鋁鋰合金薄板t型接頭異種模式激光焊接的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及侶裡合金Τ型接頭激光焊接領(lǐng)域，具體是一種侶裡合金薄板Τ型接頭 異種模式激光焊接的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光是20世紀(jì)發(fā)展起來的新技術(shù)，激光焊又是激光在材料加工領(lǐng)域中主要應(yīng)用 之一。與常規(guī)焊接方法相比，功率密度大于l〇5w/cm2的高能束流激光具有加熱集中，對(duì)材料 的熱損傷小，焊接過程受電磁力的影響小，焊接速度高，可獲得焊縫深寬比大、熱影響區(qū)小 的焊接接頭，焊接變形小精度高，焊縫質(zhì)量可與電子束焊媳美，而不需真空環(huán)境。激光焊現(xiàn) 已成為汽車制造的標(biāo)準(zhǔn)工藝，隨著激光光束模式的提高，激光焊應(yīng)用技術(shù)研究的深入，激光 焊在航空領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，其中侶裡合金薄板T型結(jié)構(gòu)激光焊技術(shù)的開發(fā)將具有廣闊 的應(yīng)用前景。但目前侶裡合金薄板（板厚小于2mm)激光焊接T型接頭焊縫內(nèi)部容易產(chǎn)生 氣孔缺陷，原因有兩個(gè)方面，一方面是侶裡合金表面的氧化膜引起的冶金氣孔，另一方面是 由于焊接過程中小孔不穩(wěn)定造成的工藝氣孔。對(duì)于冶金氣孔，研究人員通過清除侶裡合金 表面的氧化膜可有效避免，而對(duì)于工藝氣孔，國(guó)內(nèi)已開展了不少的研究，主要是通過優(yōu)化焊 接工藝參數(shù)、焊接過程中填充焊絲及焊后對(duì)焊縫進(jìn)行后處理，并取得了一定效果。
[0003] 激光焊的高能束流特性，使得大功率激光焊形成焊縫的過程產(chǎn)生小孔效應(yīng)，激光 深烙焊的小孔、烙池行為及相互作用機(jī)理是一個(gè)十分復(fù)雜的過程；而侶裡合金薄板T型接 頭又由于其特殊的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，很容易造成焊接過程的不穩(wěn)定和氣孔缺陷的產(chǎn)生。在 現(xiàn)有控制侶裡合金T型接頭激光焊接工藝氣孔的技術(shù)中，優(yōu)化焊接工藝參數(shù)，提高激光焊 接過程中小孔的穩(wěn)定性可控制工藝氣孔的產(chǎn)生，但是得到的工藝參數(shù)區(qū)間窄，對(duì)設(shè)備狀態(tài) 要求嚴(yán)格，可重復(fù)性差；激光填絲焊通過調(diào)節(jié)激光和焊絲相對(duì)位置增加烙池穩(wěn)定性可有效 減少氣孔缺陷的發(fā)生，但填絲對(duì)送絲定位準(zhǔn)確性要求較高，因此增加了焊接工藝過程控制 的難度；焊后處理焊縫通過在真空或惰性環(huán)境下升溫、加壓來減少氣孔缺陷，具有成本高、 不適于工程應(yīng)用等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有侶裡合金薄板T型接頭在進(jìn)行激光焊接時(shí)容易產(chǎn)生氣孔的問題。本 發(fā)明提供了一種侶裡合金薄板T型接頭異種模式激光焊接的方法，該侶裡合金薄板T型接 頭異種模式激光焊接的方法利用激光深烙焊和激光熱導(dǎo)焊兩種焊接模式的優(yōu)勢(shì)，能夠有效 降低焊縫內(nèi)部工藝氣孔缺陷。 陽(yáng)〇化]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：所述侶裡合金薄板T型接頭異種模 式激光焊接的方法包括件W下步驟：
[0006] 步驟1、將筋板和底板按照倒T型裝卡固定，底板2在下，筋板1在上；
[0007] 步驟2、在筋板與底板的一側(cè)采用激光深烙焊模式焊接；當(dāng)該一側(cè)焊接完成時(shí)，進(jìn) 行步驟3 ;或者，當(dāng)該一側(cè)焊接到第一長(zhǎng)度時(shí)，在筋板與底板的連接處的另一側(cè)采用激光熱 導(dǎo)焊模式焊接，兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行焊接并保持該第一長(zhǎng)度的焊接間距；
