System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法技术_技高网

一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法技术

技术编号:40152511 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-26 23:15
本发明专利技术涉及一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其方法包括:待焊接铜板的角部对接后,用激光焊接设备在同轴吹气保护下沿焊接轨迹激光焊接,在角部形成角焊缝,激光焊接设备采用总功率>6000W的多模红外激光器,焊接时焊接头与竖直平面的倾斜角≥5°,焊接速度为30~40mm/s,离焦量为+3mm~+6mm,用高功率多模红外激光倾斜焊接减少红外光反射,避免破坏光学配置,配合适宜的焊接速度和离焦量,有较大的功率密度和均匀的能量分布,使有效熔深能够大于1.5mm,且可以兼顾金属熔池的稳定性,焊缝外观无明显飞溅及爆孔,效率高、较蓝光、绿光或者红外复合激光器可显著降低设备成本,有利于大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有色金属焊接,具体涉及一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法


技术介绍

1、随着越来越多轻量化装备对材料的新需求日益增加,传统铁基材料已无法满足,而铜因具有良好的导电、导热、耐腐蚀及韧性等特点,被广泛用于各行各业,铜的焊接需求也随之增加。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源,通过控制激光脉冲的参数使工件熔化、形成熔池的方法,与其他焊接方法相比具有热影响区范围小、降低焊接时间甚至省掉填料金属、不受磁场干扰可精准焊接等优势,且由于有色金属的激光焊接多采用短波长激光器,因此铜作为有色金属中典型的高反材料,其角焊缝激光焊接方法包括基于蓝光激光器、绿光激光器或者红外复合激光器的焊接方法,因铜对于蓝光的吸收率较高,又以蓝光激光器为主要方式,其主要缺陷在于:

2、市面上主流的蓝光激光器最大功率均不超过4000w,蓝光的功率密度较低,有效熔深难以超过1mm,焊接强度不能满足需求,效率低,且蓝光、绿光或者红外复合高功率激光器的设备成本相比于红外激光器而言高出10多倍,在实际生产中很难大规模普及,仅多应用于实验室中进行小批量焊接。

3、现有基于红外激光器的激光焊接方法,一般采用单模光纤激光器:一方面,铜对于红外光的反射率较大,且角接相对于对接而言,激光入射难度较大,常规入射角度无法焊接,导致有效熔深较低,难以超过1mm,因反射较多红外光易导致光学配置的破环;另一方面,单模光纤激光器的输出激光能量强度分布过于集中,易导致铜角焊缝的外观成型较差,主要表现为焊接过程熔融金属飞溅大、爆孔率高的等致命缺点。

<p>4、因此,开发基于红外激光器的大有效熔深、高焊缝质量的铜板角焊缝激光焊接方法,对降低铜焊件的焊接成本、满足焊接需求具有重要意义。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一,本专利技术提供一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,能够使铜角焊缝的有效熔深大于1.5mm,且焊缝外观无明显飞溅及爆孔,效率高、成本低,有利于大批量生产。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:

3、一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其方法包括:

4、待焊接铜板的角部对接后,用激光焊接设备在气保护下沿焊接轨迹激光焊接,在角部形成角焊缝,所述激光焊接设备采用总功率>6000w的多模红外激光器,较单模光纤激光器具有能量分布平均、高功率稳定性的优点进而提高有效熔深,焊接时焊接头与竖直平面的倾斜角≥5°,防止铜反射较多红光,提高吸收能量进而提高有效熔深,避免因焊接过程中熔池的不稳定性而出现爆孔,保护多模红外激光器中的光学器件,焊接速度为30~40mm/s,可以减小角焊缝飞溅以及保证焊接过程的稳定性,避免焊接速度过快、能量较低导致有效熔深不足,避免焊接速度过慢导致飞溅和变形,离焦量为+3mm~+6mm,可以通过减小激光束焦点尺寸增大功率密度,提高角焊缝有效熔深。

