7系铝合金的激光焊接方法、激光焊接设备及存储介质技术

本申请公开了一种7系铝合金的激光焊接方法、激光焊接设备及存储介质。7系铝合金的激光焊接方法包括步骤：将需要焊接的7系铝合金叠放或搭接在一起，采用硅作为焊接的填充材料；采用激光焊接将7系铝合金进行焊接。本申请的7系铝合金的激光焊接方法在对铝合金进行激光焊接时填充了硅，在激光焊接过程中，焊接材料经历了剧烈的加热和冷却的过程，在此过程中材料经历重熔、硅含量的重新分配、内部应力状态的急剧变化。在焊缝的焊核区，硅、铝材料首先被加热融化，然后急剧冷却，由于急剧冷却的作用控制了硅和铝基体的长大，形成了大量的等轴晶粒，且该区的晶粒尺寸远小于母材区，因此不会形成裂纹。且焊缝外观平滑，焊缝的强度较高。焊缝的强度较高。焊缝的强度较高。

【技术实现步骤摘要】
7系铝合金的激光焊接方法、激光焊接设备及存储介质


[0001]本申请涉及7系铝合金激光焊接
，尤其涉及一种7系铝合金的激光焊接方法、激光焊接设备及存储介质。

技术介绍

[0002]7系铝合金是以Zn为主要强化元素的铝合金，主要包含Al
‑
Zn
‑
Mg系和Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu系两类合金。其中Al
‑
Zn
‑
Mg
‑
Cu系合金由于加入了Cu元素，因此强度和抗应力腐蚀性能相较于Al
‑
Zn
‑
Mg系合金得到较大的提升。
[0003]7系铝合金热裂纹敏感性大，热裂纹是7系铝合金激光焊接时最常见、最严重的缺陷之一。同时，热裂纹降低了焊缝的强度，影响了整个铝合金焊接结构的强度。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种能减小7系铝合金激光焊接后产生的裂纹、提升焊接强度的7系铝合金的激光焊接方法、激光焊接设备及存储介质。
[0005]为实现上述目的，提供以下技术方案：
[0006]一种7系铝合金的激光焊接方法，包括：
[0007]将需要焊接的7系铝合金叠放或搭接在一起，采用硅作为焊接的填充材料；
[0008]采用激光焊接将7系铝合金进行焊接。
[0009]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，所述将需要焊接的7系铝合金叠放或搭接在一起，采用硅作为焊接的填充材料的步骤具体包括：
[0010]将两块7系铝合金板叠放，将硅片置于两块7系铝合金板之间，或置于两块7系铝合金板的上方。
[0011]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，上层7系铝合金板的厚度为0.1
‑
0.5mm，下层7系铝合金板的厚度为0.8
‑
1.3mm，硅片的厚度为0.1
‑
0.3mm。
[0012]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，上层7系铝合金板的厚度为0.3mm，下层7系铝合金板的厚度为1mm，硅片的厚度为0.2mm。
[0013]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，激光焊接的激光器为纳秒激光器，焊接速度为110
‑
130mm/s，激光器功率为95
‑
105W，激光器频率为3300
‑
3700KHz。
[0014]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，激光焊接的激光器为纳秒激光器，焊接速度为120mm/s，激光器功率为100W，激光器频率为3500KHz。
[0015]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，激光焊接的轨迹为弓形线或圆环形线。
[0016]作为上述7系铝合金的激光焊接方法的可选方案，激光焊接的轨迹为弓形线，弓形线的间距为0.065mm。
[0017]一种激光焊接设备，包括：
[0018]一个或多个处理器；
[0019]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0020]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的7系铝合金的激光焊接方法。
[0021]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的7系铝合金的激光焊接方法。
