[发明专利]一种应用于异种材料超薄结构激光焊接的方法及装置

说明书

一种应用于异种材料超薄结构激光焊接的方法及装置，首先将连接环和保护工装连接，形成一端开放的腔体，向腔体内部通入保护气，形成保护腔，然后采用具有阵列结构的工装将超薄膜片与支撑环进行压紧装配，利用脉冲激光分段焊接方法将膜片和支撑环进行定位；然后拆除压紧工装，进行大离焦量下的整周焊接。本发明能够显著降低厚度0.2mm以内膜片类超薄零件在厚度差异较大且为异种材料焊接过程出现的卷边、烧穿和气密性不足等问题，显著降低薄膜零件对装配间隙的要求，提高了产品一次合格率。

技术领域

本发明涉及一种应用于异种材料超薄结构激光焊接的方法及装置，属于焊接技术领域。

背景技术

激光焊接技术是近些年在材料连接领域快速发展的一种高能束焊接方法，该方法能够在大气环境中实现零件的高效、高可靠连接，目前在中厚零件的应用中较为广泛。国内汽车行业较多的开展了激光焊接工艺在薄板类零件制造中的应用研究，并实现了工业应用，但是在超薄板(厚度0.2mm)的焊接过程中，采用传统的连续激光及脉冲激光焊接易出现卷边、焊瘤等缺陷，尤其针对航天工业中常用的调压器、隔膜组件等薄壁膜片类零件，焊接后气密性不能满足产品使用要求，产品合格率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种应用于异种材料超薄结构激光焊接的方法及装置，首先将连接环和保护工装连接，形成一端开放的腔体，向腔体内部通入保护气，形成保护腔，然后采用具有阵列结构的工装将超薄膜片与支撑环进行压紧装配，利用脉冲激光分段焊接方法将膜片和支撑环进行定位；然后拆除压紧工装，进行大离焦量下的整周焊接。本发明能够显著降低厚度0.2mm以内膜片类超薄零件在厚度差异较大且为异种材料焊接过程出现的卷边、烧穿和气密性不足等问题，显著降低薄膜零件对装配间隙的要求，提高了产品一次合格率。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种应用于异种材料超薄结构激光焊接装置，包括压板、底部工装；

底部工装为开口腔体结构，用于容置第一被焊接物；第二被焊接物与第一被焊接物紧贴放置；压板与底部工装连接后，将第二被焊接物与第一被焊接物固定；

压板上设有阵列式缺口，通过阵列式缺口，能够暴露第二被焊接物与第一被焊接物之间的局部焊缝；阵列式缺口均匀分布；

底部工装上设有管路接口，用于向底部工装的腔体内通入焊接保护气。

本发明一实施例中，阵列式缺口将第二被焊接物与第一被焊接物之间的所有焊缝平均分割。

本发明一实施例中，压板与底部工装连接后，压板的平面度优于0.1mm。

采用上述应用于异种材料超薄结构激光焊接装置的焊接方法，包括如下步骤：

将第一被焊接物放置在底部工装内，向底部工装内通入焊接保护气；

采用压板将第二被焊接物与第一被焊接物进行压紧装配，并将压板与底部工装连接；

利用脉冲激光分段焊接方法将第二被焊接物和第一被焊接物进行定位焊接；

拆除压板后，对第二被焊接物和第一被焊接物进行整周焊接；

其中第二被焊接物为膜片类，厚度不超过0.2mm。

本发明一实施例中，第二被焊接物和第一被焊接物为异种材料。

本发明一实施例中，焊接保护气的密度应大于空气密度。

本发明一实施例中，定位方式为分段定位，每段长度为5～10mm，定位顺序为对称定位；

本发明一实施例中，整周焊接时，脉冲焊接焊点的重叠率不小于50％，激光离焦量为+2～+10。