[发明专利]一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及非晶合金的焊接技术领域，特别是涉及一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法。

背景技术

非晶合金因具有强度、硬度、韧性、耐磨性、耐腐蚀性、软磁性和超导性等方面的优良特性，其在电子、机械、化工等领域都得到了广泛应用。但是，虽然非晶合金具有上述所述的优良特性，但存在难加工、难焊接的缺点，从而大大限制了其应用范围。因此，非晶合金的焊接成为非晶合金应用拓展的一个技术难点。

现有技术在焊接非晶合金时，由于焊接方法不合理，常出现非晶合金结晶化的情况，导致非晶合金难以深度推广应用。

由于非晶合金材料上很难实现攻牙工艺，使得非晶合金产品上难以实现螺栓、螺母的构造，而且，如果采用粘合剂将螺栓、螺母粘合连接于非晶产品上，其连接强度并不能满足生产的需要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

提供一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，包括焊接母材非晶合金和焊接工件，先利用电极产生的电弧将所述焊接工件表面加热到熔点以上，形成利于吸收激光能量的浅层熔池；

再利用激光束分别照射所述非晶合金和所述焊接工件表面的浅层熔池，使所述非晶合金达到熔点以上以形成熔融态，并使所述焊接工件表面的浅层熔池进一步形成深层熔池，并以TTT图为基准，使所述焊接工件和所述非晶合金在不发生晶化反应的状况下完成焊接；

所述焊接工件含有所述非晶合金所含元素中的一种元素或两种以上元素。

上述技术方案中，优选的，焊接方式为，所述电极和所述激光束为旁轴复合设置，即所述电极和所述激光束为不同轴设置，且所述电极和所述激光束之间形成锐角的夹角。

上述技术方案中，优选的，焊接方式为，所述电极和所述激光束为同轴复合设置。

优选的，所述激光束包括对称设置的第一激光束和第二激光束，所述电极设置于所述第一激光束和所述第二激光束之间，且所述第一激光束和所述第二激光束之间的对称轴与所述电极为同轴设置。

优选的，所述电极包括对称设置的第一电极组和第二电极组，所述激光束设置于所述第一电极组和所述第二电极组之间，且所述第一电极组和所述第二电极组之间的对称轴与所述激光束为同轴设置。

所述电极为空心钨极。

所述电极产生的电弧为MIG电弧、TIG电弧或等离子弧中的一种。

所述焊接工件为螺栓或螺母。

其中，本发明所述的TTT图是指温度时间转变图，本发明所述的TTT图如附图4所示。当加热曲线达到Tm（熔点）以上后进行冷却，并且加热曲线和冷却曲线均不可碰触到晶化区域。其中，在焊接过程中，只要不碰触到晶化区域，即非晶合金与焊接工件在不发生晶化反应的状况下完成焊接，即在非晶化区域中选择焊接参数均可，多种焊接参数均能达到最佳的焊接强度。

本发明的有益效果：

（1）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，解决了非晶合金难以攻牙的问题，很好地实现了非晶合金与螺栓或螺母的接合。

（2）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，由于结合了激光焊接和电弧焊接的优势，大大提高了焊接速度，并且使得非晶合金和焊接工件的热变形小，热影响区域小，从而改善了非晶合金的适应性。

（3）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，由于先利用电弧使焊接工件表面形成利于吸收激光能量的浅层熔池，以降低焊接工件表面的反射率，再利用激光束使焊接工件表面的浅层熔池进一步形成深层熔池，从而能够增大焊接工件表面的熔池深度，便于焊接，并且保持了焊接后焊缝的金属结构和机械属性。

（4）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，与单热源焊接相比，在同样工艺参数的情况下，本发明的焊接速度能够提高一倍以上，从而很好地避免了非晶合金的晶化。

（5）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，与单独采用激光束焊接相比，本发明的非晶合金和焊接工件的焊接处的熔池深度能够增大20%，而且，本发明的焊接方法对激光束的质量、对接焊缝间隙和焊缝跟踪精度的要求大大放宽。

（6）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，与填充焊丝激光焊接相比，即使非晶合金和焊接工件的对接焊缝间隙达到1mm，本发明的焊接方法也能够形成良好的接头。

（7）本发明提供的一种非晶合金的激光电弧复合焊接方法，不但具有焊接速度快，焊接变形明显减小的优点，且搭桥过渡能力强于单独采用激光束焊接。