[发明专利]一种铝合金双激光束双侧同步焊接收弧缺陷消除方法

说明书

本发明提供一种双激光束双侧同步焊接收弧缺陷消除方法，将收弧过程分为五个步骤：第一步：设定离焦量改变起始点为收弧起始点a，在焊缝结束位置设定收弧终止点b；第二步：设定焊接离焦量和收弧离焦量；第三步：设定焊接激光入射角度和收弧激光入射角度；第四步：当激光焦点达到a点时，离焦量从焊接离焦量向收弧离焦量线性变化，同时使激光入射角度从焊接激光入射角度向收弧激光入射角度线性变化；第五步：激光作用范围达到收弧终止点时，保持离焦量和激光入射角度不变，激光功率线性下降到零，结束收弧。本发明通过控制收弧过程中离焦量和激光入射角度从而防止焊接收弧过程产生的裂纹、凹坑、气孔等缺陷，在实际生产中具有较大的应用价值。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，尤其涉及一种铝合金T型结构双激光束双侧同步焊接收弧缺陷消除方法。

背景技术

铝合金由于其密度低，强度高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性等众多优良性能，被越来越多的应用于航空航天领域。在火箭筒段以及飞机壁板上，铝合金蒙皮与铝合金桁条的传统连接方式为铆接。由于其效率低下、气密性不足、铆钉增重等诸多缺点，采用焊接来代替传统铆接是必然的趋势。激光焊接技术具有焊接效率高，焊缝成形性好、焊接能量集中、热影响区窄、焊后残余应力低、气密性好等优点，特别适用于铝合金蒙皮-桁条T型结构的焊接。

铝合金T型结构双激光束双侧同步焊接时，由于激光热输入对铝合金焊缝成形影响较大，焊接收弧过程中热输入急剧降低导致在焊接收弧时产生凹坑、气孔、裂纹等缺陷，从而破坏了焊缝成形性、降低焊缝力学性能。在实际焊接生产中，较为常用的铝合金焊接收弧缺陷消除方法有三种：第一种是在焊缝收尾处放置收弧板，使焊缝在收弧板上进行收弧，从而避免产品的焊缝部位出现收弧缺陷；第二种是焊后对收弧缺陷进行补焊。第三种是延长焊接路径，将收弧缺陷留在可去除位置，焊完后将收弧缺陷去除。采用收弧板的方式由于对收弧板加工精度和装配精度要求很高，降低了焊接效率。补焊的方法由于焊接过程可能重新造成其他缺陷，同时也会降低焊接效率。延长焊接路径的方法由于浪费焊接母材且不适用于焊接尺寸要求较高的焊件。综上，目前所存在的收弧方法均无法在充分发挥双激光束双侧同步焊接的优势同时降低收弧缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种铝合金双激光束双侧同步焊接的收弧缺陷消除方法，旨在提供一种不需要外加装置和步骤，在保证焊接效率的同时消除收弧缺陷的高效收弧方法，克服铝合金激光焊接收弧时易产生凹坑、裂纹等缺陷问题，获得良好的焊缝外观以及力学性能。

本发明采用如下的技术方案实现：

第一步：设定离焦量改变起始点为收弧起始点，在焊缝结束位置设定收弧终止点。第二步：设定焊接离焦量和收弧离焦量。第三步：设定焊接激光入射角度和收弧激光入射角度。第四步：当激光焦点达到a点时，离焦量从焊接离焦量向收弧离焦量线性变化，同时使激光入射角度从焊接激光入射角度向收弧激光入射角度线性变化。第五步：激光作用范围达到收弧终止点时，保持离焦量和激光入射角度不变，激光功率线性下降到零，结束收弧。

作为本发明专利的进一步改进，设定收弧过程起始点距焊缝结束位置距离为a＝5mm。

作为本发明专利的进一步改进，设定焊接离焦量为0mm，设定收弧离焦量为3mm。

作为本发明专利的进一步改进，离焦量从焊接离焦量向收弧离焦量线性变化，离焦量改变速率为25mm/s。

作为本发明专利的进一步改进，设定焊接激光入射角度为90°，设定收弧激光入射角度为120°。

作为本发明专利的进一步改进，激光入射角度从焊接激光入射角度向收弧激光入射角度线性变化，激光角度变化速率根据焊接改。

作为本发明专利的进一步改进，收弧过程中焊接速度保持原有焊接速度2.5m/min。