CN104084693A - 高反射材料的激光焊接方法 - Google Patents

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高云峰
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Abstract

本发明适用于高反射材料焊接技术领域，公开了一种高反射材料的激光焊接方法，包括以下步骤，采用激光对待焊接材料进行激光毛化处理，使所述待焊接材料上形成表面具有细微凹凸结构的毛化区域；于所述毛化区域处进行激光焊接。本发明所提供的一种高反射材料的激光焊接方法，其由于激光毛化后的材料表面凹凸不平激光照射后的反射能量变小，二次吸收三次吸收或更多次的吸收变为可能，使得材料焊接过程中的吸收一致性得到了极大的改善，激光毛化过的材料更加容易形成焊接过程中的钥匙孔效应，焊接效果佳。

Description

高反射材料的激光焊接方法
技术领域
本发明属于高反射材料焊接技术领域，尤其涉及一种高反射材料的激光焊接方法。
背景技术
高反射材料(对激光的吸收率较低，例如铜)一直以来是激光焊接工艺非常难解决的问题，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。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的“熔池”。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。无论材料是那种连接方式激光焊接的关键是形成“熔池”，要形成熔池的必须要有：“能量的注入和吸收”；注入是通过激光器和外光路的设计在一步步的提升，但如果不能解决吸收问题。特别是在高反射材料激光焊接领域，就会造成例如热影响加大、反射率过高造成激光器本身的损伤等等问题，焊接效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种高反射材料的激光焊接方法，其焊接效果佳。
本发明的技术方案是：一种高反射材料的激光焊接方法，包括以下步骤，采用激光对待焊接材料进行激光毛化处理，使所述待焊接材料上形成表面具有细微凹凸结构的毛化区域；于所述毛化区域处进行激光焊接。
具体地，所述毛化区域具有立体均匀的凹凸形状。
具体地，所述毛化区域具有在横向和纵向均交替排列的微凸起结构和微凹陷结构。
具体地，所述毛化区域位于所述待焊接材料的上表面或/和下表面。
具体地，所述毛化区域位于所述待焊接材料相接触的表面。
具体地，于所述毛化区域进行激光焊接形成钥匙孔效应。
本发明所提供的一种高反射材料的激光焊接方法，其由于激光毛化后的材料表面凹凸不平激光照射后的反射能量变小，二次吸收三次吸收或更多次的吸收变为可能，使得材料焊接过程中的吸收一致性得到了极大的改善，实验表明，激光毛化后，材料焊点的拉力一致性最高、熔深最深、熔池大小最接近、热影响区域最小，且激光毛化处理过的材料本身的物理特性没有任何改变，相同焊接要求条件下焊点的成品率可以达到99.8％，激光毛化过的材料更加容易形成焊接过程中的钥匙孔效应，焊接效果佳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供高反射材料的激光焊接方法中毛化区域的局部放大示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种高反射材料的激光焊接方法，包括以下步骤，采用激光对待焊接材料进行激光毛化处理，使所述待焊接材料上形成表面具有细微凹凸结构的毛化区域；于所述毛化区域处进行激光焊接。激光毛化，其是通过激光扫描物质的表面，在物质的表面形成细微的凹凸变化的加工方式。通过激光毛化，由于激光毛化后的材料表面凹凸不平激光照射后的反射能量变小，二次吸收三次吸收或更多次的吸收变为可能，使得材料焊接过程中的吸收一致性得到了极大的改善，实验表明，激光毛化后，材料焊点的拉力一致性最高、熔池最深、熔池大小最接近、热影响区域最小，且激光毛化处理过的材料本身的物理特性没有任何改变，相同焊接要求条件下焊点的成品率可以达到99.8％，激光毛化过的材料更加容易形成焊接过程中的钥匙孔效应。
具体地，所述毛化区域具有立体均匀的凹凸形状，以进一步改善能量吸收效果，焊接效果佳。
具体地，所述毛化区域具有在横向和纵向均交替排列的微凸起结构和微凹陷结构，如图1所示，以进一步改善能量吸收效果，焊接效果佳。
具体地，所述毛化区域位于所述待焊接材料的上表面或/和下表面。
当然，所述毛化区域也可以位于所述待焊接材料相接触的表面。
具体地，于所述毛化区域进行激光焊接形成有钥匙孔效应，具体地，激光焊接时最重要的问题就是能量的吸收问题，当高能量的激光束照射在物体表面时熔池在激光照射的中心由于物质本身的冷热突变会形成向下凹陷的小孔形状，这样照射进去的激光很难反射回来；使得能量大部分被材料本身吸收了。形成了钥匙孔效应。
本发明实施例所提供的一种高反射材料的激光焊接方法，其由于激光毛化后的材料表面凹凸不平激光照射后的反射能量变小，二次吸收三次吸收或更多次的吸收变为可能，使得材料焊接过程中的吸收一致性得到了极大的改善，实验表明，激光毛化后，材料焊点的拉力一致性最高、熔深最深、熔池大小最接近、热影响区域最小，且激光毛化处理过的材料本身的物理特性没有任何改变，相同焊接要求条件下焊点的成品率可以达到99.8％，激光毛化过的材料更加容易形成焊接过程中的钥匙孔效应。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高反射材料的激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤，采用激光对待焊接材料进行激光毛化处理，使所述待焊接材料上形成表面具有细微凹凸结构的毛化区域；于所述毛化区域处进行激光焊接。
2.如权利要求1所述的高反射材料的激光焊接方法，其特征在于，所述毛化区域具有立体均匀的凹凸形状。
3.如权利要求1所述的高反射材料的激光焊接方法，其特征在于，所述毛化区域具有在横向和纵向均交替排列的微凸起结构和微凹陷结构。
4.如权利要求1至3中任一项所述的高反射材料的激光焊接方法，其特征在于，所述毛化区域位于所述待焊接材料的上表面或/和下表面。
5.如权利要求1至3中任一项所述的高反射材料的激光焊接方法，其特征在于，所述毛化区域位于所述待焊接材料相接触的表面。
6.如权利要求1至3中任一项所述的高反射材料的激光焊接方法，其特征在于，于所述毛化区域进行激光焊接形成钥匙孔效应。
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