[发明专利]一种基于激光清洗处理的铝合金电子束焊接方法

说明书

本发明焊接技术领域，具体涉及一种基于激光清洗处理的铝合金电子束焊接方法。包括采用机械加工方法，将铝合金待焊接试件的待焊接面进行加工处理，提高待焊接面的表面质量；采用激光清洗设备对待焊接试件的待焊接面进行激光清洗处理，去除试件表面的油污与非金属杂质；使用焊接夹具与工装装配待焊接试件，保证待焊接试件的焊接面对齐、夹紧并固定；使用电子束焊机对待焊接试件进行焊接。本发明使用激光清洗对材料进行焊前处理，不会对工件造成物理损坏，无需物理接触，操作简便，生产效率高；焊接后焊缝成形良好，焊缝表面无裂纹、气孔、凹陷、咬边、焊瘤等缺陷，焊接内部质量、常温力学性能均能达到标准要求。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种基于激光清洗处理的铝合金电子束焊接方法。

背景技术

铝合金具有较高的比强度、耐腐蚀性能稳定和良好的导电导热性能，同时还具有优异的加工成形和焊接性，其在航空航天、船舶汽车、机械制造、军事化工等应用场合中已得到大量应用。

激光清洗是一种高效环保的清洗方法，可以用于铝合金、钛合金、高温合金等材料焊前清理，去除材料表面的油污、氧化膜等，与传统的清洗方式相比，不会对工件造成物理损坏，无需物理接触；激光方向性、可达性好，易自动化；可选区清洗并且操作简便等优点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种基于激光清洗处理的铝合金电子束焊接方法，以解决如何提高铝合金电子束焊接质量的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于激光清洗处理的铝合金电子束焊接方法，该方法包括如下步骤：

S1、焊接面处理：采用机械加工方法，将铝合金待焊接试件的待焊接面进行加工处理，提高待焊接面的表面质量；

S2、焊前准备：采用激光清洗设备对待焊接试件的待焊接面进行激光清洗处理，去除试件表面的油污与非金属杂质；

S3、装配：使用焊接夹具与工装装配待焊接试件，保证待焊接试件的焊接面对齐、夹紧并固定；

S4、电子束焊接：使用电子束焊机对待焊接试件进行焊接。

进一步地，铝合金为5A06铝合金。

进一步地，在步骤S1中，保证焊接面的表面粗糙度Ra最大允许值为3.2μm，且平整、光洁、无毛刺，并保持棱角。

进一步地，激光清洗设备采用脉冲激光器，最大功率100W，频率0～100kHz，清洗宽度5～60mm，焦距250mm。

进一步地，在步骤S3中，两个待焊接试件的焊接面间隙不大于0.15mm，错边不大于0.15mm，局部任意100mm内累计长度不大于20mm范围内间隙和错边不大于0.2mm。

进一步地，步骤S4具体包括：

S4.1、采用高压真空电子束焊机，将焊接夹具与工装放置在焊机的焊接平台上并固定，然后开始焊接；

S4.2、定位焊：先采用小电流找出焊接轨迹，保证电子束斑点位于焊缝中间位置；然后对待焊接试件进行定位焊；

S4.3、正式焊：定位焊后对焊缝进行正式焊接，正式焊接时采用圆形波且采用下聚焦的方式进行焊接；

S4.4、修饰焊：正式焊接后对焊缝进行修饰焊；修饰焊起弧、熄弧距离均与正式焊一致，修饰焊时采用圆形波且采用上聚焦的方式进行焊接；

S4.5、焊后将试件在电子束真空室内冷却冷却后取出。