CN107186339A - 一种减少激光焊接气孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减少激光焊接气孔的方法，涉及激光焊接技术领域，所述减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：（1）将两块金属待焊接件水平对接放置，组成待焊件；（2）将金属待焊件在两端夹紧固定；（3）采用激光束对金属待焊件进行预热；（4）启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光，将激光器A、激光器B发出的激光汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与激光器A、激光器B一起移动。本发明是由两台激光器组成，首先对材料表面进行预热处理，并且通过丙酮擦拭表面产生的氧化膜，然后利用两台激光器一起发出两条激光束融化材料进行焊接，这样使得金属焊缝气孔率得到明显降低，由激光焊接时的8～10％气孔率降低到零。

Description

一种减少激光焊接气孔的方法
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，具特别是涉及一种减少激光焊接气孔的方法。
背景技术
激光焊接是以激光作为焊接热源，是一种高能量密度的热源。在焊接时，激光器能把能量密度很大的激光束聚焦在很小的区域上，因此，在相同的试板厚度时，激光焊接较其他焊接方法焊接效率高，热输入相对小，热影响区很小，焊缝成形质量好。按照激光实际作用在工件上的功率密度或激光焊接后所形成的焊缝特点，可以将激光焊接分为热传导焊接和深熔焊接两类，往往按照焊接时的激光功率密度的不同来区分，激光功率密度较小(一般小于106W/cm2)时称为热传导激光焊，激光功率密度较大(一般大于106W/cm2)时称为激光深熔焊接。
激光热传导焊接时，光束不能直接将焊缝金属全部熔化，表面金属吸收激光后将光能转化为热能，然后将热量传递给下一层金属，逐步扩大熔化区，直到全部熔化。这种激光焊接方式形成的熔深较浅，焊缝熔池多为半球形，因此适用于焊接一些厚度较小的金属零件。激光深熔焊接时，激光的功率密度很大，材料表面的温度特别高，可大于材料的沸点，材料熔化并汽化，汽化的金属蒸汽会迅速离开熔池，出现小孔现象，这是激光深熔焊接的重要特征。激光束直接作用在小孔内时，激光的吸收率会大大提高，焊接效率也会大大增大。激光深熔焊接另一个重要现象是焊接过程中容易出现激光等离子体，等离子体会屏蔽激光，减小激光的实际作用功率，有时甚至会中断激光焊接过程。激光深熔焊接适于焊接厚度大的工件。
目前金属的焊接方法主要集中在钨极氩弧焊(简称TIG焊)和熔化极气体保护焊(简称MIG或MAG焊)，如专利 CN201310365187.0、CN200910064125.X、CN200810068867.5等，但这些方法生产效率较低，焊缝成形不稳定，而且容易出现气孔。激光焊接技术作为一种新兴技术，由于其生产效率高、工件变形小、焊接精度高等优势使得其被广泛的应用，但是在焊接金属方面，焊缝中存在明显的气孔缺陷，气孔率大概为8～10％左右，并且焊缝表面成形粗糙不规则，严重的影响其结构件的力学性能和气密性。这是因为金属对激光的高反射率和高导电性等特殊的物理性能，导致诱导出激光焊接过程中稳定的小孔需要更高的能量密度阈值，因而激光焊接时小孔的不稳定容易造成气孔的生成；同时金属中氢的溶解度存在明显的突变，氢在金属中的溶解度随温度的下降而降低，到金属的凝固点时，溶解度由凝固前的0.75mL/100g，迅速降到0.035mL/100g，前后相差20倍，同时激光焊接的高的能量密度使金属的熔池的冷却速度极大，熔池中的氢来不及逸出，残留在焊缝中形成气孔。金属激光焊接过程中产生的气孔缺陷很大程度上制约了其在工业中的广泛应用。
在消除激光焊接金属焊缝气孔缺陷的问题上，国内外专家学者采用了很多的方法，比如说双焦点激光焊接、激光-电弧复合焊接等都在一定程度上降低了金属焊缝中的气孔率，其中以激光-电弧复合焊接铝合金方法应用最多和效果最好，如专利CN201320195625.9、CN200910093745.6等，从不同的方面提出来减少铝合金焊接气孔的方法，这些方法确实能够使气孔率有所降低，使其达到4～6％，而且能够改善焊缝表面成形。但是，尤其是金属结构件在航空航天领域中应用较多，而航空航天领域对焊缝质量要求极高，对金属焊接气孔零容忍态度，因为存在气孔的铝合金焊缝可能会引发不堪设想的后果。
发明内容
针对现有激光焊接金属技术中金属在焊接时，焊接部位存在气孔的缺陷，本发明的目的是提供减少激光焊接气孔的方法，他能够使金属焊接时的气孔率降低到零，得到零气孔率的金属焊接件。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
（1）将两块金属待焊接件水平对接放置，组成待焊件；
（2）将金属待焊件在两端夹紧固定，使两块金属板对接面的间隙小于0.1mm；
（3）采用激光束对金属待焊件进行预热；
（4）启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光，将激光器A、激光器B发出的激光汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与激光器A、激光器B一起移动；
其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后激光器A、激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接。
本发明是由两台激光器组成，第一台激光器产生的激光束对材料表面进行预热处理，并且通过丙酮擦拭表面产生的氧化膜，然后利用两台激光器一起发出两条激光束融化材料进行焊接，这样能有效的减少焊接产生的气孔，通过两台激光束的复合，使得激光的功率变大，加快了焊接的速度。
为了提高焊接后工件的质量，即提高焊接面的表面平整度、减少气泡的生成，优选的，焊接前，将待焊工件表面进行打磨或清洗，将打磨或清洗后的待焊工件固定在焊接工装夹具上，所述清洗的步骤为分别在乙醇和丙酮溶液中超声清洗2~3次后真空干燥。
