CN103273206A - 钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法 - Google Patents
钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103273206A CN103273206A CN2013101825168A CN201310182516A CN103273206A CN 103273206 A CN103273206 A CN 103273206A CN 2013101825168 A CN2013101825168 A CN 2013101825168A CN 201310182516 A CN201310182516 A CN 201310182516A CN 103273206 A CN103273206 A CN 103273206A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- welding
- cylinder
- titanium
- dissimilar materials
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
一种钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法，其实施过程是将钛合金和铝合金母材按照钛合金在上铝合金在下的原则搭接好放置到工作台上，启动微处理器后，通过预先设定好的压力值和工作台步进速度，微处理器控制步进电机转速，压力控制阀控制气缸的工作压力，先进行滚轮试压，并通过压力传感器传送母材上要焊接处所受到的滚轮压力，及时控制气缸以修正压力值；将激光束辐照在搭接的母材焊缝处，并通过滚轮作用于异种材料处，在压力作用下相互扩散从而达到焊接的目的；本发明能够显著降低钛/铝异种材料连接时产生的脆性金属间化合物，容易实现异种金属薄板的焊接，并且焊接的效率高、成本低，接头质量由于含金属间化合物的量少而较高，并且焊接的成本较低，接头质量好。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法。
背景技术
最近，钛/铝异种金属的连接在航空航天和汽车工业领域的应用越来越广泛。然而，采用熔化焊的方法来焊接异种金属非常的困难，主要原因是在焊接过程中在界面处会产生较多的脆性金属间化合物，对焊接接头的质量产生很大的影响。激光辅助热压焊方法综合利用了激光焊和压力焊的优点。这种新的焊接方法对母材熔点相差较大的焊接有独特额优势。目前国际上解决这一问题的方法大部分是采用扩散焊，但是扩散焊的成本很高，效果也不理想。
激光辅助热压焊技术是一个较新的技术 ，对于设备的设计制作目前没有人专门研究，比如滚轮的直径和滚压宽度对焊缝的影响，滚轮压力的和激光输出光率之间的相互关系等等。在这个项目中，重点放在对焊接设备的开发制作中包括滚轮的形式，压力的调节范围，和焊接过程中气体保护装置。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法，它具有操作简单方便、焊接质量好和焊接效率高的优点。
本发明是这样来实现的，一种钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法，所述压焊装置包括工作台、支架、固定架、气缸、导杆、导套、滚轮、步进电机、微处理器、控制线和压力传感器，其特征在于气缸和导套均通过固定架连接在支架上，导套的上端连接在气缸底部，位于导套内侧的导杆也连接在气缸的底部，导杆的下部连有滚轮，位于滚轮正下方的工作台上设有压力传感器，工作台的侧部连有步进电机，压力传感器、步进电机和气缸均通过控制线与微处理器相连。所述方法包括以下步骤：（1）将钛合金材料和铝合金母材按照钛合金在上铝合金在下的原则搭接好放置到工作台上，启动微处理器后，通过预先设定好的压力值和工作台步进速度，微处理器控制步进电机转速，微处理器经控制阀控制气缸工作压力，先进行滚轮试压，并通过压力传感器传送母材焊缝处所受到的滚轮压力，及时控制气缸以修正压力值；（2）将激光束辐照在搭接的钛合金材料表面上，使高熔点的钛合金母材达到塑性状态，低熔点铝合金的母材表面局部熔化，并通过气缸的作用将压力传导到滚轮上作用于异种材料搭接的界面间，在压力作用下相互扩散从而达到焊接的目的。
本发明的技术效果是：本发明能够显著降低钛/铝异种材料连接时产生的脆性金属间化合物，容易实现异种金属薄板的焊接，并且焊接的效率高、成本低，接头质量由于含金属间化合物的量少而较高，并且焊接的成本较低，接头质量好。
附图说明
图1为本发明的压焊装置结构示意图。
1、工作台 2、支架 3、固定架 4、气缸 5、导杆 6、导套 7、滚轮 8、步进电机 9、微处理器 10、控制线 11、压力传感器。
具体实施方式
如图1所示，本发明是这样来实现的，压焊装置包括工作台1、支架2、固定架3、气缸4、导杆5、导套6、滚轮7、步进电机8、微处理器9、控制线10和压力传感器11，其结构特点是气缸4和导套6均通过固定架3连接在支架2上，导套6的上端连接在气缸4底部，位于导套6内侧的导杆5也连接在气缸4的底部，导杆5的下部连有滚轮7，位于滚轮7正下方的工作台1上设有压力传感器11，工作台1的侧部连有步进电机8，压力传感器11、步进电机8和气缸4均通过控制线10与微处理器9相连。所述方法包括以下步骤：（1）将钛合金材料和铝合金母材按照钛合金在上铝合金在下的原则搭接好放置到工作台1上，启动微处理器9后，通过预先设定好的压力值和工作台1步进速度，微处理器9控制步进电机8转速，微处理器9通过控制阀控制气缸4工作压力，先进行滚轮7试压，并通过压力传感器11传送母材焊缝处所受到的滚轮压力，及时控制气缸4以修正压力值；（2）将激光束辐照在搭接的钛合金材料表面上，使高熔点的钛合金母材达到塑性状态，低熔点铝合金的母材表面局部熔化，并通过气缸4的作用将压力传导到滚轮7上作用于异种材料搭接的界面间，在压力作用下相互扩散从而达到焊接的目的。焊接过程中，由于在接触界面发生的是固—液反应，可以很大程度的减少金属间化合物的产生，从而提高焊接接头的质量。
