[发明专利]一种异种金属微焊接方法

说明书

本发明涉及一种异种金属微焊接方法，包括以下步骤：A1、用夹具将铝合金板与不锈钢板压紧固定；A2、将纳秒级激光器或微秒激光器搭配高速扫描振镜头，高速扫描振镜头控制激光对铝合金板与不锈钢板进行扫描焊接，使铝合金板与不锈钢之间形成焊点，焊点根部呈“齿”状嵌入到铝合金板内。利用纳秒级激光器或微秒激光器脉冲宽度极短，能量较低的优势，同时采用高速扫描方式，以精确控制热输入来减小铝合金板与不锈钢板之间(Fe，Al)金属间化合物的生成，避免焊缝产生微裂纹。另外，焊点根部呈“齿”状嵌入到铝合金板内，(Fe，Al)金属间化合物沿着“齿”根间断分布，尺寸也变小，裂纹较传统焊接方式明显减少，焊接强度明显提高。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种不锈钢与铝金属薄板焊接的异种金属微焊接方法。

背景技术

由于铝合金具有质量轻、密度小、弹性塑性良好，比强度高、耐磨、耐蚀、导电导热性良好、加工性能优良等优点，广泛应用于各个行业。在一些电子产品中，铝合金主要用于制造外壳，内部结构件常用不锈钢，对于不锈钢与铝异种金属之间的连接，传统工艺采用电阻焊、搅拌摩擦焊等，但此类方法生产成本高、效率低，生产中急需用新的焊接工艺代替。

钢铝异种金属的可靠连接一直是焊接工艺难点，主要原因是钢铝两者的物理性能差异大，互溶度低，且钢铝极易生成铁铝脆性金属间化合物，这些化合物使焊接接头的力学性能大大降低。例如，铝钢异种金属焊接过程中会生成大量脆性(Fe，Al)金属间化合物，而焊接热应力使得焊缝产生微裂纹。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种异种金属微焊接方法，通过精确控制激光热输入以及采用新的高速扫描方式，实现不锈钢与铝的可靠性连接，减少焊接缺陷，提升力学性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种异种金属微焊接方法，包括以下步骤：

A1、用夹具将铝合金板与不锈钢板压紧固定；

A2、将纳秒级激光器或微秒激光器搭配高速扫描振镜头，高速扫描振镜头控制激光对铝合金板与不锈钢板进行扫描焊接，使铝合金板与不锈钢之间形成焊点，焊点根部呈“齿”状嵌入到铝合金板内。

进一步地，在步骤A1之前，还包括以下步骤：A0、用有机溶剂擦拭不锈钢板表面，然后将其叠放在铝合金板上。

进一步地，所述有机溶剂为丙酮或酒精。

进一步地，所述高速扫描振镜头采用填充线高速扫描方式：先沿连续的横线方向扫描，在前一次焊接后熔池金属未完全凝固时，再沿连续的竖线方向扫描交叉形成焊点；或者先沿连续的竖线方向扫描，在前一次焊接后熔池金属未完全凝固时，再沿连续的横线方向扫描交叉形成焊点。

进一步地，横线之间的间距与竖线之间的间距相同。

进一步地，所述高速扫描振镜头采用螺旋线高速扫描方式：先沿直径较小螺旋线扫描形成第一圆形焊点，在前一次焊接后熔池金属未完全凝固时，再沿直径较大的螺旋线扫描形成第二圆形焊点，两次扫描形成的圆形焊点相互重叠。

进一步地，所述较小螺旋线的直径为0.5mm，较大螺旋线的直径为0.7mm，前一次扫描的能量大于后一次扫描的能量。

进一步地，所述螺旋线由内向外螺旋形成。

进一步地，所述高速扫描振镜头采用螺旋渐进高速扫描方式：用螺旋的方式绕中心点扫描一圈形成焊点。

进一步地，所述高速扫描振镜头采用同心圆高速扫描方式：先沿一个直径较小的圆扫描，然后依次沿直径较小的同心圆到直径较大的同心圆扫描，形成焊点。