[发明专利]一种不等厚度铜及其合金板端面的激光焊接方法和系统

权利要求书

1.一种不等厚度铜板端面的激光焊接方法，其特征在于，其包括：

采用激光束对第一板材和第二板材的待焊接端面进行正弦摆动焊接；在激光焊接过程中，激光头不发生摆动，直接沿着激光头运动轨迹运动；

其中，所述第一板材和所述第二板材的厚度不相等，根据所述第一板材和所述第二板材的厚度设置激光束的功率、摆动幅度和摆动频率以获得表面过渡圆滑，内部呈U型的焊缝；

所述激光束在进行正弦摆动时的运动轨迹为，激光头运动轨迹与焊接方向平行且沿焊缝垂直方向负偏离B=（T2-T1）/2，（T1＜T2）；

其中，Y为激光束距离所述第一板材和所述第二板材的中间距离，Y-B为激光束距离焊缝中心位置的距离；以向所述第一板材的运动为正向运动，向所述第二板材的运动为负向运动；

A为激光束平均摆动幅度，其值为第一板材和第二板材的厚度的平均值，即A=（T1+T2）/2，T1为第一板材的厚度，T2为第二板材的厚度；

X为在焊接方向上激光束与开始位置的垂直距离，X=2πft，f为激光束摆动频率，t为时间；

为激光束开始的位相，；

所述激光束的功率沿着焊缝中心位置向所述第一板材和所述第二板材的方向分别逐渐缩小；

所述激光束为红光波段激光；所述激光束的光斑模式为双光斑；

所述双光斑包括用于给所述第一板材和所述第二板材加热的外环激光以及用于焊接的圆心激光；

根据所述第一板材和所述第二板材的厚度和需要获得的熔深设置所述激光束的最大功率，所述外环激光的功率为所述最大功率的20-35%，所述圆心激光的功率随着所述激光束的运动轨迹而发生多阶段的线性变化；

根据运动轨迹设置所述圆心激光的功率，

当Y=(T2-T1)/2（T1＜T2）时，X位置的所述圆心激光的功率为所述最大功率的100%；

当Y=-T1/2或T2/2时，X位置的所述圆心激光的功率为所述最大功率的40-60%；

当Y=±（T1+T2）/2时，X位置的所述圆心激光的功率为所述最大功率的25-30%；

将满足上述取值的点均作为功率基准点，线性连接任意两个相邻的功率基准点，其余X和Y值对应的点的功率按照其对应的连线的斜率线性变化。

2.根据权利要求1所述的不等厚度铜板端面的激光焊接方法，其特征在于，所述激光束的功率为1-10kw。

3.根据权利要求1所述的不等厚度铜板端面的激光焊接方法，其特征在于，所述激光束的最大功率为5-10kw。

4.根据权利要求1所述的不等厚度铜板端面的激光焊接方法，其特征在于，所述激光束的摆动幅度为1-10mm。

5.根据权利要求1所述的不等厚度铜板端面的激光焊接方法，其特征在于，所述激光束的摆动频率为50-500Hz。

6.根据权利要求1所述的不等厚度铜板端面的激光焊接方法，其特征在于，所述激光束的摆动频率为80-200Hz。