本发明对激光汇合的方法没有特殊的要求，可以为所述领域技术人员所知，例如所述激光汇合的方法可以为光纤耦合技术或偏振耦合镜技术，其中光纤耦合技术或偏振耦合镜技术的具体工艺也是为所属领域技术人员所知的，本发明对其没有特殊的要求，因此，在此，不在一一赘述。
本发明中采用两个激光器同时对金属焊接快进行焊接，两个激光器的焊接功率不同，优选的，所述激光器A的功率为2.4kW～3.0kW。
本发明中采用两个激光器同时对金属焊接快进行焊接，两个激光器的焊接功率不同，优选的，所述激光器B的功率为1.6~2.2kW。
此外，影响焊接质量的因素还有焊接速度和离焦距，如果焊接速度过慢，使高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，机械性能降低，同时使变形量增大，优选的，在步骤（4）中，所述焊接速度v＝3.3m/min～6.0m/min；
离焦量是激光焦点离作用物质间的距离。在焊接过程中，离焦量对焊接质量的影响很大。激光焊接通常需要一定的离焦量，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上，功率密度分布相对均匀，在激光热处理过程中，离焦量对热处理效果产生直接的的影响。 当离焦量过大，作用在工件上的功率密度过低达不到处理工件的目的；当离焦量过小，作用在工件上的功率密度过高，容易熔化激光照射点，破坏工件表面，优选的，所述离焦量Δf＝+3mm。
优选的，在步骤（4）中，所述保护气为惰性气体，例如可以为He气、Ar气等中的至少一种，保护气效果最佳的是采用He气，这是因为其可以提高保护气的传热系数，使得激光和电弧的热量能够更多的传递给焊缝，使得热输入增加，降低了冷却速度，也可以在一定程度上降低气孔率。如条件不允许的情况下，用Ar气也可以。
保护气的流量和压强也是影响焊接件质量的重要因素，优选的，所述保护气的压强为0.1~0.5 MPa。优选的，所述保护气的流量为20L/min～40L/min。
本发明中的焊接方法适用于大多数合金，例如，所述金属为铝合金、不锈钢、锰钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡中的至少一种，本发明的焊接方法既适用于同种合金间的焊接，也适用于不同种合金间的焊接，具有应用范围广的特点。
本发明中，首先对金属焊接件进行预热，所述预热的方式为激光预热，所述激光预热的功率应该适中，当功率过大时，则会在金属表面生成氧化膜，而功率过小，则起不到预热的作用。优选的，在步骤（3）中，所述激光束的功率为800~1200W。
本发明中，首先对金属焊接件进行预热，所述预热的方式为激光预热，所述激光预热的电流应该适中，当电流过大时，则会在金属表面生成氧化膜，而功率过小，则起不到预热的作用。优选的，在步骤（3）中，所述激光束的电流为5~10A。
优选的，所述金属待焊件的厚度为1mm~3mm。
为了提高焊接面的平整度和稳定性，优选的，所述激光器A和激光器B为连续激光器，连续激光器有稳定的工作状态，即是稳态。连续激光器中各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定分布。其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出，可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行，以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器，均属此类。
本发明提供的减少激光焊接气孔的方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、本发明是由两台激光器组成，第一台激光器产生的激光束对材料表面进行预热处理，并且通过丙酮擦拭表面产生的氧化膜，然后利用两台激光器一起发出两条激光束融化材料进行焊接，并通过连续高压喷射丙酮消除焊接过程中的气孔，这样使得金属焊缝气孔率得到明显降低，由激光焊接时的 8～10％气孔率降低到零；
2、由于此方法降低了热输入，可以降低焊接成本和焊接变形，尤其对于焊接变形较大的薄板铝合金优势较大；
3、该方法焊接时，焊接过程稳定飞溅量较小，在保证气孔较少的情况下更容易获得表面平整光滑的焊缝表面，从而改善焊缝成形。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
分别选取厚度为2mm的铝合金和厚度为2mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流6A，功率为1 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为27L/min，压强为0.3MPa；
再次引燃电弧2s后，发射激光，将连续激光器A、连续激光器B发出的激光采用光感耦合技术汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与连续激光器A、连续激光器B一起移动；其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后连续激光器A、连续激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为27L/min，压强为0.3MPa；
激光A的功率为2.6 kw；焊接速度 5 m/min，离焦量Δf＝+3mm；
激光B的功率为1.8 kw；焊接速度 5 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
实施例2
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
分别选取厚度为1mm的不锈钢和厚度为3mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流9A，功率为3.2 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为34L/min，压强为0.5MPa；
