一種鋁合金激光-tig復合填絲焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法。包括焊接前鋁合金開V型坡口，而后將V型坡口鋁合金無間隙對接，焊絲直徑為1.0～1.4mm；及焊接時激光、TIG焊槍和送絲嘴同時提升，控制第1層和第2層焊接工藝參數相同，控制第3層至最后一層焊接工藝參數相同，進行5～7層填絲焊接，最終實現鋁合金的激光-TIG復合填絲焊接成形。本發(fā)明通過多層填絲有效降低了激光功率和TIG電流，可以最大程度保證鋁合金焊接過程獲得小熱影響區(qū)焊接接頭，有效避免出現焊接缺陷；通過精確控制層間溫度和層間提升高度，有效控制鋁合金在多層焊接過程中氧化層區(qū)域范圍，實現4～6mm厚度鋁合金的多層復合填絲穩(wěn)定的焊接。
【專利說明】一種鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路產業(yè)用鋁合金的焊接成形【技術領域】，涉及一種鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法。適用于中厚板鋁合金材料，復合填絲多層焊接成形。

【背景技術】
[0002]近年來隨著集成電路裝備制造業(yè)的飛速發(fā)展，IC裝備及其它半導體裝備中眾多大型中厚鋁合金零部件的作用和地位日益凸顯，其高效、節(jié)能、近無缺陷的焊接成形技術已成為中厚鋁合金零部件制造的關鍵技術之一，特別是鋁合金焊接結構的熱影響區(qū)范圍以及缺陷出現概率直接關系鋁合金零部件的穩(wěn)定性和可靠性。
[0003]目前中厚鋁合金采用的先進焊接方法主要以激光-TIG復合填絲焊接為主:
[0004](I)王波，冉國偉，薛國玉，高強鋁合金激光輔助TIG電弧復合焊接工藝及接頭性能[J]，焊接技術，2012年41卷第7期22-26頁，公開了一種高強鋁合金激光輔助TIG電弧復合填絲焊接方法，采用500W激光和350A TIG電流，實現了 6mm鋁合金的焊接，但該方法使用的激光功率和TIG電流較大，在焊縫處會產生較大的熱影響區(qū)，易導致缺陷生成。
[0005](2)冉國偉，宋永倫，聞思博，林江波，2219鋁合金復合熱源焊接工藝及接頭性能[J]，焊接學報，2011年32卷第9期25-29頁，公開了一種2219鋁合金激光-TIG復合熱源填絲焊接方法，采用500W激光和410A/405A TIG電流，實現了 6mm2219鋁合金的焊接，但該方法使用的TIG電流過大，使得焊接過程極易不穩(wěn)定，而且過大的能量輸入使得氧化層區(qū)域擴大，降低了激光-TIG復合焊接能量效率和穩(wěn)定性。


【發(fā)明內容】

[0006]為解決目前激光-TIG復合填絲焊接中厚鋁合金過程所帶來的問題，本發(fā)明提供一種鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，它是采用激光-TIG復合填絲對4?6mm厚度鋁合金進行多層填絲焊接，有效降低激光功率和TIG電流，實現穩(wěn)定、小熱影響區(qū)和近無缺陷的中厚鋁合金激光-TIG復合填絲焊接。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0008]一種鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一:焊接前鋁合金開V型坡口，而后將V型坡口鋁合金無間隙對接，焊絲直徑L O ?L 4mm。
[0010]步驟二、焊接時激光、TIG焊槍和送絲嘴同時提升，控制第I層和第2層焊接工藝參數相同，控制第3層至最后一層焊接工藝參數相同，進行5?7層填絲焊接，最終實現鋁合金的激光-TIG復合填絲焊接成形。
[0011]步驟一中所述的鋁合金厚度為4?6mm，所開V型坡口深度H為2.5?3.5mm，單邊角度α為42?45°。
[0012]步驟二所述的焊接工藝參數為層間溫度、層間提升高度、激光功率、TIG電流。所述的第I層和第2層層間溫度范圍為300?330°、層間提升高度范圍為0.48?0.53mm、激光功率范圍為400?450W、TIG電流范圍為150?160A。
[0013]所述的第3層至最后一層層間溫度范圍為270?290°、層間提升高度范圍為0.35?0.45_、激光功率范圍為350?380W、TIG電流范圍為140?145A。
[0014]與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0015]1.本發(fā)明通過多層填絲有效降低了激光功率和TIG電流，可以最大程度保證鋁合金焊接過程獲得小熱影響區(qū)焊接接頭，最大程度避免出現焊接缺陷。
[0016]2.本發(fā)明通過精確控制層間溫度和層間提升高度，可以最大程度控制鋁合金在多層焊接過程中氧化層區(qū)域范圍，保證激光-TIG復合焊接效率，有利于獲得穩(wěn)定的焊接接頭。
[0017]3.本發(fā)明利用小激光功率和小TIG電流輸入實現了 4?6mm厚度鋁合金的多層復合填絲焊接，可以有效減小熱影響區(qū)范圍，避免焊接缺陷，有利于控制氧化層區(qū)域范圍，獲得穩(wěn)定的焊接接頭。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1本發(fā)明的焊接過程示意圖。
[0019]圖2本發(fā)明的鋁合金坡口示意圖。
[0020]圖中:1.鋁合金，2.焊絲，3.激光，4.TIG焊槍，5.送絲嘴。

