[发明专利]一种铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法

权利要求书

1.一种铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法，用于对工件(11)进行焊接，其特征在于，具体步骤如下：

1)母材表面处理，即对铝合金母材表面进行毛化处理并用丙酮和无水乙醇清洗干净；

2)粉末处理，即将粉末置于压片模具中，在压力设备上压制成片状，并将其烘干；

3)将步骤2压制后的粉末片(12)与工件(11)相连接，然后将其置于激光焊接平台上；

4)调节磁场发生装置(5)，使焊接起始位置处于稳态磁场中，磁场强度可通过磁场电源(4)调节；开启直流电源(10)施加电场，电压连续可调(0-220V)；

5)开启激光器(1)，通过激光头(2)输出连续激光(3)，使母材与预置合金粉末熔化进入焊接熔池中；在焊接过程中同时开启保护气瓶，通过喷嘴(9)对熔池进行保护。

2.根据权利要求1所述的铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法，其特征在于，所述母材表面处理包括表面清洁与毛化处理。表面清洁要求去除母材对接接口区域的绝缘氧化皮；毛化方法包括喷砂毛化、切削加工毛化及特种加工毛化中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法，其特征在于，所述粉末是由两种或两种以上单质或化合物粉末组成的混合粉末，且针对不同牌号的铝合金所用粉末的化学成分不同。

4.根据权利要求1所述的铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法，其特征在于，所述预置合金粉末(12)与工件(11)的连接是化学粘接，采用的粘接剂是有机粘接剂或无机溶胶。

5.根据权利要求1所述的铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法所使用的装置，其特征在于，包括激光系统，由激光器(1)、激光头(2)组成。激光器(1)输出的激光束(3)经激光头(2)聚焦后，与工件(11)成75-80°夹角；激光焊接参数为：激光功率2-6kW，焊接速度1.5-3.5m/min，离焦量0-5mm。

6.根据权利要求1所述的铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法所使用的装置，其特征在于，保护气喷嘴(9)与工件(11)成45°夹角，激光焊接过程中采用Ar气保护，保护气流量为12-15L/min。

7.根据权利要求1所述的铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法所使用的装置，其特征在于，包括电磁场发生系统，由磁场电源(4)、磁场发生装置(5)、夹片(9)、直流电源(10)组成。磁场发生装置(5)为两个同轴相对布置的亥姆霍兹线圈(501、502)，可产生横向稳态磁场，且在激光焊接过程中随激光头同步运动。直流电源(10)输出电压连续可调(0-220V)，正负极通过夹片(9)与焊缝前后端连接形成闭合回路。电磁场强度大小可通过计算机(7)进行调控，根据左手定则，焊接过程中熔池受稳定电磁力。

8.一种铝合金表面预置粉末的电磁辅助激光焊接方法，根据权利要求7所述的电磁场发生系统，其特征在于，工件(11)位于磁场中心，可在工件(11)下方放置垫板(6)补充高度，确保焊接熔池始终受电磁场作用。