铝制造技术

技术编号:39642953 阅读:17 留言:0更新日期:2023-12-09 11:10
一种铝

【技术实现步骤摘要】
/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法


[0001]本专利技术涉及的是一种激光焊接领域的技术,具体是一种铝合金与不锈钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法


技术介绍

[0002]随着能源结构的调整和环保要求的提高,汽车产业正在向着轻量化方向发展

钢铝混合车身是兼顾车辆性能

安全

成本和重量四者之间平衡的

实现汽车轻量化的有效途径

与现有的焊接连接方法相比,激光焊的能量密度高,在焊接过程中焊接速度快,热输入小,可以有效降低焊接变形,减小焊接残余应力

然而在采用激光对铝钢搭接接头进行施焊的过程中,由于钢和铝的金属热物理性能参数差异巨大,在激光焊接完成后仍会产生较大变形,致使上层熔化的液态铝合金与底层钢板接触减少,形成的金属间化合物层缺乏连续性,大大降低了接头强度


技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的上述不足,提出一种铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,通过增加上层熔化铝合金与底层钢板的接触面积,获得稳定连续的金属间化合物层,解决铝钢焊接变形大,金属间化合物不连续的问题,显著提高了焊接质量

[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的:
[0005]本专利技术涉及一种铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,通过对上层铝合金的待焊区域挤压得到向下的微凸结构,再将铝合金和不锈钢之间涂覆胶粘剂并固化后对微凸结构采用具有微小摆动振幅的飞行激光束对待焊接件进行激光焊接

[0006]所述的微凸结构,通过冲压后压槽得到;该微凸结构的压槽形状为半椭圆形,深度为
0.2

0.5mm
,宽度为
0.5

1.0mm。
[0007]所述的涂覆,得到的胶粘剂厚度与微凸结构高度相同

[0008]所述的激光焊接,其激光束对准铝合金试板凸台中心位置进行焊接,工艺参数为:激光功率2‑
4kW、
焊接速度5‑
10m/min、
光束倾角0‑
45
°

[0009]所述的微小摆动振幅是指:焊接时激光束沿焊接方向前进,同时激光束垂直于焊接方向周期性摆动,形成

字形的焊接路径

[0010]所述的铝合金与不锈钢,优选在焊接前对其待焊区域表面依次进行机械打磨

超声清洗

干燥

[0011]所述的胶粘剂,采用但不限于氧树脂结构胶粘剂,其厚度优选为
0.25mm。
技术效果
[0012]本专利技术将激光飞行焊技术与胶结技术相结合,通过微突结构将胶层挤出焊接区域,实现有效连接的同时有效控制焊接区域胶层厚度,防止过厚的胶层在焊接热作用下产生过量的有机物蒸气,从而提高匙孔稳定性,减小飞溅和气孔等焊接缺陷的产生,得到优质
的焊接接头

附图说明
[0013]图1为本专利技术原理示意图;
[0014]图中:1可移动式聚焦镜
、2
反射镜
、3
激光束
、4
下层钢板
、5
微凸结构
、6
胶粘剂
、7
上层铝板

具体实施方式
[0015]如图1所示,为本实施例涉及一种铝合金与不锈钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,包括以下步骤:
[0016]步骤
1)

6016
铝合金的待焊区域进行挤压形成高度为
0.2mm
,宽
0.5mm
的椭圆形凸台;对
6016
铝合金与
316L
不锈钢的待焊表面进行打磨处理

[0017]步骤
2)
先后采用稀盐酸和氢氧化钠溶液去除铝合金表面的氧化膜,具体为:将所有试样放入丙酮中进行超声清洗
15min
,再用酒精对试样待焊表面进行擦拭,然后用冷风吹干,得到干净的待焊铝合金

不锈钢;
[0018]步骤
3)
将处理好后的不锈钢进行涂胶处理,胶层厚度为
0.25mm
,制成铝上钢下的搭接形式焊件后,采用直线焊接方式或进

字摆动飞行激光焊接实验:焊接实验选用参数为激光功率
2kW

3kW
,摆动频率为
300Hz
,焊接速度为
6m/min。
焊接结束后,依次关闭激光器

冷却水等

[0019]与现有技术相比,本专利技术通过在铝钢层间添加胶层,提高铝钢接头中搭接部分的刚度,从而达到减小焊接变形的目的

同时在搭接接头装配过程中,利用上层铝合金板微凸结构挤走焊接区域的胶层,减小焊接区域胶层厚度,防止过厚的胶层在焊接热的作用下产生过量的有机物蒸气,进而提高匙孔稳定性,减小飞溅和气孔等焊接缺陷的产生

二者协同作用实现机械

冶金

化学结合有机统一,从而大幅度提高焊接结构性能,增强汽车的安全服役性能

[0020]上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整,本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限,在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束

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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,其特征在于,通过对上层铝合金的待焊区域挤压得到向下的微凸结构,再将铝合金和不锈钢之间涂覆胶粘剂并固化后对微凸结构采用具有微小摆动振幅的飞行激光束对待焊接件进行激光焊接
。2.
根据权利要求1所述的铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,其特征是,所述的微凸结构,通过冲压后压槽得到
。3.
根据权利要求1或2所述的铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,其特征是,所述的微凸结构的压槽形状为半椭圆形
。4.
根据权利要求3所述的铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,其特征是,所述的压槽的深度为
0.2

0.5mm
,宽度为
0.5

1.0mm。5.
根据权利要求1所述的铝
/
钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法,其特征是,所述的涂覆,得到的胶粘剂厚度与微凸结构高度相同
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员:黄霜楼铭李永兵陆润东李卓然吕天乐
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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