[发明专利]铝钢激光钎焊及材料

说明书

本发明公开了一种铝钢激光钎焊及材料，包括焊丝通电加热及送丝系统，以及用于材料熔化的激光束系统；材料包括通电加热的实芯焊丝，以及预先铺覆在焊接试板的钎焊剂料，焊丝为Al‑Si类焊丝，钎焊剂料为KAlF4+K3AlF6，涂覆量20‑30g/m2，可实现速度1.5‑4.5m/min钎焊。

技术领域

本发明涉及一种异种金属钎焊方法及材料，属于钎焊技术领域，具体涉及一种铝和钢的激光钎焊技术和材料。

背景技术

铝和钢薄板在汽车、家电等领域应用广泛，焊接技术和材料相对成熟。随着汽车轻量化的发展，铝已经取代部分非承载部分的钢板，这就提出了铝钢异种金属的焊接问题。

由于铝和钢的熔点差异大，使用传统的弧焊工艺，容易导致焊合区生成大量金属间化合物，恶化接头力学性能和工艺性能。

采用传统钎焊方法，一方面是结合强度低，另一方面是效率低，满足不了自动化或机器人作业要求；同时焊合区的金属间化合物也影响着接头的力学性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效、质量稳定的铝钢钎焊方法及材料，使用该方法和材料，得到的接头质量合格，力学性能优异。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

铝钢激光钎焊及材料，该方法包括两个系统：焊丝通电加热及送丝系统，以及用于材料熔化的激光束系统；材料包括通电加热的实芯焊丝，以及预先铺覆在焊接试板的钎焊剂料。具体步骤和工艺如下：

1)铝钢试板拼成搭接状态，钢板和铝板的厚度在3mm以下；

2)在搭接处预覆钎焊剂料，主要成分是KAlF4+K3AlF6，涂覆量20-30g/m2；

3)调试激光束系统用于材料熔化，激光器功率2.5-5kW，激光束垂直于焊接试板表面，光斑移动速度3.5-4.5m/min，采用纯氩为保护气体，流量在15-20L/min之间；

4)调试焊丝加热和送丝系统，通电电流180-260A，送丝速度8-25m/min，送丝方向与焊接试板表面成45°，焊丝为Al-Si类焊丝，且送丝速度/激光光斑移动速度＝4-6；

该方法采用半导体激光器，焦斑直径为3-5mm，离焦量为30mm，

该方法采用实芯焊丝规格在1.0-1.6mm之间，以重量百分比计，化学成分包括Si11-13％，Fe≤0.8％，其余为Al。

该方法使用钎焊还包括KF和KHF2。

该方法的技术要点说明如下：

在搭接处预覆钎焊剂料，主要成分是KAlF4+K3AlF6，涂覆量20-30g/m2。预涂钎剂目的是形成低熔点、铺展性能好的辅助熔敷金属，用以弥补激光熔化实芯焊丝带来的焊接熔池带来的搭接性不好，易产生气孔等缺陷。出于工艺性能角度考虑，钎剂主要成分是KAlF4，K3AlF6，并含有KF和KHF2，以便在高速钎焊状态下，保持优良的焊接工艺性能。