到内延衬杆内，从而填补环形凹槽和纵向通槽，使固化后重组的内焊块与内延衬杆形成一体，进而使内嵌十字杆转化成“非”形的内衬龙骨，进而从中部限制两个大厚度工件，大幅度提高焊接后二者的连接强度以及连接稳定性。
[0018]可选的，所述内柱形杆端部延伸至外矩形杆外，且内柱形杆与柱形孔相互匹配，使内延衬杆进入到内延矩形孔内后，其端部能与柱形孔卡接，进而体高其在十字孔内的稳定性。
[0019]可选的，所述环形凹槽的横向跨度大于扩口孔口部的最大内径，所述纵向通槽与扩口孔同轴心设置，使热熔后固化的内焊块与内延衬杆之间连接面积相对较大，使二者连接稳定性更高，不易在固化后由于外界冲击力而断裂，进而有效保证激光焊接后两个大厚度工件之间的稳定性。
[0020]可选的，所述内焊块包括预熔层、固定镶嵌在预熔层中心处的内嵌升囊以及多个固定镶嵌在预熔层外端的识磁杆，且多个识磁杆呈阵列分布，所述内嵌升囊内部填充有氦气与空气按照等体积比混合的气体，在热处理时，预熔层热熔后，内嵌升囊逐渐膨胀，使其浮力增大，配合其自身的浮力，其逐渐上浮，并在上方体积继续增大，可对热熔的预熔层产生一定的挤压力，迫使其朝向下方内延衬杆内移动，同时，在挤压力作用下，使填补环形凹槽和纵向通槽处的热熔的预熔层内不易出现气泡，进而使固化后，内焊块与内延衬杆之间连接稳定性更高。
[0021]可选的，所述预熔层为熔点低于大厚度工件熔点的金属材料制成，且二者熔点温度差不小于30℃，有效保证热处理时，内嵌升囊热熔时，大厚度工件自身不易发生热熔形变，使热处理不易对其表面造成影响，所述内嵌升囊为耐高温弹性材料制成，且内嵌升囊的耐高温温度高于大厚度工件的热熔温度，使热处理时，内嵌升囊不易损坏，使其能实现上浮膨胀等一系列变化，所述识磁杆为铁质材料制成，使内焊块整体可受磁场的吸引控制。
[0022]相比于现有技术，本申请的优点在于：
[0023](1)通过在激光焊接之前，在两个大厚度工件内部放置内嵌十字杆，一方面有效减小两个工件待焊接端面的焊接厚度，从而有效避免出现难以焊透的情况发生，另一方面，内嵌十字杆位于现有技术中难以焊透的位置，在激光焊接后，通过对上下焊缝处进行热处理，多个内焊块逐渐热熔并朝向内嵌十字杆渗透，在固化后，使多个内焊块与内嵌十字杆形成一体，从而使内嵌十字杆由于“十”字形转变为“非”字形，进而在两个大厚度工件之间形成双向的内衬龙骨，相较于现有技术，有效弥补因中部难以焊透而造成的强度以及稳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、将大厚度工件待焊接的端面依次开凿内嵌边槽(41)以及内十字孔，然后对大厚度工件进行除油、除锈以及除毛刺处理；S2、将多个内焊块(5)依次放入到内十字孔内，并将内嵌十字杆嵌入两个大厚度工件相互靠近的端面内，并使内嵌十字杆完全被隐藏在两个大厚度工件内；S3、对两个大厚度工件相互接触的上下边缘依次进行激光焊接，使两个大厚度工件上下边缘处均形成焊缝；S4、先对上方外焊缝附近的位置进行外加热处理，使多个内焊块(5)逐渐热熔并下渗并逐渐浸入内嵌十字杆内，然后倒置翻面，对下焊缝附近进行同样的处理，进而使上下两侧的多个内焊块(5)均热熔并嵌入内嵌十字杆内，降温固化后，使内嵌十字杆的两端均形成十字结构，从而在两个大厚度工件内部形成“非”形内衬龙骨，大幅度提高两个大厚度工件之间的激光焊接强度。2.根据权利要求1所述的一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺，其特征在于，所述步骤S4中，上、下焊缝附近进行热处理的位置为内嵌十字杆侧端中部对应的位置。3.根据权利要求1所述的一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺，其特征在于，所述十字孔包括开凿在大厚度工件端面的内嵌边槽(41)、开凿在内嵌边槽(41)内壁中部的内延矩形孔(42)、开凿在内延矩形孔(42)内定端中部以及内底端中部的扩口孔(44)以及开凿在内延矩形孔(42)侧边内壁的柱形孔(43)，两个扩口孔(44)以及内延矩形孔(42)形成十字结构。4.根据权利要求3所述的一种内部自成龙骨的大厚度工件的激光焊接工艺，其特征在于，所述步骤S2中，将多个内焊块(5)依次放入到内十字孔内的具体步骤为：S21、首先向内延矩形孔(42)内插入垫板(6)并使垫板(6)端部盖过下方扩口孔(44)的口部，然后沿着垫板(6)依次向内延矩形孔(42)内推入内焊块(5)；S22、在大厚度工件上方外加磁场，使外加磁场对内焊块(5)产生向上的吸引力，当内焊块(5)被推挤至上方扩口孔(44)的口部时，被外加磁场吸附进入到扩口孔(44)内，直至扩口孔(44)内被放入目标数目的内焊块(5)；S23、向上移动垫板(6)，使其覆盖上方扩口孔(44)的口部...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄循轩，
申请(专利权)人：黄循轩，
类型：发明
国别省市：
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