[0008] 步驟3、在筋板與底板的連接處的另一側(cè)采用激光熱導(dǎo)焊模式焊接。
[0009] 在步驟2中，該第一長(zhǎng)度滿足所述激光深烙焊形成的烙池和激光熱導(dǎo)焊形成的烙 池之間的間隙大于等于15mm。
[0010] 在步驟2中，該激光深烙焊采用全烙透式激光深烙焊，使得筋板與底板接觸面全 部烙透，并且透過筋板的另一側(cè)。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：該侶裡合金薄板T型接頭異種模式激光焊接的方法利用激 光深烙焊和激光熱導(dǎo)焊兩種焊接模式的優(yōu)勢(shì)，能夠有效降低焊縫內(nèi)部工藝氣孔缺陷。
【附圖說明】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0013] 圖1是侶裡合金T型接頭異種模式激光焊接主視圖。
[0014] 圖2是侶裡合金T型接頭異種模式激光焊接俯視圖。
[0015] 圖3是侶裡合金T型接頭異種模式激光焊接焊絲、激光及保護(hù)氣相對(duì)位置關(guān)系示 意圖。
[0016] 圖4是異種模式激光焊接過程中焊絲、激光及保護(hù)氣所在平面與T型接頭底板位 置關(guān)系不意圖。
[0017] 其中1.筋板，2.底板，3.第一激光，4.第一保護(hù)氣，5.第一焊絲，6.第二激光， 7.第二保護(hù)氣，8.第二焊絲。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可W相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0019] 一種侶裡合金薄板T型接頭異種模式激光焊接的方法，包括件W下步驟：
[0020] 步驟1、將筋板1和底板2按照倒T型裝卡固定，筋板1呈直立狀態(tài)，底板2呈水平 狀態(tài)，筋板1在上，底板2在下，如圖1至圖4所示；
[0021] 步驟2、在筋板1與底板2的左側(cè)采用激光深烙焊模式進(jìn)行焊接，如圖2所示；當(dāng) 該左側(cè)焊接完成時(shí)，進(jìn)行步驟3 ;或者，當(dāng)該激光深烙焊該左側(cè)沿焊接方向A焊接到第一長(zhǎng) 度時(shí)（即焊接了一段距離），在筋板1與底板2的連接處的右側(cè)采用激光熱導(dǎo)焊模式進(jìn)行焊 接，兩側(cè)同時(shí)焊接方向A進(jìn)行激光深烙焊和激光熱導(dǎo)焊兩種焊接，并且在此過程中保持該 第一長(zhǎng)度的焊接間距，圖2中，左側(cè)為激光深烙焊，右側(cè)為激光熱導(dǎo)焊；
[0022] 步驟3、在筋板1與底板2的連接處的左側(cè)采用激光熱導(dǎo)焊模式進(jìn)行焊接。
[0023] 侶裡合金薄板T型接頭異種模式激光焊接的方法中使用的激光器為大功率的 NcLYAG或光纖激光器，焊絲（第一焊絲5和第二焊絲8)采用與母材相匹配的牌號(hào)，保護(hù)氣 為氣氣或氮?dú)?。焊接方法為雙側(cè)依次焊接，或兩側(cè)同時(shí)焊接，兩側(cè)同時(shí)焊接時(shí)兩種焊接的焊 接方向相同，但雙側(cè)同時(shí)焊接時(shí)兩束激光（兩種焊接）形成的烙池間距不小于15mm，在步 驟2中，該第一長(zhǎng)度滿足所述激光深烙焊形成的烙池和激光熱導(dǎo)焊形成的烙池之間的間隙 大于等于15mm。且全烙透式深烙焊在前，熱導(dǎo)焊在后。全烙透式激光深烙焊一側(cè)，選用合 適的激光功率、焊接速度及送絲速度，使得筋板與底板接觸面全部烙透，并且透過筋板另一 側(cè)，焊接過程中，筋板兩側(cè)焊接區(qū)域均需保護(hù)氣對(duì)烙池進(jìn)行保護(hù)。激光熱導(dǎo)焊一側(cè)，采用激 光熱導(dǎo)焊模式，采用合適的工藝參數(shù)，使得填充焊絲烙化并均勻過渡到待焊處，形成穩(wěn)定致 密焊縫，焊接過程中采用氣氣或氮?dú)鈱?duì)焊接區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，可有效降低侶裡合金T型接頭 激光焊接焊縫內(nèi)部工藝氣孔缺陷。下面介紹侶裡合金薄板T型接頭異種模式激光焊接的方 法中兩種焊接的參數(shù)選擇。
[0024] T型接頭底板2的厚度為1. 2mm~3mm，在進(jìn)行激光深烙焊時(shí)，激光功率的功率為 1. 5KW~4KW，焊接