[发明专利]减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法

权利要求书

1.一种减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征在于，通过设置待焊接试样的对接部位底部悬空后，在其下方预置交流电磁场，并在激光焊接过程中设置试样上方的激光焊接工作头与试样下方的交流电磁场保持静止，且激光束聚焦于铝合金上表面、磁场作用范围始终覆盖整个熔池区域直至完成激光深熔焊接；

所述的交流电磁场的磁场方向垂直于焊接方向，并横向穿过焊接熔池，磁场强度沿板厚方向向上逐渐减弱；

所述的激光束的入射方向前倾7.5°，指向焊接熔池前端，激光束聚焦位置为磁场中心对应的焊缝正上方表面；

所述的激光束为零离焦、激光功率为5000~8000W、焊接速度为1~1.5m/min、保护气体流量为15~25L/min；

所述的磁场强度，通过以下方式确定： ，， ，，其中：为z向电磁力，分为恒定且始终向上的用于驱动气泡逸出以及振荡部分，为试样下表面处的磁通量密度有效值，为熔池内某位置到试样下表面的z向距离，为集肤深度，，分别为材料的磁导率及电导率，为交流频率。

2.根据权利要求1所述的减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征是，所述的待焊接试样是指：取两块铝合金中厚板试样，对其待焊部位进行常规的表面净化处理后，通过夹具以水平对接方式并排固定设置于焊接试样台上。

3.根据权利要求1所述的减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征是，通过可移动焊接系统实现，该系统包括：设置于一对滑轨上的两个试样放置台以及位于试样放置台的水平面下方的电磁铁和位于试样放置台上方的激光工作头和保护气喷嘴，其中：两个试样放置台在垂直焊接方向上不相接触保持间距，作为对接试样的铝合金板、分别搭载于对应的试样放置台上，待焊部位底部直接接触电磁铁的磁场。

4.根据权利要求3所述的减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征是，所述的电磁铁的磁场为：垂直于焊接方向水平交流磁场，磁场强度沿板厚方向向上递减或采用电磁铁芯的两端磁极产生磁场且磁极距离需保持在焊缝熔宽的2倍以上。

5.根据权利要求3所述的减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征是，所述的两个试样放置台之间通过横梁相连。

6.根据权利要求3所述的减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征是，所述的保护气喷嘴的吹气口指向待焊部位的熔池，并与水平面呈40~45°夹角，吹气口距熔池中小孔中心15~25mm。

7.根据权利要求1所述的减少铝合金焊缝气孔的交流磁场辅助激光深熔焊方法，其特征是，所述的磁场强度，设定试样下表面位置的磁通量密度有效值为70~90mT、磁场频率为200~400Hz。