Claims (2)
1.一种钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置，它包括工作台、支架、固定架、气缸、导杆、导套、滚轮、步进电机、微处理器、控制线和压力传感器，其特征在于气缸和导套均通过固定架连接在支架上，导套的上端连接在气缸底部，位于导套内侧的导杆也连接在气缸的底部，导杆的下部连有滚轮，位于滚轮正下方的工作台上设有压力传感器，工作台的侧部连有步进电机，压力传感器、步进电机和气缸均通过控制线与微处理器相连。
2. 如权利要求1所述的钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊接方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
（1）将钛合金材料和铝合金搭接好的母材放置到工作台上，启动微处理器后，通过预先设定好的压力值和工作台1步进速度，微处理器控制步进电机转速，微处理器经控制阀控制气缸工作压力，先进行滚轮试压，并通过压力传感器传送母材焊缝处所受到的滚轮压力，及时控制气缸以修正压力值；
（2）将激光束辐照在搭接的钛合金材料表面上，使高熔点的钛合金母材达到塑性状态，低熔点铝合金的母材表面局部熔化，并通过气缸的作用将压力传导到滚轮上作用于异种材料搭接的界面间，在压力作用下相互扩散从而达到焊接的目的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101825168A CN103273206A (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101825168A CN103273206A (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103273206A true CN103273206A (zh) | 2013-09-04 |
Family
ID=49055883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013101825168A Pending CN103273206A (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103273206A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104369368A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-02-25 | 江苏大学 | 一种多滚轮式激光透射焊接夹紧装置 |
| CN106914700A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-07-04 | 中国航天时代电子公司 | 一种用于异种金属材料的超声辅助激光焊接装置及方法 |
| CN107068926A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-08-18 | 宁波利维能储能系统有限公司 | 具有铝丝的电池包及其铝丝焊接工艺 |
| CN109954964A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-02 | 吉林大学 | 具有尺寸适应性的开放式扩散焊装置 |
| CN110153728A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-23 | 南昌航空大学 | 3d打印-焊接-冷热处理复合加工装置及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2184508Y (zh) * | 1994-02-01 | 1994-12-07 | 谢居明 | 自动控制轮焊机 |
| US20050230371A1 (en) * | 2002-09-26 | 2005-10-20 | Fine Process Company, Ltd. | Laser roll joining method for dissimilar metals and laser roll joining apparatus |
| CN101306491A (zh) * | 2008-05-26 | 2008-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 蒙皮骨架结构的激光-电阻缝焊同步复合焊接方法 |
| CN101774105A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-07-14 | 华南理工大学 | 一种重力型可调滚压工具 |
| DE202009005892U1 (de) * | 2009-04-22 | 2010-09-16 | Kuka Systems Gmbh | Bearbeitungskopf |
| CN103108719A (zh) * | 2010-09-24 | 2013-05-15 | 三菱日立制铁机械株式会社 | 压薄滚焊方法以及装置 |
-
2013
- 2013-05-17 CN CN2013101825168A patent/CN103273206A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2184508Y (zh) * | 1994-02-01 | 1994-12-07 | 谢居明 | 自动控制轮焊机 |