再次引燃电弧2s后，发射激光，将连续激光器A、连续激光器B发出的激光采用光感耦合技术汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与连续激光器A、连续激光器B一起移动；其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后连续激光器A、连续激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为34L/min，压强为0.5MPa；
激光A的功率为3.2 kw；焊接速度 4.6 m/min，离焦量Δf＝+3mm；
激光B的功率为2.1 kw；焊接速度 4.6 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
实施例3
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
分别选取厚度为3mm的锰钢和厚度为3mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流8A，功率为2.9 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为30L/min，压强为0.4MPa；
再次引燃电弧2s后，发射激光，将连续激光器A、连续激光器B发出的激光采用光感耦合技术汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与连续激光器A、连续激光器B一起移动；其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后连续激光器A、连续激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为30/min，压强为0.4MPa；
激光A的功率为2.9kw；焊接速度 5.5 m/min，离焦量Δf＝+3mm；
激光B的功率为1.6 kw；焊接速度 5.5 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
实施例4
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
分别选取厚度为2mm的黄铜和厚度为1mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流7A，功率为2.7 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为28L/min，压强为0.2MPa；
再次引燃电弧2s后，发射激光，将连续激光器A、连续激光器B发出的激光采用光感耦合技术汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与连续激光器A、连续激光器B一起移动；其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后连续激光器A、连续激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为28L/min，压强为0.2MPa；
激光A的功率为2.7 kw；焊接速度 3.5 m/min，离焦量Δf＝+3mm；
激光B的功率为1.9 kw；焊接速度 3.5 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
实施例5
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
分别选取厚度为3mm的青铜和厚度为2mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流5A，功率为2.4 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为25L/min，压强为0.1MPa；
再次引燃电弧2s后，发射激光，将连续激光器A、连续激光器B发出的激光采用光感耦合技术汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与连续激光器A、连续激光器B一起移动；其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后连续激光器A、连续激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为25L/min，压强为0.1MPa；
激光A的功率为2.4kw；焊接速度 4 m/min，离焦量Δf＝+3mm；
激光B的功率为1.6 kw；焊接速度 4 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
对比例1
分别选取厚度为2mm的铝合金和厚度为2mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流6A，功率为1 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为27L/min，压强为0.3MPa；
再次引燃电弧2s后，使连续激光器A发射激光，使喷射丙酮的高压气枪与连续激光器A一起移动；其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后连续激光器A发射出的激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为27L/min，压强为0.3MPa；
激光A的功率为2.6 kw；焊接速度 5 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
对比例2
