專利名稱：適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種異種金屬間的焊接方法，具體涉及鎂/鋼、鎂/鈦的熔焊方法，屬 于焊接領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)境問題日益嚴峻，節(jié)能減排和推行“低碳”生活勢在必行。因此，將鎂合金、 鋁合金等輕金屬廣泛用于航空、電子、交通等領(lǐng)域，成功替代傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料，減輕結(jié)構(gòu)自身 重量，成為研究的重點。在汽車工業(yè)中，復合結(jié)構(gòu)件主要為鎂、鋁等輕金屬與鋼、鈦等形成的 異種接頭。尤其是這種異種材料的拼接板和不等厚板結(jié)構(gòu)較多，由于鎂和鈦、鎂和鋼熔點差 異大，相互之間溶解度很小，亦無中間反應相形成，因而傳統(tǒng)的熔焊方法難以實現(xiàn)其可靠連 接。再者，鎂合金其熔點648. 9°C，沸點僅為1090°C，極易在焊接過程中汽化，形成氣孔等焊 接缺陷，惡化接頭的力學性能，這就要求所施加的能量能夠精確可控。激光焊接由于可通過選擇合適的釬料，即能克服異種金屬間的熔點差異，又可克 服其無中間反應相生成的問題，因而在解決晶體結(jié)構(gòu)、熔點、熱導率和線膨脹系數(shù)等性質(zhì)差 異較大的異種金屬材料復合結(jié)構(gòu)的連接方面顯示出巨大的優(yōu)勢。同時由于具有加熱冷卻速 度快、焊接時間短、焊縫及熱影響區(qū)小等優(yōu)點比其他焊接方式更具廣闊應用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對異種材料焊接時，低熔點材料焊接時容易產(chǎn)生氣孔，且易造 成接頭力學性能差的問題，提供了一種適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法。本發(fā)明適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、將待焊的鎂和鋼或者 鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊絲或者不 采用填充焊絲，然后在保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速度為0. lm/min lm/min、 激光功率為IW 10kW、激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。上述步驟二中所述的焊絲是藥芯焊絲或?qū)嵭暮附z；步驟二中所述的激光為聚焦或 散焦；步驟二中所述的激光類型為CO2氣體激光束，YAG固體激光束、半導體激光束、光纖激 光束、準分子激光束或Disk激光束；所述激光束采用的方式是連續(xù)或脈沖。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、激光束輻照熔化高熔點一側(cè)材料，通過熱傳導熔化低熔點一側(cè)材料，實現(xiàn)連 接；2、激光直接焊接高反射材料如鎂等合金時，能量的吸收率較低，采用激光偏移焊 接方法，能夠得到解決，同時可減少低熔沸點材料所產(chǎn)生的焊縫氣孔等缺陷；3、本發(fā)明激光偏置在高熔點材料上(鋼、鈦)，可以很好地解決能量不均勻性問 題；4、大大降低了不等厚板拼接焊時對激光適應性的要求。


圖1是具體實施方式
二十五中激光偏移焊接鎂鈦的外觀形貌圖； 圖2是具體實施方式
二十六中焊接方法示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的 任意組合。
具體實施方式
一本實施方式中適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下
一、將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；
二、采用填充焊絲，然后在保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速度為0.lm/min Im/ min、激光功率為IW 10kW、激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。本實施方式中所述的保護氣是氬氣或氦氣，本實施方式中所述的鎂和鋼是不等厚 板材。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中所述的焊絲是 藥芯焊絲或?qū)嵭暮附z。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中所述的激光為 聚焦或散焦。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟二中所述的激光類 型為CO2氣體激光束，YAG固體激光束、半導體激光束、光纖激光束、準分子激光束或Disk激 光束；所述激光束采用的方式是連續(xù)或脈沖。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式中適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下
一、將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；
二、采用填充焊絲，然后在保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速度為0.lm/min Im/ min、激光功率為IW 10kW、激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊 接。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟二中所述的焊絲是 藥芯焊絲或?qū)嵭暮附z。其它與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟二中所述的激光為 聚焦或散焦。其它與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟二中所述的激光類 型為CO2氣體激光束，YAG固體激光束、半導體激光束、光纖激光束、準分子激光束或Disk激 光束；所述激光束采用的方式是連續(xù)或脈沖。其它與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
九本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、將待 焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊絲， 然后在保護氣流量為lL/min、焊接速度為0. lm/min、激光功率為1W、激光偏移量為0. Imm的 條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、將待 焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊絲，
4然后在保護氣流量為50L/min、焊接速度為lm/min、激光功率為10kW、激光偏移量為0. 8mm 的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十一本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充 焊絲，然后在保護氣流量為5L/min、焊接速度為0. 3m/min、激光功率為5W、激光偏移量為 0. 2mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十二 本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充 焊絲，然后在保護氣流量為lOL/min、焊接速度為0. 4m/min、激光功率為8W、激光偏移量為 0. 3mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十三本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為15L/min、焊接速度為0. 5m/min、激光功率為10W、激光偏移量為 0. 5mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十四本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速度為0. lm/min lm/min、激光功率為 IW 10kW、激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十五本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為20L/min、焊接速度為0. 