【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖1對本發(fā)明進行舉實例詳細說明:
[0022]實施例1:以5mm厚6061鋁合金I為例，焊接前將5mm厚6061鋁合金I開V型坡口，V型坡口深度H為3臟，單邊角度α為45° ;將開好V型坡口的5mm厚6061鋁合金無間隙對接，選擇直徑1.2mm焊絲2 ;調整激光3、TIG焊槍4和送絲嘴5相對位置，實現激光3、TIG焊槍4和送絲嘴5同時提升。
[0023]填絲焊接第I層焊接工藝參數激光功率450W，TIG電流150A，層間溫度310°，層間提升高度0.5mm ;第2層與第I層焊接工藝參數相同，激光功率450W，TIG電流150A，層間溫度310°，層間提升高度為0.5mm;第3層激光功率380W，TIG電流145A，層間溫度280°，層間提升高度為0.45mm ;第4、第5和第6層與第3層焊接工藝參數相同，激光功率380W，TIG電流145A，層間溫度280°，層間提升高度為0.45mm，通過填加6層焊絲2實現5mm厚6061鋁合金I的穩(wěn)定、小熱影響區(qū)和近無缺陷激光-TIG復合填絲焊接。
[0024]實施例2:以4mm厚6061鋁合金I為例，焊接前將4mm厚6061鋁合金I開V型坡口，V型坡口深度H為2.5mm，單邊角度α為42° ;將開好V型坡口的4mm厚6061鋁合金無間隙對接，選擇直徑1.0mm焊絲2 ;調整激光3、TIG焊槍4和送絲嘴5相對位置，實現激光3、TIG焊槍4和送絲嘴5同時提升。
[0025]填絲焊接第I層焊接工藝參數激光功率400W，TIG電流160A，層間溫度300°，層間提升高度0.48mm ;第2層與第I層焊接工藝參數相同；第3層激光功率350W，TIG電流140A，層間溫度270°，層間提升高度為0.35mm ;第4、第5和第6層與第3層焊接工藝參數相同；通過填加6層焊絲2實現4_厚6061鋁合金I的穩(wěn)定、小熱影響區(qū)和近無缺陷激光-TIG復合填絲焊接。
[0026]實施例3:以6mm厚6061鋁合金I為例，焊接前將6mm厚6061鋁合金I開V型坡口，V型坡口深度H為3.5mm，單邊角度α為43° ;將開好V型坡口的6mm厚6061鋁合金無間隙對接，選擇直徑1.4mm焊絲2 ;調整激光3、TIG焊槍4和送絲嘴5相對位置，實現激光3、TIG焊槍4和送絲嘴5同時提升。
[0027]填絲焊接第I層焊接工藝參數激光功率430W，TIG電流155A，層間溫度330°，層間提升高度0.53mm ;第3層激光功率380W，TIG電流145A，層間溫度290°，層間提升高度為0.45mm ;第4、第5和第6層與第3層焊接工藝參數相同；通過填加6層焊絲2實現6mm厚6061鋁合金I的穩(wěn)定、小熱影響區(qū)和近無缺陷激光-TIG復合填絲焊接。
[0028]以上所述實例僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:焊接前鋁合金(I)開V型坡口，而后將V型坡口鋁合金無間隙對接，焊絲(2)直徑為1.0?1.4mm ； 步驟二:焊接時激光(3)、TIG焊槍(4)和送絲嘴(5)同時提升，控制第I層和第2層焊接工藝參數相同，控制第3層至最后一層焊接工藝參數相同，進行5?7層填絲焊接，最終實現鋁合金的激光-TIG復合填絲焊接成形。
2.按照權利要求1所述的鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，其特征在于:所述步驟一中的鋁合金⑴厚度為4?6mm，所開V型坡口深度H為2.5?3.5mm，單邊角度α為42 ?45°。
3.按照權利要求1所述的鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，其特征在于:所述步驟二中的焊接工藝參數為層間溫度、層間提升高度、激光功率、TIG電流。
4.按照權利要求1所述的鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，其特征在于:所述的第I層和第2層層間溫度范圍為300?330°，層間提升高度范圍為0.48?0.53mm，激光功率范圍為400?450W，TIG電流范圍為150?160A。
5.按照權利要求1所述的鋁合金激光-TIG復合填絲焊接方法，其特征在于:所述的第3層至最后一層層間溫度范圍為270?290°、層間提升高度范圍為0.35?0.45mm、激光功率范圍為350?380W、TIG電流范圍為140?145A。
【文檔編號】B23K26/348GK104259666SQ201410385202
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權日:2014年8月6日
【發(fā)明者】吳東江, 馬廣義, 張楚翔, 李茂程, 唐偉東, 吳敏杰 申請人:沈陽富創(chuàng)精密設備有限公司