[发明专利]异种金属激光摆动焊接方法及异种金属焊接设备

说明书

本发明适用于激光焊接技术领域，公开了异种金属激光摆动焊接方法及异种金属焊接设备。方法包括以下步骤：S1将第一、第二金属母材安装固定，第一金属母材和第二金属母材接触形成有接缝，其中，第一金属母材对激光的吸收率低于第二金属母材对激光的吸收率；S2、启动激光器发射激光束，并调整激光束激光焦点到焊缝的偏移量，使激光焦点位于第一金属母材上；S3、控制激光束按预定的焊接速度和方向以回旋式摆动的方式对接缝进行焊接。设备，包括激光器、夹紧机构和用于控制激光束以回旋式摆动方式进行焊接的控制系统。本发明所提供的异种金属激光摆动焊接方法及异种金属焊接设备，其焊接质量佳，且焊接效率高。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，尤其涉及异种金属激光摆动焊接方法及异种金属焊接设备。

背景技术

伴随着现代工业的发展和科学技术的进步，对焊接构件的性能提出了更高、更苛刻的要求，除需满足普通性能之外，还要求满足如高温强度、耐磨性、耐腐蚀性、低温韧性、磁性、导电性、导热性等多方面的要求。钢与铜及铜合金的焊接不仅充分发挥了材料各自的性能和作用，达到了充分利用的目的，而且还能大大节省材料，降低成本。因此开展此方面的研究极其重要，有很大的发展前景。

铜与钢焊接是典型的异种材料焊接。铜和钢的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能都有着很大的差异，不利于铜与钢的直接焊接。基于激光焊接的热能密度大、熔化金属量少、热影响区窄、接头质量高、生产效率高等优点，铜与钢的激光焊接已成为当前的发展趋势。但是铜对大多数工业应用激光的吸收率都比较低，且铜在焊接过程中还容易出现氧化、气孔、裂纹等缺陷。对于工业上广泛使用的多模激光器仍然很难实现铜与钢优质高效的焊接，基于多模激光器的铜与钢异种金属激光焊接工艺有待进一步开发。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了异种金属激光摆动焊接方法及异种金属焊接设备，其焊接质量佳，且焊接效率高。

本发明的技术方案是异种金属激光摆动焊接方法，包括以下步骤：

S1、将第一金属母材和第二金属母材安装固定，所述第一金属母材和所述第二金属母材接触形成有接缝，其中，所述第一金属母材对激光的吸收率低于所述第二金属母材对激光的吸收率；

S2、启动激光器发射激光束，并调整激光束激光焦点到接缝的偏移量，使激光焦点位于所述第一金属母材上；

S3、控制激光束按预定的焊接速度和方向以回旋式摆动的方式对接缝进行焊接。

可选地，在步骤S1中，所述第一金属母材和所述第二金属母材的待焊接部位对接无错边。

可选地，在步骤S2中，所述偏移量为0.4-0.7mm。

可选地，在步骤S3中，所述激光束的焊接轨迹为多个连续的单元波形组成的螺旋线，所述单元波形包括第二圆弧轨迹段和相对于所述第二圆弧轨迹段回旋的第一圆弧轨迹段，所述第一圆弧轨迹段和所述第二圆弧轨迹段首尾连接且分别位于所述接缝的两侧。

可选地，所述第一圆弧轨迹段作用于第一金属母材上，所述第二圆弧轨迹段作用于第二金属母材上，所述第二圆弧轨迹段的起始端连接于所述第一圆弧轨迹段的末端，所述第一圆弧轨迹段的起始端位于所述第二圆弧轨迹段两端之间，且所述第二圆弧轨迹段的末端连接于相邻单元波形中第一圆弧轨迹段的起始端。

可选地，所述第一圆弧轨迹段的曲率半径小于所述第二圆弧轨迹段的曲率半径。

可选地，在步骤S3中，在焊接过程同时通过吹气保护装置对所述接缝吹保护气。

可选地，所述保护气分别从所述吹气保护装置的同轴吹气保护组件和背面吹气保护组件吹出，并流向接缝的正面和背面。

本发明还提供了异种金属焊接设备，其特征在于，包括

激光器，用于发射激光束为接缝的焊接提供能量；