5、进一步的,待焊接铜板的角部对接时采用夹持装置夹紧待焊接铜板,以便提高装配精度和效率。

6、进一步的,所述激光焊接设备采用制冷功率≥7200w的冷水机为多模红外激光器和焊接头降温,可以对高功率的多模红外激光器进行过温保护,以保持焊接稳定性。

7、进一步的,所述焊接头的光学配置准直焦距为90mm,聚焦焦距为180mm,以便进一步控制离焦量和功率密度,避免离焦量过大、功率密度较低而降低有效熔深,避免离焦量过小、功率密度过大而破坏铜板表面降低表面质量。

8、进一步的,所述多模红外激光器的总功率为6600w,焊接时焊接功率为75%~98%,避免焊接功率过低降低有效熔深和焊接速度,避免焊接功率过高,熔池沸腾过于激烈,影响角焊缝外观。

9、进一步的,焊接时焊接头与竖直平面的倾斜角≤10°,可以进一步避免因角度过大导致空气卷入角焊缝导致飞溅。

10、进一步的,所述焊接轨迹为沿角部的交界处向焊接头的倾斜侧偏移1-3mm,以便获得更大的熔深。

11、进一步的,所述激光焊接设备采用与焊接头同轴吹干燥的压缩空气进行气保护,较不吹气或旁轴侧吹气可以有效保护角焊缝熔池减少氧化,减小焊接过程中产生的飞溅和气孔,促使焊缝熔池凝固时均匀铺展。

12、进一步的,所述气保护流量>20l/min,进一步提高角焊缝质量。

13、进一步的,当所述多模红外激光器用同一焊接参数连续焊接并出现激光亮度减弱时,要更换多模红外激光器的保护镜片,避免影响激光器出光功率的稳定性。

14、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:

15、(1)本专利技术采用多模红外激光器的高功率激光器,较现有蓝光、绿光或者红外复合激光器的设备成本显著降低,解决了现有因设备成本高难以普及的问题,效率高,有利于大批量生产。

16、(2)本专利技术采用倾斜角≥5°激光焊接,较现有基于红外激光器的焊接方法,一方面,可以通过倾斜后减少铜材的反射,避免破坏光学配置,配合多模红外激光器,具有较大的功率密度和均匀的能量分布,进而提高角焊缝有效熔深,有效熔深能够大于1.5mm,解决了现有激光焊接方法熔深难以超过1mm的痛点;另一方面,减小反射后配合适宜的焊接速度和离焦量,可以兼顾金属熔池的稳定性,使焊缝外观无明显飞溅和暴孔,解决了现有因单模光纤激光器和红外光反射导致的形貌缺点。

17、(3)本专利技术采用适宜的光学配置、冷水机降温保护、同轴气保护和保护镜片更换制度,进一步有利于金属熔池的稳定,减少暴孔和飞溅,提高焊缝质量。

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【技术保护点】

1.一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,其方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,待焊接铜板的角部对接时采用夹持装置夹紧待焊接铜板。

3.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述激光焊接设备采用制冷功率≥7200W的冷水机为多模红外激光器和焊接头降温。

4.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述焊接头的光学配置准直焦距为90mm,聚焦焦距为180mm。

5.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述多模红外激光器的总功率为6600W,焊接时焊接功率为75%~98%。

6.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,焊接时焊接头与竖直平面的倾斜角≤10°。

7.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述焊接轨迹为沿角部的交界处向焊接头的倾斜侧偏移1-3mm。

8.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述激光焊接设备采用与焊接头同轴吹干燥的压缩空气进行气保护。

9.根据权利要求8所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述气保护流量>20L/min。

10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,当所述多模红外激光器用同一焊接参数连续焊接并出现激光亮度减弱时,要更换多模红外激光器的保护镜片。

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【技术特征摘要】

1.一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,其方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,待焊接铜板的角部对接时采用夹持装置夹紧待焊接铜板。

3.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述激光焊接设备采用制冷功率≥7200w的冷水机为多模红外激光器和焊接头降温。

4.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述焊接头的光学配置准直焦距为90mm,聚焦焦距为180mm。

5.根据权利要求1所述的一种大有效熔深铜板角焊缝激光焊接方法,其特征在于,所述多模红外激光器的总功率为6600w,焊接时焊接功率为75%~98%。

6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:周小猛姚新宇刘文
申请(专利权)人:苏州思萃熔接技术研究所有限公司
类型:发明
国别省市:

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