锆基块体非晶合金激光焊接方法及焊接结构技术

一种激光焊接方法，其包括如下步骤：提供一基材及一焊接件，基材及焊接件均由锆基块体非晶合金制成，基材包括一焊接部，焊接部的厚度为０．４６毫米至１．６６毫米；采用脉冲激光将焊接件的焊接部在冷却保护气体的条件下焊接于基材上，其中脉冲激光峰值功率至少为３．５千瓦，焊接速率大于２毫米／秒。上述锆基块体非晶合金的激光焊接方法使得焊接结构的焊接区域仍然保持非晶态，且焊接强度较大。本发明专利技术还提供一种采用该激光焊接方法的焊接结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锆基块体非晶合金的激光焊接方法采用该激光焊接方法的焊接结构。
技术介绍
块体非晶合金以其高的强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、优良的软磁性和超导特性等 特点，在电子、机械、化工等行业得到了广泛应用。锆基块体非晶合金是块体非晶合金中应 用较广泛的一种。由于锆基块体非晶合金具有良好的玻璃成型能力和较宽的过冷液相区， 因此能够利用简易设备制备出质量很好的块体非晶合金。由于锆基块体非晶合金材料具有 较高的强度，目前高尔夫球杆和航天用太阳风收集器等产品已经采用由锆基块体非晶合材 料制成的相关关键部件。制造结构比较复杂的锆基非晶合金产品时，通常需要先制造出各个零部件，然后 再将各个零部件焊接起来。目前，锆基块体非晶合金一般采用电子束焊接、摩擦焊接及激光 焊接。然而，采用一般激光焊接方法时，焊接区域容易被晶化，从而丧失非晶合金独特的性 能。另外，锆基块体非晶合金焊接件的厚度一般在2毫米至100毫米之间，其焊接部的厚度 与本体的厚度相同，焊接件焊接于基材后的推拉载荷远小于20kg，难以满足锆基非晶合金 产品在使用时的焊接强度要求。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要提供一种使锆基块体非晶合金焊接后保持非晶态且焊接强 度高的激光焊接方法及采用该激光焊接方法的焊接结构。一种激光焊接方法，其包括如下步骤提供基材及焊接件，该基材及该焊接件均由 锆基块体非晶合金制成，该基材包括焊接部，该焊接部的厚度为0. 46毫米至1. 66毫米；采 用脉冲激光将该焊接件的焊接部在冷却保护气体的条件下焊接于该基材上，其中脉冲激光 峰值功率至少为3. 5千瓦，焊接速率大于2毫米/秒。一种焊接结构，包括基材及采用脉冲激光焊接于该基材上的焊接件，该基材及该 焊接件均由锆基块体非晶材料制成，该焊接件包括一个焊接部，该焊接部的厚度为0. 46毫 米至1. 66毫米，该焊接部与该基材的焊接区域保持非晶态。上述激光焊接方法采用脉冲激光，其每个脉冲之间留有短暂间隔时间，利于焊接 区域散热冷却；并且采用激光峰值功率至少为3. 5千瓦，以大于2毫米/秒的焊接速率进行 焊接时，焊接区域的热影响区的缓冷阶段温度小于非晶合金玻态转变温度，使焊接区域仍 然保持非晶态。另外，焊接件的焊接部厚度为0. 46毫米至1. 66毫米范围时，使焊接区域的 熔深较大，从而使焊接结构的推拉载荷大于20kg，满足焊接强度要求。附图说明图1是本专利技术实施方式的焊接结构的立体示意图。图2为本专利技术的激光焊接方法实施例五中焊接结构的焊接区域的图片。图3为本专利技术的激光焊接方法实施例五中焊接结构的焊接区域的X射线衍射图 片。图4为本专利技术的激光焊接方法实施例六中焊接结构的焊接区域的图片。图5为本专利技术的激光焊接方法实施例六中焊接结构的焊接区域的X射线衍射图 片。图6为本专利技术的激光焊接方法实施例七中焊接结构的焊接区域的图片。图7为本专利技术的激光焊接方法实施例七中焊接结构的焊接区域的X射线衍射图 片。图8为本专利技术的激光焊接方法实施例八中焊接结构的焊接区域的图片。图9为本专利技术的激光焊接方法实施例八中焊接结构的焊接区域的X射线衍射图 片。图10为本专利技术的激光焊接方法中焊接件的焊接部的厚度与推拉载荷测试关系 图。具体实施例方式下面将结合附图及实施方式对本专利技术的锆基块体非晶合金的激光焊接方法及采 用该激光焊接方法的焊接结构作进一步的详细说明。请参阅图1，本专利技术实施方式的焊接结构100包括焊接件10及基材20。焊接件 10包括本体11及设于本体11 一端的焊接部13。焊接件10的焊接部13的厚度小于本体 11的厚度。具体在本实施方式中，焊接部13的厚度为0. 46毫米至1. 66毫米，且其焊接强 度随焊接部的厚度增大而先增大后减小。焊接部13与基材20的一段采用脉冲激光焊接 起来。焊接部13与基材20之间存在一焊接区域15。焊接区域15在焊接后仍然保持非晶 态。焊接件10及基材20的材质为锆-铜-铝-镍系合金、锆_铜-铝-镍-钛系合金、 锆-铜-铝-镍-铌系合金、锆_铜-镍-钛-铍系合金、锆_铜-铝-镍-铍系合金及 锆-铜-铝-钛-铍系合金等锆基块体非晶合金。