[发明专利]铝合金激光焊接系统以及激光焊接铝合金的方法

权利要求书

1.一种用于焊接铝的激光焊接装置，包括：

激光发生器，所述激光发生器用于产生焊接型激光功率；

透镜，所述透镜用于将所述焊接型激光功率的焦点聚焦在铝工件上，以产生所述铝工件的焊接熔池；以及

激光扫描仪，所述激光扫描仪用于控制所述透镜以在焊接期间在所述铝工件上沿多个维度移动所述焊接型激光功率的所述焦点，所述激光发生器和所述激光扫描仪进行所述焊接而不必将填料金属添加到所述铝工件上，

其中所述激光发生器被配置为基于所述焦点相对于参考点的位置来调节激光功率水平，并且所述激光扫描仪被配置为调节所述激光扫描仪的旋转速度和/或所述焦点被限制在内的焦点区域的尺寸，以防止阈值量的硅化物沉淀并防止沿着所述焊接熔池中的晶粒边界的浓度超过对应于热裂纹的阈值浓度。

2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成将所述焦点以图案进行移动，所述图案包括圆形、椭圆形、Z字形、8字形、横向往复线、新月形、三角形、正方形、矩形或其任何组合；

其中所述图案可包括图案中的中止；

其中所述焊接熔池在没有填料材料时产生；以及

其中所述激光扫描仪被配置为控制所述透镜在焊接期间在所述铝工件上沿多个维度移动所述焊接型激光功率的所述焦点，以便在所述焊接熔池中生成热梯度，

其中所述激光扫描仪被配置为控制所述透镜以将所述焊接型激光功率施加到所述铝工件，从而防止所述焊接熔池中的硅化物浓度超过对应于热裂纹的阈值浓度，

其中所述激光扫描仪进一步地被配置为控制所述透镜以沿着焊接路径推进所述焦点从而产生焊缝，同时所述激光扫描仪在所述焊接熔池内在所述多个维度上移动所述焦点。

3.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其中所述焦点的所述移动和所述铝工件与所述激光扫描仪之间的相对移动使得所述焦点在所述铝工件上勾勒出细长形图案。

4.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成移动所述焦点，使得跨越焊缝的能量分布改变，从而通过所述焊接型激光功率在所述焊接熔池中产生可控的热梯度。

5.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成移动所述焦点以引起在所述焊接熔池内相对于焊接路径的横向移动；

其中所述焊接路径是预定的。

6.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪基于所述铝工件是包括镁和硅的铝合金来控制所述焦点。

7.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成使所述焦点横跨焊接路径横向移动并且同时在平行于所述焊接路径的方向上纵向移动，

其中向所述焊接路径相对于所述参考点的不同部分施加不同的功率。

8.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪包括旋转楔形扫描仪。

9.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述透镜将所述激光功率的所述焦点聚焦在包括铝或铝合金的搭接接头或对接接头上。

10.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述铝工件包括铝合金的搭接接头，所述透镜被配置成将所述激光功率聚焦在一致的激光光斑尺寸上，所述激光扫描仪被配置成在具有预定振荡直径的圆形路径中移动所述焦点。

11.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，

所述激光扫描仪被配置为以具有一条或多条直线和/或一条或多条曲线的图案移动所述焦点，所述图案还包括所述图案中的中止部分，在所述图案中的所述中止部分所述焦点不移动。