一种减少激光焊接气孔的方法，包括以下步骤：
分别选取厚度为2mm的铝合金和厚度为2mm的马氏体不锈钢；
打磨所选铝合金板与钢板的周边区域，去除表面氧化层及污染物打磨范围为焊缝周边40-60mm范围内的区域，打磨深度不超过0.2mm，且打磨纹路平行于焊缝方向；
将打磨后的铝合金板与钢板放入乙醇中超声15分钟，超声功率为300W，然后放入丙酮中超声清洗2次，超声时间为15分钟，超声功率为400W；
将处理后的多块板材按顺序组对正装在焊接夹具上，调整板材位置，使各板材之间的焊接缝隙为0.1mm；
启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光A，利用一束激光束的光斑从铝合金/钢对接两边向中心进行预热，焊接电流6A，功率为1 kw；预热时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为27L/min，压强为0.3MPa；
再次引燃电弧2s后，发射激光，将连续激光器A、连续激光器B发出的激光采用光感耦合技术汇合成一束激光束；连续激光器A、连续激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接；焊接时以纯度高于99.99％的氩气作为保护气体，气流量为27L/min，压强为0.3MPa；
激光A的功率为2.6 kw；焊接速度 5 m/min，离焦量Δf＝+3mm；
激光B的功率为1.8 kw；焊接速度 5 m/min，离焦量Δf＝+3mm。
采用X光检测实施例1~5和对比例1~2中焊件的焊缝中的气孔率，实验结果如表1所示。
气孔率
实施例1 0
实施例2 0
实施例3 0
实施例4 0
实施例5 0
对比例1 2.45%
对比例2 1.26%

Claims (10)

1.一种减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将两块金属待焊接件水平对接放置，组成待焊件；
（2）将金属待焊件在两端夹紧固定，使两块金属板对接面的间隙小于0.1mm；
（3）采用激光束对金属待焊件进行预热；
（4）启动控制开关，通入保护气，再引燃电弧1~2s后，发射激光，将激光器A、激光器B发出的激光汇合成一束激光束，使喷射丙酮的高压气枪与激光器A、激光器B一起移动；
其中高压气枪首先对金属待焊件进行清洗，然后激光器A、激光器B发射出的复合激光再对金属待焊件进行焊接。
2.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，所述激光汇合的方法为光纤耦合技术或偏振耦合镜技术。
3.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，所述激光器A的功率为2.4kW～3.0kW；所述激光器B的功率为1.6~2.2kW。
4.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述焊接速度v＝3.3m/min～6.0m/min；所述离焦量Δf＝+3mm。
5.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述保护气为惰性气体；所述保护气的压强为0.1~0.5 MPa。
6.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，所述保护气的流量为20L/min～40L/min。
7.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，所述金属为铝合金、不锈钢、锰钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述激光束的功率为800~1200W；所述激光束的电流为5~10A。
9.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，所述金属待焊件的厚度为1mm~3mm。
10.根据权利要求1所述的减少激光焊接气孔的方法，其特征在于，所述激光器A和激光器B为连续激光器。
CN201710588858.8A 2017-07-19 2017-07-19 一种减少激光焊接气孔的方法 Withdrawn CN107186339A (zh)

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108340073A (zh) * 2017-12-28 2018-07-31 上海君屹工业自动化股份有限公司 一种电池模组铝合金外壳激光焊接工艺
CN109048052A (zh) * 2018-08-09 2018-12-21 江苏大学 一种抑制激光焊接薄板弯曲变形的扫描方法
CN109794679A (zh) * 2019-01-25 2019-05-24 闫羽 一种减缓焊液冷却速率的激光焊接设备
CN109794678A (zh) * 2019-01-25 2019-05-24 闫羽 一种激光焊接工艺
CN109819638A (zh) * 2018-12-26 2019-05-28 华中科技大学 一种电磁屏蔽玻璃及其制备方法
CN109940271A (zh) * 2019-04-23 2019-06-28 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 用于空调消音器的焊接装置及焊接方法
CN109967877A (zh) * 2017-12-25 2019-07-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光焊接方法及系统
CN111218634A (zh) * 2020-03-06 2020-06-02 河海大学常州校区 一种提高船舶螺旋桨耐空蚀性能的方法
CN112247358A (zh) * 2020-11-07 2021-01-22 齐齐哈尔金车工业有限责任公司 一种用于铝合金构件的激光成形工艺方法
