[发明专利]一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的装置及方法

权利要求书

1.一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的装置，其特征在于：包括工作台底座(1)、加热模块、激光焊接模块、三维工作台(17)、密封腔(7)和工控机(9)，所述的三维工作台(17)和密封腔(7)均安装于工作台底座(1)，且三维工作台(17)能够移入或移出密封腔(7)，密封腔(7)在激光焊接时会被注入惰性气体，所述的加热模块放置于三维工作台(17)上，用于预热待焊接工件，所述的加热模块包括绝热槽(10)、加热座(11)、加热棒(12)和热电偶(16)，所述的加热座(11)放置于绝热槽(10)内，加热座(11)上开设有用于放置待焊接工件的凹槽，凹槽下方均匀且间隔的分布有若干个加热棒(12)，并且凹槽下方还安装有用于测量温度的热电偶(16)，加热棒(12)通过工控机(9)接收热电偶(16)的反馈信号实现闭环控制进而对放置于上述凹槽内的待焊接工件进行精确预热；所述的密封腔(7)顶部设置有透光板(2)，所述的激光焊接模块位于该透光板(2)的上方，激光焊接模块发出的激光束(4)穿过该透光板(2)后作用于待焊接工件，所述的加热模块、密封腔(7)和激光焊接模块均由工控机(9)进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的装置，其特征在于：所述的绝热槽(10)采用耐高温玻纤板，所述的加热座(11)采用导热性较好的铜材。

3.根据权利要求1或2所述的一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的装置，其特征在于：所述的激光焊接模块包括振镜头(3)、光纤(5)和激光器(6)，所述的振镜头(3)通过光纤(5)与激光器(6)连接进而实现对焊接扫描轨迹的控制，所述的振镜头(3)通过支架支撑于工作台底座(1)。

4.根据权利要求3所述的一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的装置，其特征在于：所述的透光板(2)为耐高温透明玻璃板。

5.根据权利要求4所述的一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的装置，其特征在于：还包括压板(8)，所述的压板(8)设置于加热模块上方，用于压紧加热模块上的待焊接工件。

6.一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)用丙酮清洗待焊接的铝合金板(13)和钢板(15)工件进行去除油污，并用机械或化学方法去除铝合金板(13)表面氧化膜；

2)经步骤1)处理的铝合金板(13)和钢板(15)工件呈上下布置，并在铝合金板(13)和钢板(15)工件之间的焊道上设置中间过渡层；

3)经步骤2)处理后的待焊接工件装夹在加热模块中并通过三维工作台(17)移入密封腔(7)；

4)向密封腔(7)中注入惰性保护气体，并通过工控机(9)控制加热模块对密封腔(7)内的待焊接工件进行快速精确预热；

5)通过激光焊接模块的振镜头(3)控制焊接扫描轨迹，利用高功率脉冲或连续激光对经步骤4)处理后的待焊接工件进行激光焊接；

6)关闭加热模块，打开密封腔(7)，移出焊接好的工件并冷却。

7.根据权利要求6所述的一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的方法，其特征在于：所述的中间过渡层(14)采用厚度为5-20μm的铜箔。

8.根据权利要求7所述的一种消除铝钢异种金属激光焊接裂纹和气孔的方法，其特征在于：所述的待焊接的铝合金板(13)和钢板(15)工件呈上下布置时采用铝合金板在上、钢板(15)在下的搭接方式。