本专利技术实施方式的锆基块体非晶合金的激光焊接方法包括如下步骤提供一焊接 件10及一基材20，焊接件10及基材20均由锆基块体非晶合金制成，焊接件10包括一焊接 部13，焊接部13的厚度为0. 46毫米至1. 66毫米；采用脉冲激光将焊接件10的焊接部13 在冷却保护气体的条件下焊接于基材20上，其中脉冲激光峰值功率至少为3. 5千瓦，焊接 速率为2毫米/秒以上。冷却保护气体为焊接工艺中常用的氩气、氦气及氮气等冷却气体。下面是本专利技术的锆基块体非晶合金的激光焊接方法的具体实施例。实施例一焊接件10及基材20的材质均为锆_铜-镍-铌-铝系合金，其中焊接件10的焊 接部13的厚度为0. 46毫米；采用激光峰值功率为3. 5千瓦的激光以3. 5毫米/秒的焊接 速率，将焊接件10的焊接部13焊接于基材20的一端。焊接后，焊接区域15仍然保持非晶 态，焊接强度较高。对焊接结构100进行推拉实验测试，其最大推拉载荷为25. 15千克。实施例二焊接件10及基材20的材质均为锆_铜-镍-铌-铝系合金，其中焊接件10的焊接部13的厚度为0. 86毫米；采用激光峰值功率为3. 5千瓦的激光以3. 5毫米/秒的焊接 速率，将焊接件10的焊接部13焊接于基材20的一端。焊接后，焊接区域15仍然保持非晶 态，焊接强度较高。对焊接结构100进行推拉实验测试，其最大推拉载荷为31. 53千克。实施例三焊接件10及基材20的材质均为锆_铜-镍-铌-铝系合金，其中焊接件10的焊 接部13的厚度为1. 26毫米；采用激光峰值功率为3. 5千瓦的激光以3. 5毫米/秒的焊接 速率，将焊接件10的焊接部13焊接于基材20的一端。焊接后，焊接区域15仍然保持非晶 态，焊接强度较高。对焊接结构100进行推拉实验测试，其最大推拉载荷为75. 22千克。实施例四焊接件10及基材20的材质均为锆_铜-镍-铌-铝系合金，其中焊接件10的焊 接部13的厚度为1. 66毫米；采用激光峰值功率为3. 5千瓦的激光以3. 5毫米/秒的焊接 速率，将焊接件10的焊接部13焊接于基材20的一端。焊接后，焊接区域15仍然保持非晶 态，焊接强度较高。对焊接结构100进行推拉实验测试，其最大推拉载荷为20. 77千克。实施例五 焊接件10及基材20的材质均为锆_铜-镍-铌-铝系合金，其中焊接件10的焊 接部13的厚度为0. 86毫米；采用激光峰值功率为3千瓦的激光以2毫米/秒的焊接速率， 将焊接件10的焊接部13焊接于基材20的一端。请参阅图2，焊接区域15均勻性不好，且 表面局部有氧化迹象。请参阅图3，对焊接区域15进行X射线衍射测试，图中横轴为衍射角 度，纵轴为衍射波的强度。从图3可知焊接区域15的衍射图样存在两个衍射峰，因此说明 焊接区域15部分被晶化。实施例六焊接件10及基材20的材质均为锆_铜-镍-铌-铝系合金，其中焊接件10的焊 接部13的厚度为0. 86毫米；采用激光峰值功率为3. 5千瓦的激光以3. 5毫米/秒的焊接 速率，将焊接件10的焊接部13焊接于基材20的一端。请参阅图4，焊接区域15均勻性较 好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锆基块体非晶合金的激光焊接方法，其包括如下步骤：提供基材及焊接件，该基材及该焊接件均由锆基块体非晶合金制成，该焊接件包括焊接部，该焊接部的厚度为０．４６毫米至１．６６毫米；采用脉冲激光将该焊接件的焊接部在冷却保护气体的条件下焊接于该基材上，其中脉冲激光峰值功率至少为３．５千瓦，焊接速率大于２毫米／秒。

【技术特征摘要】
一种锆基块体非晶合金的激光焊接方法，其包括如下步骤提供基材及焊接件，该基材及该焊接件均由锆基块体非晶合金制成，该焊接件包括焊接部，该焊接部的厚度为0.46毫米至1.66毫米；采用脉冲激光将该焊接件的焊接部在冷却保护气体的条件下焊接于该基材上，其中脉冲激光峰值功率至少为3.5千瓦，焊接速率大于2毫米/秒。2.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于该锆基块体非晶合金选自 锆-铜-铝-镍系合金、锆-铜-铝-镍-钛系合金、锆-铜-铝-镍-铌系合金、 锆-铜-镍-钛-铍系合金、锆-铜-铝-镍-铍系合金及锆-铜-铝-钛-铍系合金中 的一种。3.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于该焊接速率为3.5毫米/秒至9. 5毫米/秒。4.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于该焊接部的厚度为0.86毫米至 1. 26毫米。5.如权利要求1所述的激光焊接方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙京先，袁晓波，李昊度，李始宪，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]