[发明专利]一种铝合金焊接方法

说明书

本发明提供了一种铝合金焊接方法，所述铝合金焊接方法采用激光束与等离子弧形成复合热源作用于铝合金进行焊接，所述等离子弧由两个异极性电极交替产生，所述等离子体弧的输出中心轴所在直线和所述激光束输出中心轴所在直线重合，所述铝合金焊接方法以方波脉冲的方式送给等离子气。本发明的铝合金焊接方法以方波脉冲的方式送给等离子气可以避免熔池内熔融金属飞溅，并且不会在焊接期间引入负面干扰。此外，本发明的铝合金焊接方法的焊接过程中在熔池中产生了与等离子气体脉冲周期同步的周期性的振荡，促进熔池中气泡上升而降低气孔率，减少了焊缝气孔，提高了焊接质量。

技术领域

本发明涉及合金制备领域，具体涉及一种铝合金焊接方法。

背景技术

铝合金在航空航天、高速列车、新能源汽车、船舶等领域应用广泛。由于铝合金表面容易形成一层密实、难熔的氧化膜，容易造成焊接气孔。前苏联专利№221477公布了一种薄板金属等离子焊接方法，根据该方法，在喷嘴与工件之间加载正极脉冲电压，而在电极与工件之间加载负极脉冲电压，从而产生阴极雾化的作用去除铝合金表面的氧化膜。该方法的缺点是在焊接过程中为了消除焊缝内部气孔以及外部缺陷使得焊接速度比普通弧焊慢。

俄罗斯专利RU 2555701公布了一种激光-等离子复合焊接方法及设备，根据该方法，等离子枪包含外部和内部电极形成环形等离子弧，继而在焊接过程中采用环形等离子弧对待焊工件进行预热，激光束通过环形等离子弧的中心对工件进行焊接。该发明通过激光增强了焊接热输入，降低了焊接区域的冷却速率，继而减小了焊接残余应力。该方法的缺点是使用了非转移型等离子弧，在焊接过程中难以消除氧化膜，并且需要消耗大量的等离子气，会影响熔池中的液态金属流动，使得焊缝产生气孔。

因此，为进一步提高铝合金焊接的效率和质量，还需要开发新的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种铝合金焊接方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种铝合金焊接方法，所述铝合金焊接方法采用激光束与等离子弧形成复合热源作用于铝合金进行焊接，所述等离子弧由两个异极性电极交替产生，所述等离子体弧的输出中心轴所在直线和所述激光束输出中心轴所在直线重合，所述铝合金焊接方法以方波脉冲的方式送给等离子气。

上述铝合金焊接方法以方波脉冲的方式送给等离子气可以避免熔池内熔融金属飞溅，并且不会在焊接期间引入负面干扰。此外，焊接过程中在熔池中产生了与等离子气体脉冲周期同步的周期性的振荡，促进熔池中气泡上升而降低气孔率，减少了焊缝气孔，提高了焊接质量。

优选地，所述等离子气的脉冲频率为5Hz～10Hz。

上述铝合金焊接方法以方波脉冲的方式送给等离子气并且限定等离子气的脉冲频率减少了焊缝气孔，提高了焊接质量。

优选地，所述等离子气的最大流量供气的持续时间与最小流量供气的持续时间之比1：1。

优选地，所述等离子气的脉冲气体最大流速与最小流速之比为10：1，所述等离子气的脉冲气体最小流速为0.1L/min～1.0L/min。

上述铝合金焊接方法以方波脉冲的方式送给等离子气并且限定等离子气的脉冲气体的流速，减少了焊缝气孔，提高了焊接质量。

优选地，所述铝合金焊接方法以20～40L/min的流速连续送给保护气。

上述铝合金焊接方法以20～40L/min的流速连续送给保护气可以保护焊接区域。

优选地，所述等离子气为一种气体或两种气体的混合物。

优选地，所述铝合金焊接方法焊接3～15mm厚铝合金的条件包括：焊接速度为60～180m/h、等离子弧电流为50～300A和激光功率为1～6kW。