抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法及装置，该方法包括将两个铝合金件定位，使两个铝合金件之间形成沿第一方向延伸的待焊接缝；通过高斯激光照射待焊接缝，以在待焊接缝处形成第一光斑，并使第一光斑相对两个铝合金件沿第一方向移动；通过平顶激光照射待焊接缝，以在待焊接缝处形成的第二光斑，并使第二光斑相对两个铝合金件沿第一方向移动，第二光斑与第一光斑沿第一方向依次分布；向第二光斑处的待焊接缝提供焊丝。本申请实施例的抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法及装置能够解决铝合金件之间的焊缝出现裂纹问题。置能够解决铝合金件之间的焊缝出现裂纹问题。置能够解决铝合金件之间的焊缝出现裂纹问题。

【技术实现步骤摘要】
抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法及装置


[0001]本申请涉及激光
，尤其涉及一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法及装置。

技术介绍

[0002]采用轻质化的铝合金代替传统钢铁材料制备高铝化车身降低车身自重，已成为汽车行业尤其是新能源汽车行业实现我国碳达峰、碳中和目标的重要举措之一。然而在焊接过程中，由于焊缝和热影响区的纳米级强化相因粗化失去析出强化作用，使得焊缝和热影响区发生明显软化。研究学者认为针对焊缝和热影响区软化问题，采用低热输入的焊接方法是一种低成本的解决方式，使得激光焊接工艺受到广泛关注。然而铝合金因具有较大的凝固温度区间和线膨胀系数，在激光焊接工艺的快冷速作用下，极易在激光焊缝中存在焊接热裂纹缺陷，大幅降低焊接接头的静动态力学性能。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法及装置，旨在解决现有技术中通过激光焊接铝合金件时，铝合金件的焊缝中容易出现焊接裂纹的问题。
[0004]本申请实施例提供一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法，所述方法包括：
[0005]将两个铝合金板定位，使两个铝合金板之间形成沿第一方向延伸的待焊接缝，所述铝合金板的材料包括6xxx铝合金、7xxx铝合金和2xxx铝合金中的至少一种，所述铝合金板的厚度大于或等于1mm，且小于或等于3mm；
[0006]通过高斯激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成第一光斑，并使所述第一光斑相对所述两个铝合金板沿所述第一方向移动，所述高斯激光的功率大于或等于1KW且小于或等于3KW，所述第一光斑沿所述第一方向的移动速度大于或等于1m/min，且小于或等于3m/min；
[0007]通过平顶激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成第二光斑，并使所述第二光斑与所述第一光斑同步移动，所述第二光斑与所述第一光斑沿所述第一方向依次分布，所述第二光斑与所述第一光斑在所述第一方向上的间距小于或等于3mm，所述平顶激光的功率大于或等于0.5KW，且小于或等于2KW；
[0008]向所述第二光斑处的所述待焊接缝提供焊丝，所述焊丝的直径大于或等于1mm，且小于或等于1.6mm，所述焊丝的送丝速度为大于或等于3m/min，且小于或等于6m/min；
[0009]向所述第一光斑所处的区域、所述第二光斑所处的区域及所述第一光斑和所述第二光斑之间的区域提供保护气体，所述保护气体的流量大于或等于10L/min，且小于或等于25L/min。
[0010]本申请实施例还提供一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法，所述方法包括：
[0011]将两个铝合金件定位，使所述两个铝合金件之间形成沿第一方向延伸的待焊接缝；
[0012]通过高斯激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成第一光斑，并使所述第一光斑相对所述两个铝合金件沿所述第一方向移动；
[0013]通过平顶激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成的第二光斑，并使所述第二光斑相对所述两个铝合金件沿所述第一方向移动，所述第二光斑与所述第一光斑沿所述第一方向依次分布；
[0014]向所述第二光斑处的所述待焊接缝提供焊丝。
[0015]在一些实施例中，所述第二光斑与所述第一光斑在所述第一方向上的间距小于或等于3mm。
[0016]在一些实施例中，所述第一光斑沿所述第一方向的移动速度大于或等于1m/min，且小于或等于3m/min。
[0017]在一些实施例中，所述第一光斑沿所述第一方向的移动速度与所述第二光斑沿所述第一方向的移动速度相同。
[0018]在一些实施例中，所述高斯激光的功率大于或等于1KW且小于或等于3KW；所述平顶激光的功率大于或等于0.5KW，且小于或等于2KW。
[0019]在一些实施例中，所述焊丝的直径大于或等于1mm，且小于或等于1.6mm；所述焊丝的送丝速度为大于或等于3m/min，且小于或等于6m/min。
[0020]本申请实施例还提供一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接装置，包括：
[0021]定位机构，用于支撑并定位两个铝合金件，所述两个铝合金件之间形成沿第一方向延伸的待焊接缝；