| US20050230371A1 (en) * | 2002-09-26 | 2005-10-20 | Fine Process Company, Ltd. | Laser roll joining method for dissimilar metals and laser roll joining apparatus |
| CN101306491A (zh) * | 2008-05-26 | 2008-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 蒙皮骨架结构的激光-电阻缝焊同步复合焊接方法 |
| DE202009005892U1 (de) * | 2009-04-22 | 2010-09-16 | Kuka Systems Gmbh | Bearbeitungskopf |
| CN101774105A (zh) * | 2010-02-04 | 2010-07-14 | 华南理工大学 | 一种重力型可调滚压工具 |
| CN103108719A (zh) * | 2010-09-24 | 2013-05-15 | 三菱日立制铁机械株式会社 | 压薄滚焊方法以及装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李永强: ""激光束-电阻缝焊"复合焊接方法基础研究", 《中国博士学位论文全文数据库（工程科技Ⅰ辑）》 * |
| 石红信等: "激光滚压焊技术在异种金属连接中的应用", 《电焊机》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104369368A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-02-25 | 江苏大学 | 一种多滚轮式激光透射焊接夹紧装置 |
| CN106914700A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-07-04 | 中国航天时代电子公司 | 一种用于异种金属材料的超声辅助激光焊接装置及方法 |
| CN106914700B (zh) * | 2016-12-29 | 2019-07-09 | 中国航天时代电子公司 | 一种用于异种金属材料的超声辅助激光焊接装置及方法 |
| CN107068926A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-08-18 | 宁波利维能储能系统有限公司 | 具有铝丝的电池包及其铝丝焊接工艺 |
| CN109954964A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-02 | 吉林大学 | 具有尺寸适应性的开放式扩散焊装置 |
| CN110153728A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-23 | 南昌航空大学 | 3d打印-焊接-冷热处理复合加工装置及方法 |
| CN110153728B (zh) * | 2019-05-28 | 2020-09-01 | 南昌航空大学 | 3d打印-焊接-冷热处理复合加工装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103273206A (zh) | 钛/铝异种材料连接的激光辅助热压焊装置及其焊接方法 | |
| CN101972892B (zh) | 多功能摩擦接焊台 | |
| CN105834608B (zh) | 一种同步实现铝和镁异种材料搅拌摩擦点焊‑钎焊‑扩散焊的方法 | |
| CN202571715U (zh) | 用于对管类缸筒的外圆周进行焊接的装置 | |
| CN212420284U (zh) | 一种波纹管环缝焊接机构 | |
| CN102941414A (zh) | 预填丝搅拌摩擦焊接方法 | |
| CN201841358U (zh) | 多功能摩擦焊接台 | |
| CN210099388U (zh) | 一种厚壁工件高效焊接系统 | |
| CN103008872A (zh) | 一种磨损轴类零件搅拌摩擦加工再制造方法 | |
| CN106735810A (zh) | 自动碰焊装置 | |
| CN105312763A (zh) | 一种平行四边形琴键压紧机构 | |
| CN203316920U (zh) | 一种用于异种材料激光辅助热压焊接的滚压装置 | |
| CN201613420U (zh) | 一种双面搅拌摩擦点焊装置 | |
| CN102554454B (zh) | 利用三动环搅拌摩擦点焊工具的点焊方法 | |
| CN103831525B (zh) | 电器开关用铝棒与铜环摩擦焊装置及方法 | |
| CN107598501A (zh) | 一种铝合金板材的连续拼接方法 | |
| CN109175745A (zh) | 一种用于核电用波纹管截止阀的高密封气体保护焊接工艺 | |
| Shi et al. | Control system for high-efficiency double-electrode MIG welding | |
| CN202388114U (zh) | 一种等离子自动焊接机 | |
| CN106342012B (zh) | 筒体结构的搅拌摩擦焊接设备及其方法 | |
| CN108436463A (zh) | 一种套接空心铜管的高频感应激光复合焊接装置 | |
| CN202199955U (zh) | 静触头与银点全自动焊接装置 | |
| CN101934407A (zh) | 电流辅助的激光钎焊方法或激光熔钎焊方法 | |
| CN214291568U (zh) | 一种金属管焊接机 | |
| CN109202263A (zh) | 一种线性摩擦焊接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130904 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |