[发明专利]一种结合激光和搅拌摩擦焊的复合焊接方法

权利要求书

1.一种激光焊和搅拌摩擦焊的复合焊接方法，其包括：在待焊接板的正面布置第一摩擦搅拌头，在待焊接板的背面布置第一激光束；焊接时，首先由第一激光束对待焊接板上待焊接部位进行照射软化，然后由第一摩擦搅拌头进行搅拌摩擦焊接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述待焊接板的背面还布置有第二摩擦搅拌头，所述待焊接板的正面布置有第二激光束；所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头和第二激光束沿与焊接方向相反的方向依次布置；所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在待焊接板表面上的作用点在水平方向上相隔一定距离；在焊接时，所述第一激光束将待焊接部位软化，所述第一摩擦搅拌头和第二摩擦搅拌头在待焊接板的正反两面同时进行摩擦焊接，待焊接完成后第二激光束对所述焊接缝进行重溶。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待焊接板为不锈钢板，且其厚度小于或等于50mm。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一激光束和第二激光束均来源于CO2激光器，所述第一激光束的中心线同待焊接板表面的垂直方向的夹角为α，其中，15°≤α≤30°，所述第一激光束的激光功率为P1，其中1200w≤P1≤2000w，第一激光束照射在待焊接板上的激光光斑的直径尺寸为3-5mm；所述第二激光束的中心线垂直与不锈钢板上表面，所述第二激光束的激光功率为P2，其中3000w≤P2≤6000w。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头的中心线同待焊接板上表面的垂直方向的夹角均为θ，其中0.5°＜θ≤2°。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头、第二激光束的焊接速度相同，均为1.5-3m/min，所述第一激光束在待焊接板表面上的作用点与第一摩擦搅拌头在待焊接板表面上的作用点的水平距离为4-5cm，所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在待焊接板表面上的作用点水平距离为3-6cm，所述第二激光束在待焊接板表面上的作用点与第二摩擦搅拌头在待焊接板表面上的作用点水平距离为12-18cm。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述不锈钢板的厚度为30mm；所述第一激光束的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角为α＝15°，所述第一激光束的激光功率为P1＝1200w，激光束照射在不锈钢板上的激光光斑的直径尺寸为3.5mm，所述第二激光束的激光功率为P2＝3000w；所述第一摩擦搅拌头和第二摩擦搅拌头的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角均为θ＝2°；所述第一激光束在不锈钢板表面上的作用点与第一摩擦搅拌头在不锈钢板表面上的作用点的距离为4cm；所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在不锈钢板表面上的作用点水平距离为3cm，所述第二激光束在不锈钢板表面上的作用点与第二摩擦搅拌头在不锈钢板表面上的作用点距离为12cm，所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头、第二激光束的焊接速度相同，均为1.5m/min。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述不锈钢板的厚度为40mm；所述第一激光束的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角为α＝30°，所述第一激光束的激光功率为P1＝1600w，激光束照射在不锈钢板上的激光光斑的直径尺寸为5mm，所述第二激光束的激光功率为P2＝4500w；所述第一摩擦搅拌头和第二摩擦搅拌头的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角均为θ＝0.5°；所述第一激光束在不锈钢板表面上的作用点与第一摩擦搅拌头在不锈钢板表面上的作用点的距离为5cm；所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在不锈钢板表面上的作用点水平距离为5cm，所述第二激光束在不锈钢板表面上的作用点与第二摩擦搅拌头在不锈钢板表面上的作用点距离为15cm，所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头、第二激光束的焊接速度相同，均为3m/min。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述不锈钢板的厚度为50mm；所述第一激光束的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角为α＝22°，所述第一激光束的激光功率为P1＝2000w，激光束照射在不锈钢板上的激光光斑的直径尺寸为3mm，所述第二激光束的激光功率为P2＝6000w；所述第一摩擦搅拌头和第二摩擦搅拌头的中心线同不锈钢板表面的垂直方向的夹角均为θ＝1°；所述第一激光束在不锈钢板表面上的作用点与第一摩擦搅拌头在不锈钢板表面上的作用点的距离为4cm；所述第一摩擦搅拌头和第二搅拌摩擦头在不锈钢板表面上的作用点水平距离为6cm，所述第二激光束在不锈钢板表面上的作用点与第二摩擦搅拌头在不锈钢板表面上的作用点距离为18cm，所述第一激光束、第一摩擦搅拌头、第二摩擦搅拌头、第二激光束的焊接速度相同，均为2m/min。