[0022]焊接机构，包括高斯激光器、平顶激光器及驱动组件，所述高斯激光器用于向所述两个铝合金件之间的待焊接缝发射高斯激光，以在所述待焊接缝处形成第一光斑，所述平顶激光器用于向所述两个铝合金件之间的待焊接缝发射平顶激光，以在所述待焊接缝处形成第二光斑，所述第二光斑和所述第一光斑沿所述第一方向依次分布，所述驱动组件与所述高斯激光器和所述平顶激光器连接，并用于驱动所述高斯激光器和所述平顶激光器相对所述两个铝合金件400沿所述第一方向移动；
[0023]送丝机构，用于向所述第二光斑处的所述待焊接缝提供焊丝。
[0024]在一些实施例中，所述第一光斑与所述第二光斑之间的距离小于或等于3mm。
[0025]在一些实施例中，所述驱动组件用于驱动所述高斯激光器和所述平顶激光器相对所述两个铝合金件400沿所述第一方向同步移动。
[0026]本申请实施例提供的抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法通过高斯激光在两个铝合金件之间的待焊接缝处形成第一光斑，通过平顶激光在待焊接缝处形成第二光斑，使第一光斑和第二光斑沿第一方向移动，并向第二光斑处提供待焊接缝提供焊丝。由此，能够通过高斯激光的第一光斑快速熔化待焊接缝处的基材，并同时通过平顶激光的第二光斑熔化焊丝，使焊丝填充待焊接缝，利用平顶激光的第二光斑能量分布均匀的特点，提高对焊丝的熔丝效率，并降低熔池温度梯度和凝固冷速，从而解决铝合金件之间的焊缝出现裂纹问题。
附图说明
[0027]下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案
及其它有益效果显而易见。
[0028]图1为本申请实施例提供的抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法的一个实施的流程图；
[0029]图2为本申请实施例提供的抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法的另一个实施的流程图；
[0030]图3为本申请实施例提供的抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接装置的一个实施例的结构示意图；
[0031]图4为本申请实施例提供的通过第一种激光焊接方式形成的焊缝表面及横截面宏观形貌图；
[0032]图5为本申请实施例提供的通过第二种激光焊接方式形成的焊缝表面及横截面宏观形貌图；
[0033]图6为本申请实施例提供的通过第三种激光焊接方式形成的焊缝表面及横截面宏观形貌图；
[0034]图7为本申请实施例提供的通过第四种激光焊接方式形成的焊缝表面及横截面宏观形貌图。
[0035]激光焊接装置300；定位机构310；焊接机构320；高斯激光器321；高斯激光3211；平顶激光器322；平顶激光3221；送丝机构330；焊丝331；第一方向X；铝合金件400。
具体实施方式
[0036]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法，其特征在于，所述方法包括：将两个铝合金板定位，使两个铝合金板之间形成沿第一方向延伸的待焊接缝，所述铝合金板的材料包括6xxx铝合金、7xxx铝合金和2xxx铝合金中的至少一种，所述铝合金板的厚度大于或等于1mm，且小于或等于3mm；通过高斯激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成第一光斑，并使所述第一光斑相对所述两个铝合金板沿所述第一方向移动，所述高斯激光的功率大于或等于1KW且小于或等于3KW，所述第一光斑沿所述第一方向的移动速度大于或等于1m/min，且小于或等于3m/min；通过平顶激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成第二光斑，并使所述第二光斑与所述第一光斑同步移动，所述第二光斑与所述第一光斑沿所述第一方向依次分布，所述第二光斑与所述第一光斑在所述第一方向上的间距小于或等于3mm，所述平顶激光的功率大于或等于0.5KW，且小于或等于2KW；向所述第二光斑处的所述待焊接缝提供焊丝，所述焊丝的直径大于或等于1mm，且小于或等于1.6mm，所述焊丝的送丝速度为大于或等于3m/min，且小于或等于6m/min；向所述第一光斑所处的区域、所述第二光斑所处的区域及所述第一光斑和所述第二光斑之间的区域提供保护气体，所述保护气体的流量大于或等于10L/min，且小于或等于25L/min。2.一种抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法，其特征在于，所述方法包括：将两个铝合金件定位，使所述两个铝合金件之间形成沿第一方向延伸的待焊接缝；通过高斯激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成第一光斑，并使所述第一光斑相对所述两个铝合金件沿所述第一方向移动；通过平顶激光照射所述待焊接缝，以在所述待焊接缝处形成的第二光斑，并使所述第二光斑相对所述两个铝合金件沿所述第一方向移动，所述第二光斑与所述第一光斑沿所述第一方向依次分布；向所述第二光斑处的所述待焊接缝提供焊丝。3.如权利要求2所述的抑制铝合金焊接裂纹的激光焊接方法，其特征在于，所述第二光斑与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李响，王晓南，张郑辉，陈夏明，方雷，孙茜，刘志强，环鹏程，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：