一种6系铝合金筒体纵缝的激光焊接工艺的制作方法

本发明涉及激光焊接工艺领域，具体为6系铝合金筒体内侧纵缝激光焊接工艺。

背景技术：

铝合金焊接常采用tig、mig等焊接工艺，由于铝合金表面有致密的高熔点氧化铝薄膜，因此在焊接过程需要采用阴极清理的方式破碎表面氧化铝薄膜，此方式通常会产生较大焊接变形，热影响区软化等。因此近些年通常采用能量集中的激光焊来进行铝合金焊接。激光焊接是一种高功率密度，能量集中的焊接方法，其功率密度高达10⁶w/cm²，激光作用于铝合金表面可使其发生汽化，等离子气体的喷发的反作用力会使下方液态金属形成小孔，因此能形成窄而深的焊缝，此过程为深熔焊过程。激光焊具有不用开坡口，一次焊接成型，热影响区窄，变形小等优点。但是在铝合金的激光焊接过程中，铝对激光的吸收率较低，因此较小的功率密度无法满足焊接要求，因此通常采用大功率的激光器或脉冲激光器进行焊接。而6xxx铝合金在自熔焊接过程中，在焊缝冷却结晶时，低熔点共晶物质会发生聚集，在液固阶段会形成液态薄膜，在凝固时产生的收缩应力会使其发生开裂现象，形成凝固裂纹。因此在焊缝内部提前预置4047钎料，从而避开裂纹敏感区间，从而形成优质的焊缝。

对于直径较小的筒体，激光头无法进入筒体内部进行焊接，而激光焊接过程不需要介质，激光头不与工件接触，因此采用大角度激光焊接，可克服空间狭窄的限制，从而进行远程焊接。

发明创造内容

本发明创造的目的是提出一种6系铝合金筒体纵缝激光焊接工艺，具有焊缝成型均匀、美观，无弧坑、裂纹等缺欠，变形小等优点。

为达此目的，本发明采用的技术方案是：

一种6系铝合金筒体纵缝的激光焊接工艺，采用锁底自带永久衬垫的焊接结构，优化后具体为i型坡口，坡口深度2mm，衬垫厚度1mm，母材为厚度3mm的6系铝合金筒体，组对间隙0.5mm，钎料为0.5mm厚的4047铝合金钎料。光纤激光器，连续激光。功率2.5kw，焊接速度0.04m/s，离焦量-5mm，ar流量20l/min，激光倾角45°，两次焊接成型。

本发明创造的有益效果是：

本发明的优点是：

一种6系铝合金筒体纵缝激光焊接工艺，能量集中，功率密度高，热输入低，热影响区小，变形小，焊接速度高。焊缝宽度2.5-3mm，焊缝深度2.2-2.5mm，无裂纹、咬边等不连续，焊接过程稳定。

附图说明

图1为发明焊接结构的示意图。

图2为发明第一次焊接示意图。

图3为发明第二次焊接示意图。

图4为发明的焊接功率曲线。

具体实施方式

结合附图1-4对本发明创造进一步详细说明。

焊接过程包括以下步骤：

1)预制i型坡口，对接间隙0.5mm，坡口深度2mm，母材厚度3mm，见附图1。

2)预置4047铝合金钎料，钎料厚度0.5mm。

3)开启激光器、kuka机器人、水冷机、plc控制系统。

4)激光头移至焊接位置，精准示教。激光倾角45°，焊接距离为离焦量-5mm。距离焊缝尾部13mm位置处收光，两次分别从两个方向进行焊接，见附图2。

5)设置焊接参数：焊接速度0.4m/s，激光功率2.5kw，具体功率曲线，见附图3。

6)开启氩气，流量20l/min。

7)开启压缩空气，出口压力5bar。

8)运行程序进行焊接。

焊后对焊缝进行vt检查，pt渗透检测。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种6系铝合金筒体纵缝的激光焊接工艺。利用机器人、钎料、激光器等避免焊接弧坑、裂纹的出现，改善焊缝质量。此工艺包括在锁底焊接结构基础上，预置钎料、大角度激光焊接、双侧收光等。6系铝合金板厚3mm，焊缝长度30mm，对接间隙0.4mm‑0.7mm，4047钎料厚度0.4‑0.7mm，离焦量‑5mm～‑3mm，焊接速度0.04m/s，Ar气体流量10‑20L/min，激光功率2.5KW‑3KW，激光倾角45°，激光自熔形成焊缝。结合精确计算的激光功率上升时间及下降时间，提高焊缝成型均匀性，避免弧坑裂纹，形成优质的焊缝。

技术研发人员：祝影
受保护的技术使用者：沈阳富创精密设备有限公司
技术研发日：2019.06.28
技术公布日：2019.09.27