[发明专利]一种大厚度双工件的激光焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种大厚度双工件的激光焊接方法。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，在焊接薄壁材料方面已经应用成熟，但是对于厚度较大的工件，表面热量不能迅速导向内部，使得工件不能迅速熔化，所以焊接困难，并且厚度过大，容易使得激光束的聚焦范围变大，不容易聚焦，能量转换效率太低，并且加长了工件加工时间，使得焊接处快速凝固，有气孔和脆化的缺陷。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种大厚度双工件的激光焊接方法，能够对于两个厚度超过8毫米的工件得到有效焊接，并且聚焦容易，有效解决了传统焊接的缺陷。

所述的一种大厚度双工件的激光焊接方法，包括如下步骤：

第一步：选择焊接激光器，选择CO2激光器，CO2激光的光束为远红外光,波长为10.6Lm,大部分金属对这种光的反射率达到80％～90％,需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0.75-0.1mm，CO2激光功率保持在20 000W。

第二步：设置激光控制器，通过激光控制器来调整激光脉冲的宽度，能量，峰值功率和重复频率等参数，并且连接设置氦气保护气体源。

一种优选技术方案，激光控制器连接设置了工件定位控制系统和视觉检测系统，通过工件定位控制系统和视觉检测系统的结合，自动化程度高，避免了人工校准的缺陷，视觉检测系统获取工件的图像数据，工件定位控制系统分析工件的焊缝位置信息，对焊接头实现位置调整。

第三步：工件的处理，两种工件先打磨工件表面，并且把工件置于清洗液体中进行超声波清洗，去除表面杂质，并且进行干燥处理；

第四步：工件夹具的选择，确保确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准；

第五步：首个工件的自检，通过第一个工件的自检，调整激光的参数设置和工件位置的设置。

第六步：工件的热处理，工件一般为金属工件，大厚度的工件导热性和热容量大，需要做预热处理；

第七步：将两个工件焊接部分对接，使得激光头发射激光束使工件熔化，形成熔池，为了使得电弧的热量到达焊缝的根部焊透，在工件连接处采用开坡口焊接；

第八步：设置保护气体，当进行中能量至高能量的激光束焊接时，需使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除，以确保焊道的再出现；

第九步：工件的膨胀系数大，凝固时收缩率也较大，在焊接时候，采用窄焊道，焊后立即轻轻敲击可细化晶粒，减小残余应力及变形。

第十步：反复控制激光控制器，使得产生连续激光，保持工作正常运行；

第十一步：工件焊接后，需要经270℃-560℃退火处理，以消除应力，防止“自裂”现象；

第十二步：工件下料，采用机械手，把工件取下，放置在加工后的区域，并且工件进行上料处理，循环完成工件的加工。

本发明的有益效果是：本发明一种大厚度双工件的激光焊接方法，能够使得两种金属材料的到有效焊接，焊接简单，避免熔点相差大的缺陷，能够广泛应用于不同强度和不同材质的板材上，广泛应用于工业包装，汽车零部件，电子器件行业。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

所述的一种大厚度双工件的激光焊接方法，包括如下步骤：

第一步：选择焊接激光器，选择CO2激光器，CO2激光的光束为远红外光,波长为10.6Lm,大部分金属对这种光的反射率达到80％～90％,需要特别的光镜把光束聚焦成直径为0.75-0.1mm，CO2激光功率保持在20 000W。

第二步：设置激光控制器，通过激光控制器来调整激光脉冲的宽度，能量，峰值功率和重复频率等参数，并且连接设置氦气保护气体源。

一种优选技术方案，激光控制器连接设置了工件定位控制系统和视觉检测系统，通过工件定位控制系统和视觉检测系统的结合，自动化程度高，避免了人工校准的缺陷，视觉检测系统获取工件的图像数据，工件定位控制系统分析工件的焊缝位置信息，对焊接头实现位置调整。

第三步：工件的处理，两种工件先打磨工件表面，并且把工件置于清洗液体中进行超声波清洗，去除表面杂质，并且进行干燥处理；

第四步：工件夹具的选择，确保确保焊件的最终位置需与激光束将冲击的焊点对准；