CN112475643A (zh) * 2020-11-24 2021-03-12 中国船舶科学研究中心 一种减少激光焊接接头中气孔率的焊接装置及焊接工艺
CN112846658A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 中核北方核燃料元件有限公司 一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法
CN114367742A (zh) * 2022-02-17 2022-04-19 上海工程技术大学 一种减少铁镍合金激光焊接气孔的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56114592A (en) * 1980-02-15 1981-09-09 Nippon Steel Corp Laser welding method
CN102728950A (zh) * 2012-06-16 2012-10-17 张家港富瑞特种装备股份有限公司 一种应用于超低温环境的金属薄板的激光焊接方法
CN103862178A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 哈尔滨工业大学 一种消除铝合金激光焊接气孔的方法
CN105033459A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 江苏科技大学 一种钢/铌激光焊接接头金属间化合物的控制方法
CN106583889A (zh) * 2016-12-07 2017-04-26 淮海工学院 携带丙酮清洗装置的自动化的铝合金板焊接设备
CN106862768A (zh) * 2017-03-17 2017-06-20 武汉理工大学 一种钽钨合金‑钢异种金属激光焊接方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56114592A (en) * 1980-02-15 1981-09-09 Nippon Steel Corp Laser welding method
CN102728950A (zh) * 2012-06-16 2012-10-17 张家港富瑞特种装备股份有限公司 一种应用于超低温环境的金属薄板的激光焊接方法
CN103862178A (zh) * 2014-04-01 2014-06-18 哈尔滨工业大学 一种消除铝合金激光焊接气孔的方法
CN105033459A (zh) * 2015-08-11 2015-11-11 江苏科技大学 一种钢/铌激光焊接接头金属间化合物的控制方法
CN106583889A (zh) * 2016-12-07 2017-04-26 淮海工学院 携带丙酮清洗装置的自动化的铝合金板焊接设备
CN106862768A (zh) * 2017-03-17 2017-06-20 武汉理工大学 一种钽钨合金‑钢异种金属激光焊接方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
内蒙古机械工艺管理协会编: "《实用机械技术问答1500题》", 28 February 1993, 内蒙古人民出版社 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109967877A (zh) * 2017-12-25 2019-07-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光焊接方法及系统
CN108340073A (zh) * 2017-12-28 2018-07-31 上海君屹工业自动化股份有限公司 一种电池模组铝合金外壳激光焊接工艺
CN109048052A (zh) * 2018-08-09 2018-12-21 江苏大学 一种抑制激光焊接薄板弯曲变形的扫描方法
CN109819638B (zh) * 2018-12-26 2019-12-20 华中科技大学 一种电磁屏蔽玻璃及其制备方法
CN109819638A (zh) * 2018-12-26 2019-05-28 华中科技大学 一种电磁屏蔽玻璃及其制备方法
CN109794678A (zh) * 2019-01-25 2019-05-24 闫羽 一种激光焊接工艺
CN109794679A (zh) * 2019-01-25 2019-05-24 闫羽 一种减缓焊液冷却速率的激光焊接设备
CN109794679B (zh) * 2019-01-25 2020-11-13 泰州市威力液压机具制造有限公司 一种减缓焊液冷却速率的激光焊接设备
CN109794678B (zh) * 2019-01-25 2020-12-04 涡阳县新源泡沫夹心板有限公司 一种激光焊接工艺
CN109940271A (zh) * 2019-04-23 2019-06-28 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 用于空调消音器的焊接装置及焊接方法
CN111218634A (zh) * 2020-03-06 2020-06-02 河海大学常州校区 一种提高船舶螺旋桨耐空蚀性能的方法
CN112247358A (zh) * 2020-11-07 2021-01-22 齐齐哈尔金车工业有限责任公司 一种用于铝合金构件的激光成形工艺方法
CN112475643A (zh) * 2020-11-24 2021-03-12 中国船舶科学研究中心 一种减少激光焊接接头中气孔率的焊接装置及焊接工艺
CN112846658A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 中核北方核燃料元件有限公司 一种消除中厚钢锁底型焊缝内气孔的方法
CN114367742A (zh) * 2022-02-17 2022-04-19 上海工程技术大学 一种减少铁镍合金激光焊接气孔的方法

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