一種金屬薄板材料的焊接方法與流程
2023-04-29 21:40:41
本發明屬於雷射焊接領域，具體涉及一種金屬薄板材料的焊接方法。
背景技術：
現有技術中，薄板焊接一般採用雷射焊接的方式實現。雷射焊接通常採用連續或脈衝模式的雷射束加工實現，雷射焊接方式一般分為雷射深熔焊接和雷射熱傳導焊接。雷射深熔焊時，熱輸入較大，薄板瞬間吸收較多熱量易變形，焊接超薄金屬材料時，由於不填充焊接材料，焊後焊縫區的厚度相對母材可能會發生減薄。
由於採用脈衝或者連續雷射器焊接金屬薄板時容易發生變形，一般實際生產中主要利用脈衝雷射器的較低功率來進行焊接，但是較低的功率意味著熔深達不到要求，或者在薄板有鍍層時只能實現鍍層金屬間的較弱結合，無法滿足焊接的強度要求；而以增加功率來加大熔深時又會導致薄板的變形較大，不能滿足實際生產中的質量要求，因此，上述雷射焊接方式的使用受到一定製約。
因此，有必要提供一種可大幅度降低熱輸入量，同時保證焊接過後的薄板無變形、且焊縫深度可控的焊接方法。
技術實現要素：
本發明針對上述現有技術中的缺陷，提供了一種金屬薄板材料的焊接方法，其將薄板金屬材料定位好，並對上述薄板採用較高速度及較高頻率進行高頻雷射衝擊焊接，由此即可得到表面較窄、深度可控及強度達到要求的焊縫。
本發明所採用的技術方案是：
提供一種金屬薄板材料的焊接方法，其包括如下步驟：
步驟s1、材料定位：將至少兩塊待焊接的板材平行疊放；步驟s2、參數調整：調整雷射焊接工藝參數範圍，並設定焊縫形狀；
步驟s3、焊接：採用雷射打標機對所述板材進行雷射焊接，並調整焊接深度。
優選的，所述步驟s1包括：
s11、檢查至少兩塊待焊接的板材的表面是否滿足平整度要求，若不滿足，則對所述待焊接的板材的表面進行打磨，使表面達到平整度要求；
s22、對表面達到平整度要求的待焊接的板材進行清洗，去除油汙雜質後乾燥；
s23、使用薄板焊接夾具對所述待焊接的板材進行裝夾固定，使所述待焊接的板材平行疊放，且所述待焊接的板材平行疊放後，相鄰兩板材之間的間隙小於單層板材厚度的8-12％。
優選的，所述步驟s2中還包括：採用保護氣體對焊接過程進行保護。
優選的，所述保護氣體為純度為99.9％的氬氣，且所述保護氣體的噴出方向與焊接平面之間的夾角在35-50度之間。
優選的，所述步驟s2中，所述雷射焊接工藝參數的調整範圍為：功率16w～20w、離焦量+2mm～0mm、速度80-120mm/s、頻率20khz～200khz；且所述焊縫形狀為直徑4-8mm的圓。
優選的，所述步驟s3中，所述調整焊接深度的過程包括：沿所述焊縫進行至少一圈的焊接，以此來調整焊接深度。
本發明技術方案所帶來的效果：
本發明通過打標機進行高頻率衝擊熱傳導焊接，可以大幅度降低熱輸入量，焊接過後可以保證薄板無變形，且焊縫深度可控，其有利於薄板的穿透焊接加工。
附圖說明
圖1是本發明實施例一提供的金屬薄板材料的焊接方法流程圖；圖2是本發明實施例一提供的雷射打標機焊接金屬薄板的示意圖；
圖3是本發明實施例一提供的保護氣體噴出方向的示意圖；
圖4是本發明實施例一提供的通過焊接所獲得的一定深寬比的焊縫的示意圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
實施例一：
如圖1-2所示，本發明的金屬薄板材料的焊接方法包括如下步驟：
步驟s1、材料定位：將至少兩塊待焊接的板材1,1』平行疊放；所述兩塊待焊接的板材可為金屬薄板板材，如厚度為0.1mm～0.3mm不鏽鋼片、鎳片等；
步驟s2、參數調整：調整雷射焊接工藝參數範圍，並設定焊縫2形狀；
步驟s3、焊接：採用雷射打標機100產生雷射束3，通過雷射束3對所述板材1,1』進行雷射焊接，並調整焊接深度。
具體的，所述步驟s1包括：
s11、檢查至少兩塊待焊接的板材1,1』的表面是否平整光滑，滿足平整度要求，若不滿足平整度要求，則可採用細砂紙輕輕的打磨的方式對所述待焊接的板材的表面進行打磨，使表面達到平整度要求；
s22、對表面達到平整度要求的待焊接的板材1,1』裝入裝有丙酮的器皿內，再將所述器皿放入超聲波清洗儀內進行清洗，去除油汙雜質後，通過吹風機進行乾燥；
s23、如圖2所示，使用薄板焊接夾具對所述待焊接的板材1,1』進行裝夾固定，使所述待焊接的板材1,1』平行疊放，且所述待焊接的板材1,1』平行疊放後，相鄰兩板材之間的間隙小於單層板材厚度的8-12％(可優選為10％)，例如，所述待焊接的板材單層板材厚度為0.2mm，則相鄰兩板材之間的間隙小於0.02mm。
同時，所述步驟s2中，所述雷射焊接工藝參數的調整範圍為：功率16w～20w(可優選為18w)、離焦量+2mm～0mm(可優選為+1mm)、焊接速度80-120mm/s(可優選為100mm/s)、頻率20khz～200khz；且焊接所形成的焊縫2形狀為直徑4-8mm(可優選為5mm)的圓，本實施中，通過調整上述焊接參數，使得完成單圈焊接的耗時僅為0.171s左右，可極大提高焊接速率；除此之外，步驟s2中還可採用保護氣體對焊接過程進行保護，即，採用純度為99.9％的氬氣作為保護氣體，且如圖3所示，所述保護氣體的噴出方向與焊接平面(即相鄰兩待焊接的板材1,1』平行疊加後，兩者之間的間隙所處的平面)之間的夾角θ在35-50度(可優選為45度)之間。
步驟s3中，在採用雷射打標機100對所述板材1,1』進行雷射焊接前，先將平行疊放好的待焊接的板材1,1』放置在所述雷射打標機100的振鏡頭的焦距處。通過在焦距處進行焊接，可使得焊接避免因受到外界幹擾而產生的熱輸入不穩定的影響，保證焊接效果良好，同時避免熱輸入過大導致薄板被焊穿，降低焊接成本。同時，所述步驟s3中，如圖4所示，所述調整焊接深度的過程包括：沿所述焊縫2進行至少一圈的焊接，以此來調整焊接深度，獲得合適的深寬比(所述深寬比為h/d的值，所述h為焊接深度，所述d為焊縫直徑)，例如，焊接3圈即可使得焊縫的深寬比達到5:1，由此可以得到表面較窄、深度可控，且強度達到要求的焊縫。
綜上所述，本發明通過雷射打標機對金屬薄板材進行高頻率衝擊熱傳導焊接，可以大幅度降低熱輸入量，提高焊接速率，並且通過調整焊接的圈數來控制焊縫深度，在保證薄板不易變形的前提下獲得較大深寬比、且強度符合要求的焊縫，有利於提高金屬薄板的穿透焊接加工的效率，降低加工成本。
本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬體來完成，也可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。