[0022]本申请实施例的有益效果为：在焊接铝合金时填充了硅，在激光焊接过程中，焊接材料经历了剧烈的加热和冷却的过程，在此过程中材料经历重熔、硅含量的重新分配、内部应力状态的急剧变化。在焊缝的焊核区，硅、铝材料首先被加热融化，然后急剧冷却，由于急剧冷却的作用控制了硅和铝基体的长大，形成了大量的等轴晶粒，且该区的晶粒尺寸远小于母材区，因此不会形成裂纹。同时，硅元素在铝合金焊接的过程中可增强熔池的流动性，减少焊接裂纹。填充硅后焊缝的熔合线更平滑稳定，焊缝外观平滑，接触面积更大，焊缝的拉力与未填充硅片相比提高了一倍。
附图说明
[0023]图1为本申请一实施例中7系铝合金的激光焊接方法的流程框图；
[0024]图2为现有技术中焊缝横截面的示意图；
[0025]图3为本申请实施例中焊缝横截面的示意图；
[0026]图4为现有技术中焊缝横截面的金相图；
[0027]图5为本申请实施例中焊缝横截面的金相图；
[0028]图6为现有技术中焊缝纵截面的金相图；
[0029]图7为本申请实施例中焊缝纵截面的金相图；
[0030]图8为本申请实施例中三种激光焊接轨迹的示意图。
[0031]图中：
[0032]1′
、1
‑
铝合金板；2
‑
硅片。
具体实施方式
[0033]以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]本实施例公开了一种7系铝合金的激光焊接方法。图1为本申请一实施例中7系铝合金的激光焊接方法的流程框图。如图1所示，本申请实施例的7系铝合金的激光焊接方法包括：
[0035]S100、将需要焊接的7系铝合金叠放或搭接在一起，采用硅作为焊接的填充材料；
[0036]S200、采用激光焊接将7系铝合金进行焊接。
[0037]如
技术介绍
中所述，7系铝合金焊接时产生的裂纹等缺陷一直都是业内无法解决的难题。本申请实施例中，采用硅作为7系铝合金焊接的填充材料，可以避免7系铝合金激光焊接产生的缺陷。具体的，填充了硅后，在激光焊接过程中，焊接材料经历了剧烈的加热和冷却的过程，在此过程中材料经历重熔、硅含量的重新分配、内部应力状态的急剧变化。在焊缝的焊核区，硅、铝材料首先被加热融化，然后急剧冷却，由于急剧冷却的作用控制了硅
和铝基体的长大，形成了大量的等轴晶粒，且该区的晶粒尺寸远小于母材区，因此不会形成裂纹。同时，硅元素在铝合金焊接的过程中可增强熔池的流动性，减少焊接裂纹。填充硅后焊缝的熔合线更平滑稳定，焊缝外观平滑，接触面积更大，焊缝的拉力与未填充硅片相比提高了一倍。
[0038]焊接的铝合金的形状和数量不限。一般的应用场景中，焊接的铝合金的形状为铝合金板材。本申请一具体实施例中，将两块7系铝合金板焊接。如图3中所示，焊接前，将两块7系铝合金板1叠放，将硅片2置于两块7系铝合金板1之间，或置于两块7系铝合金板1的上方。图3中是将硅片2放置于两块7系铝合金板1之间。将板材叠放好后则进行激光焊接。在其它实施例中，焊接的铝合金也可以是其它形状，或者其它数量，例如将三块或四块铝合金焊接。也可以是将铝合金搭接在一起焊，而不是叠放在一起焊。
[0039]本申请实施例中，由于采用了硅片做填充，硅元素在铝合金焊接的过程中，可增强熔池的流动性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种7系铝合金的激光焊接方法，其特征在于，包括：将需要焊接的7系铝合金叠放或搭接在一起，采用硅作为焊接的填充材料；采用激光焊接将7系铝合金进行焊接。2.根据权利要求1所述的7系铝合金的激光焊接方法，其特征在于，所述将需要焊接的7系铝合金叠放或搭接在一起，采用硅作为焊接的填充材料的步骤具体包括：将两块7系铝合金板叠放，将硅片置于两块7系铝合金板之间，或置于两块7系铝合金板的上方。3.根据权利要求2所述的7系铝合金的激光焊接方法，其特征在于，上层7系铝合金板的厚度为0.1
‑
0.5mm，下层7系铝合金板的厚度为0.8
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1.3mm，硅片的厚度为0.1
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0.3mm。4.根据权利要求2所述的7系铝合金的激光焊接方法，其特征在于，上层7系铝合金板的厚度为0.3mm，下层7系铝合金板的厚度为1mm，硅片的厚度为0.2mm。5.根据权利要求1所述的7系铝合金的激光焊接方法，其特征在于，激光焊接的激光器为纳秒激光器，焊接速度为110
‑
130mm/s...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫晓东，谭亚新，余梦寅，孙玉睿，严文华，夏丰滨，李开明，李剑锋，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：