6m/min、激光功率為50W、激光偏移量為 0. 6mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十六本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為40L/min、焊接速度為0. 9m/min、激光功率為100W、激光偏移量為 0. 7mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十七本實施方式中適用于鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充 焊絲，然后在保護氣流量為lL/min、焊接速度為0. lm/min、激光功率為1W、激光偏移量為 0. Imm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十八本實施方式中適用于鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充 焊絲，然后在保護氣流量為50L/min、焊接速度為lm/min、激光功率為10kW、激光偏移量為 0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
十九本實施方式中適用于鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為25L/min、焊接速度為0. 5m/min、激光功率為5kW、激光偏移量為 0. 5mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、
5將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為lL/min、焊接速度為0. lm/mi、激光功率為1W、激光偏移量為0. Imm 的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十一本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充 焊絲，然后在保護氣流量為50L/min、焊接速度為lm/min、激光功率為10kW、激光偏移量為 0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十二 本實施方式中適用于鎂/鋼的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、采用填充焊 絲，然后在保護氣流量為25L/min、焊接速度為0. 5m/min、激光功率為5kW、激光偏移量為 0. 5mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十三本實施方式中適用于鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、 采用填充焊絲，然后在保護氣流量為lL/min、焊接速度為0. lm/min、激光功率為1W、激光偏 移量為0. Imm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十四本實施方式中適用于鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、 采用填充焊絲，然后在保護氣流量為50L/min、焊接速度為lm/min、激光功率為10kW、激光 偏移量為0. 8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十五本實施方式中適用于鎂/鈦的激光偏移焊接方法如下一、 將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；二、 采用填充焊絲，然后在保護氣流量為30L/min、焊接速度為0. Sm/min、激光功率為8kW、激光 偏移量為0. 6mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。
具體實施方式
二十六本實施方式中適用于鎂/剛的激光偏移焊接方法如下一、 將鎂工件1和鋼工件2的待焊部位根據(jù)需要加工成所需要的精度，并對工件進行相應地焊 前處理；二、將鎂工件1與鋼工件2通過工裝夾具固定在工作臺6上待焊，二者之間的接頭 形式是零間隙無縫對接，鎂工件1與鋼工件2可以是等厚也可以是不等厚；三、采用填充焊 絲7時，可以位于激光束3沿焊接方向的前方或者后方；四、打開保護氣，通入正反面保護噴 嘴5中進行正反面保護，將激光束3偏移到低熔點鎂工件1上，打開激光發(fā)生器4進行焊接， 保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速度為0. lm/min lm/min、激光功率為IW 10kW、 激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的。
權(quán)利要求
1.適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激 光偏移焊接方法如下一、將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫 對接的接頭形式對接；二、采用填充焊絲，然后在保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速 度為0. lm/min lm/min、激光功率為IW 10kW、激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的條件下 輻照鋼或鈦，即完成焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于步驟二 中所述的焊絲是藥芯焊絲或?qū)嵭暮附z。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于步驟二 中所述的激光為聚焦或散焦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于步驟二 中所述的激光類型為(X)2氣體激光束，YAG固體激光束、半導體激光束、光纖激光束、準分子 激光束或Disk激光束；所述激光束采用的方式是連續(xù)或脈沖。
5.適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激 光偏移焊接方法如下一、將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫 對接的接頭形式對接；二、采用填充焊絲，然后在保護氣流量為lL/min 50L/min、焊接速 度為0. lm/min lm/min、激光功率為IW 10kW、激光偏移量為0. Imm 0. 8mm的條件下 輻照鋼或鈦，即完成焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于步驟二 中所述的焊絲是藥芯焊絲或?qū)嵭暮附z。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于步驟二 中所述的激光為聚焦或散焦。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，其特征在于步驟二 中所述的激光類型為(X)2氣體激光束，YAG固體激光束、半導體激光束、光纖激光束、準分子 激光束或Disk激光束；所述激光束采用的方式是連續(xù)或脈沖。
全文摘要
適用于鎂/鋼、鎂/鈦的激光偏移焊接方法，它涉及一種異種金屬間的焊接方法。本發(fā)明方法如下1.將待焊的鎂和鋼或者鎂和鈦固定在工作臺上，并采用零間隙無縫對接的接頭形式對接；2.采用填充焊絲或者不采用填充焊絲，然后在保護氣流量為1L/min～50L/min、焊接速度為0.1m/min～1m/min、激光功率為1W～10kW、激光偏移量為0.1mm～0.8mm的條件下輻照鋼或鈦，即完成焊接。本發(fā)明激光束輻照熔化高熔點一側(cè)材料，通過熱傳導熔化低熔點一側(cè)材料，實現(xiàn)連接；激光直接焊接高反射材料如鎂等合金時，能量的吸收率較低，采用激光偏移焊接方法，能夠得到解決，同時可減少低熔沸點材料所產(chǎn)生的焊縫氣孔等缺陷。
文檔編號B23K103/08GK102091872SQ20111000398
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者李俐群, 李福泉, 檀財旺, 雷正龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學