一种铜铝异质金属的激光焊接方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光焊接的技术领域，更具体地，涉及一种铜铝异质金属的激光焊接方法及其装置。一种铜铝异质金属的激光焊接方法，其中，包括以下步骤；S1. 焊接之前，先将待焊接的铜铝异质金属分别进行斜坡处理，使其使其具有一定的斜坡；S2. 将进行了斜坡处理的两块待焊接铜铝异质金属放置在焊接台上，使激光束能照射到待焊接一块金属材料的斜坡上，并能使激光束反射到另一块待焊接的金属斜坡；S3. 将金属粉末铺入两块待焊接的金属材料之间；S4. 将激光束照射到其表面，移动激光束进行铜铝异质金属的激光焊接。本发明专利技术易于用常用的激光设备（输出波长在1.06‑10.6微米）焊接反射率很高的铜、铝等金属材料。通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。

【技术实现步骤摘要】
一种铜铝异质金属的激光焊接方法及其装置
本专利技术涉及激光焊接的
，更具体地，涉及一种铜铝异质金属的激光焊接方法及其装置。
技术介绍
近年来，铜价暴涨，传统行业冲击严重。尤其以铜材料为主的电力电子行业受到极大挑战。铝材价格便宜（约为铜价的三四成），在电力电子行业应用铝材料具有很高的性价比。部分地用铝代替铜，成为电力电子行业节约成本、挖潜增效的一个有效途径，铜铝焊接需求逐渐凸显。另外，传统的焊接方式能耗大、污染高，尤其是人工成本高。近年来，我国人口逐渐老龄化，劳动力短缺严重，人工成本逐年攀升，相关企业不堪重负。以自动化程度高、速度快、污染小的现代激光技术焊接铜铝异质金属，有望解决以上两方面的问题。激光焊接是一个非常复杂的问题，涉及焊接学、材料学、凝固相变学、量子力学等多个领域。铜铝两种金属的物理化学性能差异较大，本身就难于焊接，且大部分工业用激光（如YAG激光器、CO2激光器、光纤激光器，波长在1.06～10.6μm）在铜铝表面的反射率都很高（有的高达90%以上）；使得激光焊接铜铝技术一直存在一些瓶颈问题。目前，对铜铝异质金属的激光焊接仍停留在经验水平，焊接工艺缺乏理论支持。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种铜铝异质金属的激光焊接方法及其装置，可以解决铜铝材料的焊接。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种铜铝异质金属的激光焊接方法，其中，包括以下步骤；S1.焊接之前，先将待焊接的铜铝异质金属分别进行斜坡处理，使其使其具有一定的斜坡；S2.将进行了斜坡处理的两块待焊接铜铝异质金属放置在焊接台上，使激光束能照射到待焊接一块金属材料的斜坡上，并能使激光束反射到另一块待焊接的金属斜坡；S3.将金属粉末铺入两块待焊接的金属材料之间；S4.将激光束照射到其表面，移动激光束进行铜铝异质金属的激光焊接。由于铜铝异质金属对常用的工业用激光（波长在1.06-10.6微米）的反射率很高，很难焊接。本专利技术中，通过将待焊接的铜铝异质金属材料的表面进行斜坡处理，再在其中铺入相应的金属粉末（这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末），通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。进一步的，所述的步骤S1中，斜坡角度为30-60度，相对于的另外一种材料斜坡的角度为120-150度。对待焊接的铜铝异质金属的两个接口处进行斜坡处理。使其具有一定的斜坡，斜坡角度大约在30-60度之间（相对于的另外一种材料斜坡的角度大约在120-150度之间），使照射在其中的激光束能在待焊接的铜铝异质金属间的两个表面来回反射，多次反射后，大部分激光能量被吸收，提高了整体反射率，有利于激光焊接铜铝异质金属。进一步的，所述的步骤S2中，所述的两块待焊接的铜铝材料之间留有一定的缝隙。所述的步骤S3中，金属粉末是铜粉末，或者是铝粉末，或者是能和铜铝形成良好焊接接头的其他金属粉末。本专利技术中，在待焊接铜铝金属材料的接口处加入金属粉末，这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末。由于漫反射，使得这些金属粉末对常用工业用激光（波长在1.06-10.6微米）的吸收率大大提高，这样不仅可以提高激光输入率，还有利于与待焊接金属形成良好结合。进一步的，所述的步骤S3中，铺入的金属粉末高出两块待焊接金属材料表面。本专利技术中，粉末铺满缝隙并略有多余。激光束照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上，熔化金属粉末成为液体金属，金属粉末熔化后形成的液体金属在待焊接的铜材料、铝材料之间。当移走激光束后，液体金属冷却和待焊接的两块材料形成良好结合。进一步的，利用铜铝异质金属的激光焊接方法的装置，其中：包括激光焊接设备、与激光焊接设备连接的传输机构、与传输机构连接的激光加工头，激光加工头射出的激光束照射到两块待焊接材料缝隙之间的金属粉末上。