一种结合激光和搅拌摩擦焊的复合焊接方法技术

技术编号:8521730 阅读:229 留言:0更新日期:2013-04-03 23:46
发明专利技术公开了一种可实现不锈钢焊接速度快,焊接质量高的复合焊接方法,该焊接方法将激光和搅拌摩擦焊这种复合焊接技术应用于材质较硬地焊接板如不锈钢的高效连接,解决了硬材质焊接板的搅拌摩擦焊高效连接的难题。该方法主要包括:在待焊不锈钢板上,所述不锈钢板厚度在20-50mm之间,第一激光束布置在不锈钢板背面,第二激光束、摩擦搅拌头布置在不锈钢板正面,沿着与焊接方向相反的方向依次布置第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头、第二激光束;其中第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头分别位于所述不锈钢板的不同侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光加工制造领域,具体涉及。
技术介绍
由于搅拌摩擦焊是利用高速旋转的搅拌头和轴肩与金属出于塑性状态,随着搅拌头前进,金属向搅拌头后方移动而形成致密焊缝的一种固相焊方法,所以其适合于材质较软的金属的焊接,其被应用于有色金属如Al、Cu的焊接已经获得成功,但同时搅拌摩擦焊接材质较硬的金属如不锈钢时仍然存在着弊端。由于不锈钢硬度较高,因此,其焊接速度慢,效率低,成为制约不锈钢的搅拌摩擦焊的广泛应用的桎梏;另外基于搅拌摩擦焊本身的特点,被焊零件的末端留有“匙孔”,所以必要时,焊接工艺上需要添加“引焊板或出焊板”,这对焊接设备的装卡方面又是一种资源的浪费,此外还有研究专利技术设计专用搅拌头或者采用嵌入式搅拌摩擦焊的方法来减少此类问题的发生几率,中国公开专利CN102120287A中公开了一种异种金属嵌入式搅拌摩擦缝焊方法,具体公开了在较硬的第二母材上加工一个或多个燕尾槽,然后按搭接形式组装,要求将铝板置于较硬第二母材燕尾槽的上侧;使用无针搅拌头并倾斜安装;启动搅拌头旋转并使之与铝板上表面接触限制搅拌头的压入深度约为O.1mm 2mm之间,无需穿透焊接界面;经在起始端摩擦预热数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊和搅拌摩擦焊的复合焊接方法,其包括:在待焊接板的正面布置第一摩擦搅拌头,在待焊接板的背面布置第一激光束;焊接时,首先由第一激光束对待焊接板上待焊接部位进行照射软化,然后由第一摩擦搅拌头进行搅拌摩擦焊接。

【技术特征摘要】
1.一种激光焊和搅拌摩擦焊的复合焊接方法,其包括在待焊接板的正面布置第一摩擦搅拌头,在待焊接板的背面布置第一激光束;焊接时,首先由第一激光束对待焊接板上待焊接部位进行照射软化,然后由第一摩擦搅拌头进行搅拌摩擦焊接。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述待焊接板的背面还布置有第二摩擦搅拌头,所述待焊接板的正面布置有第二激光束;所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头和第二激光束沿与焊接方向相反的方向依次布置;所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在待焊接板表面上的作用点在水平方向上相隔一定距离;在焊接时,所述第一激光束将待焊接部位软化,所述第一摩擦搅拌头和第二摩擦搅拌头在待焊接板的正反两面同时进行摩擦焊接,待焊接完成后第二激光束对所述焊接缝进行重溶。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述待焊接板为不锈钢板,且其厚度小于或等于50mm。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一激光束和第二激光束均来源于C02激光器,所述第一激光束的中心线同待焊接板表面的垂直方向的夹角为α,其中, 15° < α < 30°,所述第一激光束的激光功率为Ρ1,其中1200w ^ Pl ^ 2000 ,第一激光束照射在待焊接板上的激光光斑的直径尺寸为3-5mm ;所述第二激光束的中心线垂直与不锈钢板上表面,所述第二激光束的激光功率为P2,其中3000w ^P2 ^ 6000w。5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头的中心线同待焊接板上表面的垂直方向的夹角均为Θ,其中O. 5° < Θ彡2°。6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头、第二激光束的焊接速度相同,均为1. 5-3m/min,所述第一激光束在待焊接板表面上的作用点与第一摩擦搅拌头在待焊接板表面上的作用点的水平距离为4-5cm,所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在待焊接板表面上的作用点水平距离为3-6cm,所述第二激光束在待焊接板表面上的作用点与第二摩擦搅拌头在待焊接板表面上的作用点水平距离为 12_18cm。7.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述不锈钢板的厚度为30mm;所述第一激光束的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角为α =15°,所述第一激光束的激光功率为Pl = 1200 ,激光束照射在不锈钢板上的激光光斑...

【专利技术属性】
技术研发人员:林学春赵伟芳侯玮于海娟李晋闽
申请(专利权)人:中国科学院半导体研究所
类型:发明
国别省市:

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