本發明屬于激光焊接,涉及一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法。
背景技術:
1、大厚度鋁合金焊接需要極高的熱輸入,且焊縫極易產生氣孔。目前,針對大厚度鋁合金對接焊,真空電子束焊接是常用方法之一。但該工藝要求將真空室真空度控制在2×102pa~7×102pa量級,對設備真空系統要求較高。
2、真空激光焊接技術通過其“真空抑制等離子體+穩定熔池”的物理機制,突破了傳統焊接在熔深和缺陷控制方面的限制,已成為高反射金屬及大厚度構件焊接的優選方案之一。相較于真空電子束焊,真空激光焊接僅需將真空度控制在低于120pa,對設備要求顯著降低,且抽真空周期短,焊接效率大幅提升。
3、然而,采用真空激光焊接大厚度鋁合金時,若工藝參數控制不當,焊縫易出現未熔合、氣孔超標、裂紋等內部缺陷。因此,開發一種高效、可靠的大厚度鋁合金真空激光焊接方法具有迫切需求。
技術實現思路
1、本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足,提出一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,解決了大厚度鋁合金焊接時,焊縫內部存在裂紋、未焊透與未熔合缺陷問題。
2、本發明解決技術的方案是:
3、一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,包括:
4、進行焊前,對2個大厚度鋁合金試板進行清理,并擦拭無水乙醇去除表面油污;
5、設置2個大厚度鋁合金試板的對接方式;
6、對2個大厚度鋁合金試板進行點固,并使用試板夾具將2個大厚度鋁合金試板固定在真空艙室工作臺上;
7、對裝有大厚度鋁合金試板的真空艙室進行抽真空處理;
8、對焊縫軌跡進行示教;
9、將激光光斑對準焊縫中心,進行焊接;
10、將焊接為整體的大厚度鋁合金試板從真空艙室取出,進行焊后打磨。
11、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,所述大厚度鋁合金試板采用5a06鋁合金材料,厚度為20~30mm。
12、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,通過清理去除大厚度鋁合金試板表面的氧化膜。
13、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,2個大厚度鋁合金試板采用水平對接的方式,沿2個大厚度鋁合金試板的對接縫進行焊接。
14、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,所述點固所用的激光功率p1為3500-5000w,掃描速度為300-600mm/min,離焦量為-5mm。
15、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,設定焊接功率為p,點固所用的激光功率p1為:
16、p1=p/2+500。
17、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,大厚度鋁合金試板固定在真空艙室工作臺上后,裝配階差不大于大厚度鋁合金試板厚度的10%;裝配最大間隙不超過0.1mm。
18、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,抽真空處理后真空艙室的真空度小于等于120pa。
19、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,對焊縫軌跡進行示教為:
20、機械臂控制焊槍沿焊接軌跡預演一遍,并不焊接。
21、在上述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,焊接時,激光焊接功率為6000~9000w,掃描速度為300~600mm/min,離焦量為-5。
22、本發明與現有技術相比的有益效果是:
23、(1)本發明采用真空激光焊接技術實現鋁合金連接,其核心優勢在于:能量高度集中,可實現精準熱輸入控制;熱影響區顯著縮小,工件變形量低;真空環境有效隔絕氧氣,杜絕焊縫氧化及合金元素燒損;
24、(2)本發明采用低真空度工藝腔室,顯著降低設備成本,壓縮抽真空時間,從而全面提升焊接效率;
25、(3)本發明采用本發明方法所得焊縫表面成形平整致密,無夾雜、裂紋及凹陷等缺陷;同時焊縫內部經檢測確認無裂紋、未焊透與未熔合缺陷,焊縫質量良好;
26、(4)本發明采用本發明的方法得到的焊接接頭抗拉強度達到280~290mpa,超過母材強度315mpa的80%以上,斷后延伸率為9%~11%。
1.一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:包括:
2.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:所述大厚度鋁合金試板(2)采用5a06鋁合金材料,厚度為20~30mm。
3.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:通過清理去除大厚度鋁合金試板(2)表面的氧化膜。
4.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:2個大厚度鋁合金試板(2)采用水平對接的方式,沿2個大厚度鋁合金試板(2)的對接縫進行焊接。
5.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:所述點固所用的激光功率p1為3500-5000w,掃描速度為300-600mm/min,離焦量為-5mm。
6.根據權利要求5所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:設定焊接功率為p,點固所用的激光功率p1為:
7.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:大厚度鋁合金試板(2)固定在真空艙室工作臺上后,裝配階差不大于大厚度鋁合金試板(2)厚度的10%;裝配最大間隙不超過0.1mm。
8.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:抽真空處理后真空艙室的真空度小于等于120pa。
9.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:對焊縫軌跡進行示教為:
10.根據權利要求1所述的一種大厚度鋁合金真空激光焊接方法,其特征在于:焊接時,激光焊接功率為6000~9000w,掃描速度為300~600mm/min,離焦量為-5。