从激光焊接设备输出的激光束，经过传输机构（对于1.06微米的激光束，可以通过光纤传输，此时传输机构可以是光纤），传输到激光加工头。与现有技术相比，有益效果是：本专利技术易于用常用的激光设备（输出波长在1.06-10.6微米）焊接反射率很高的铜、铝等金属材料。通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。附图说明图1是本专利技术整体示意图。图2是本专利技术斜坡处理示意图。图3是本专利技术射入激光束示意图。图4是本专利技术铺入金属粉末示意图。图5是本专利技术激光装置示意图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。如图1所示，1为激光束，2为待焊接的铝材料，3为金属粉末，4为待焊接的铜材料。一种铜铝异质金属的激光焊接方法，其中，包括以下步骤；S1.焊接之前，先将待焊接的铜铝异质金属分别进行斜坡处理，使其使其具有一定的斜坡；S2.将进行了斜坡处理的两块待焊接铜铝异质金属放置在焊接台上，使激光束能照射到待焊接一块金属材料的斜坡上，并能使激光束反射到另一块待焊接的金属斜坡；S3.将金属粉末3铺入两块待焊接的金属材料之间；S4.将激光束照射到其表面，移动激光束进行铜铝异质金属的激光焊接。本实施例中，通过将待焊接的铜铝异质金属材料的表面进行斜坡处理，再在其中铺入相应的金属粉末3（这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末），通过多种方法提高了激光束在铜铝表面的吸收率，有利于用激光焊接铜铝异质金属。另外，以上附图中，也可以是：2为待焊接的铜材料，4为待焊接的铝材料。其他类似，效果相同。如图2中，a表示该表面进行斜坡处理，所述的步骤S1中，斜坡角度为30-60度，相对于的另外一种材料斜坡的角度为120-150度。对待焊接的铜铝异质金属的两个接口处进行斜坡处理。使其具有一定的斜坡，斜坡角度大约在30-60度之间（相对于的另外一种材料斜坡的角度大约在120-150度之间），使照射在其中的激光束能在待焊接的铜铝异质金属间的两个表面来回反射，多次反射后，大部分激光能量被吸收，提高了整体反射率，有利于激光焊接铜铝异质金属。如图3中，使激光束能照射到待焊接一块金属材料的斜坡上，并能使激光束反射到另一块待焊接的金属斜坡。通过指示红光，可以看出激光束的反射情况。如图4中，所述的步骤S2中，所述的两块待焊接的铜铝材料之间留有一定的缝隙。所述的步骤S3中，金属粉末是铜粉末，或者是铝粉末，或者是能和铜铝形成良好焊接接头的其他金属粉末。本专利技术中，在待焊接铜铝金属材料的接口处加入金属粉末，这些金属粉末包括铜粉末、铝粉末，或者是一些易与铜铝能紧密结合形成金属间化合物的其他金属粉末。由于漫反射，使得这些金属粉末对常用工业用激光（波长在1.06-10.6微米）的吸收率大大提高，这样不仅可以提高激光输入率，还有利于与待焊接金属形成良好结合。可以直接将金属粉末铺入两块待焊接的金属材料之间，铺入的粉末要稍微多一些，即高出两块待焊接金属材料表面。也可以利用同步送粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜铝异质金属的激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤；S1. 焊接之前，先将待焊接的铜铝异质金属分别进行斜坡处理，使其使其具有一定的斜坡；S2. 将进行了斜坡处理的两块待焊接铜铝异质金属放置在焊接台上，使激光束能照射到待焊接一块金属材料的斜坡上，并能使激光束反射到另一块待焊接的金属斜坡；S3. 将金属粉末铺入两块待焊接的金属材料之间；S4. 将激光束照射到其表面，移动激光束进行铜铝异质金属的激光焊接。

【技术特征摘要】
1.一种铜铝异质金属的激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤；S1.焊接之前，先将待焊接的铜铝异质金属分别进行斜坡处理，使其使其具有一定的斜坡；S2.将进行了斜坡处理的两块待焊接铜铝异质金属放置在焊接台上，使激光束能照射到待焊接一块金属材料的斜坡上，并能使激光束反射到另一块待焊接的金属斜坡；S3.将金属粉末铺入两块待焊接的金属材料之间；S4.将激光束照射到其表面，移动激光束进行铜铝异质金属的激光焊接。2.根据权利要求1所述的一种铜铝异质金属的激光焊接方法，其特征在于：所述的步骤S1中，斜坡角度为30-60度，相对于的另外一种材料斜坡的角度为120-150度。3.根据权利要求1所述的一种铜铝异质金属的激光焊接方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：师文庆，黄江，谢玉萍，安芬菊，李思东，李永强，吴湛霞，廖铭能，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：广东,44