CN113427132B - 铝合金与不锈钢的激光-双tig电弧复合自熔钎焊方法 - Google Patents

Abstract

一种铝合金与不锈钢的激光‑双TIG电弧复合自熔钎焊方法，包括采用激光束‑双TIG电弧复合热源对铝合金板在上、不锈钢在下的搭接接头进行焊接，复合热源熔化铝合金，加热不锈钢，形成钎焊界面。所述激光束为变功率脉冲的扫描激光束；双TIG电弧包括正极性TIG电弧和反极性TIG电弧；直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪分别位于激光束沿焊接方向的前侧和后侧；焊接过程中，激光束在待焊工件表面扫描，并保证2/3‑3/4激光热量在铝合金板上，1/3‑1/4激光热量在不锈钢板上，直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪交替起弧，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源。本发明焊接方法可获得力学性能优异的自熔钎焊焊接接头。

Description

铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法

技术领域

本发明提供了一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，属于焊接加工领域。

背景技术

铝合金质量轻、导热性好、耐蚀性好，而钢作为制造业中主要的传统材料，其强度高、韧塑性好、适用性广。铝合金/钢复合结构不仅可以发挥两者优点，而且在保证性能的前提下使制造产品整体轻量化，因而在航空航天、机械装备、轨道交通等国民经济重大领域具有广泛的应用前景。然而铝、不锈钢之间的焊接一直是连接领域的热点和难点问题。主要困难在于：一是焊后两种材料之间会生成金属间化合物，降低了焊接强度；二是由于铝合金表面存在致密的氧化膜，阻碍了异种材料的结合。

但钢、铝之间固溶度低，熔点、密度、热导率、线膨胀系数、晶格常数等热物理性能存在较大的差异，并且二者极易反应生成Fe－Al脆性金属间化合物，此外焊接过程中容易产生气孔、夹杂、裂纹等焊接缺陷，从而削弱接头的力学性能。以上诸多因素限制了不锈钢－铝合金异种金属结构件的应用。因此寻求一种高效优质的焊接方法来实现不锈钢－铝合金异种金属的连接是研究的热点和难点。

基于不锈钢和铝之间熔点的较大差异，熔钎焊成为一种实现不锈钢－铝合金高效优质焊接的方法。熔钎焊过程中铝合金和填充金属熔化，形成熔化焊缝，过渡到不锈钢表面，不锈钢侧并不熔化，最终形成钎焊焊缝。激光熔钎焊具有热输入量小、热源易控制、高效、可达性强等优点，是目前实现铝合金/钢复合结构高效连接比较理想的选择。但现在的铝合金/钢复合结构激光熔钎焊接仍然存在铝合金/钢复合接头的组织不均匀，结合面的连接强度低，容易产生热裂纹等问题，在一定程度上已不能满足目前对不锈钢-铝合金焊接质量和生产效率的要求。焊接技术创新升级是解决上述问题的重要选择对策。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，采用反极性TIG电弧-激光复合热源和正极性TIG电弧-激光复合热源相互交替的方式进行焊接，并通过扫描激光束来调控界面，解决了界面层不均匀的问题，可获得性能优异，界面层均匀的熔钎焊接头。

本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，包括对待焊接的铝合金板和不锈钢板的待焊区域及四周进行清洁预处理、将不锈钢板与铝合金板装配为铝合金板在上、不锈钢在下的搭接形式，组成待焊工件；

采用激光束-双TIG电弧复合热源对待焊工件进行焊接，复合热源熔化铝合金，加热但不熔化不锈钢；熔化的铝合金在未熔化的不锈钢上铺展，形成钎焊界面；焊接过程采用高纯氩气保护；

所述激光束为变功率脉冲的扫描激光束，包括高功率激光脉冲和低功率激光脉冲；所述双TIG电弧包括由直流正接TIG焊枪产生的正极性TIG电弧和由直流反接TIG焊枪产生的反极性TIG电弧；

焊接开始前，调整激光头位置，使得激光束照射在待焊工件上的激光光斑直径为2-4mm，2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；所述直流反接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的前侧，直流正接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的后侧；也即在激光束还没开始扫描，反极性TIG电弧和正极性TIG电弧还没有在扫描激光束诱导下发生摆动的时候，反极性TIG电弧和正极性TIG电弧起弧的时候在铝合金板和不锈钢板上的热量分布比例与激光束位于激光束初始焊接位置时在铝合金板和不锈钢板上的热量分布比例一致；

焊接过程中，激光束在沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描，并保证在焊接过程中扫描激光束在待焊工件上的平均热量分布为：2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上；直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪仅沿焊接方向向前行进，不发生其他方向移动，反极性TIG电弧和正极性TIG电弧在扫描激光束诱导下发生摆动；

所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，直流反接TIG焊枪起弧时，触发激光束的高功率激光脉冲，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源；直流正接TIG焊枪起弧时，触发激光束的低功率激光脉冲，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源。

进一步，本发明在将不锈钢板与铝合金板装配为搭接形式，组成待焊工件之前，采用激光打孔工艺在不锈钢板的待焊区域表面制备网状凹凸结构，网状凹凸结构中网孔总面积占所述待焊区域面积的30％-40％，网孔均匀分布在所述待焊区域表面上，网状凹凸结构中网孔的深度为1-5um。

焊接前在锈钢板的待焊区域表面制备上述网状凹凸结构，界面金属间化合物层在网状凹凸结构中生长，增加了钉扎作用，有利于提高不锈钢与铝合金的结合强度。

进一步，本发明所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪的钨极轴心与竖直方向的夹角为25°-45°，钨极尖端与工件表面的垂直距离为1.5mm-5mm，与激光束在待焊工件表面扫描的扫描中心之间的水平距离为2mm-3mm。焊接开始时，激光在待焊工件表面扫描的扫描中心(简称扫描中心)为激光束处于激光束初始焊接位置时，照射在待焊工件上的激光光斑中心点，随着焊接的进行，激光束的扫描中心也沿着焊接方向向前行进，激光束的扫描中心所在轴线为经过激光束处于激光束初始焊接位置时的激光光斑中心点，且与焊缝方向平行的轴线。

进一步，本发明焊接过程中，保持所述激光束垂直于焊缝方向，与竖直方向的夹角范围不大于15°。

进一步，本发明所述焊接过程中，激光束在沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描的扫描频率为80-120Hz。

进一步，本发明所述激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形进行扫描时，圆形扫描半径为1mm-3mm；在待焊工件表面沿椭圆形进行扫描时，椭圆形的长轴与焊缝方向垂直，长度为1mm-3mm。

进一步，本发明焊接开始前，调整激光束位置，使得3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；

激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描，并保证在焊接过程中扫描激光束在待焊工件上的平均热量分布为：3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上。

进一步，本发明所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，反极性TIG电弧每次电弧作用时间为15-40ms，正极性TIG电弧的每次电弧作用时间为25-50ms。

进一步，本发明焊接过程中，通过电流传感器监测正极性TIG电弧和反极性TIG电弧的电流信号，将电流信号转变为数字信号并根据电流信号判断电弧交替，在电弧交替时通过信号控制器对产生激光束的激光装置发出控制信号，使激光束高功率脉冲与低功率脉冲的切换与反极性TIG电弧和正极性TIG电弧一致。

进一步，本发明所述用于焊接的变功率脉冲扫描激光束的低功率激光脉冲与高功率激光脉冲的功率比值为0.6-0.8；焊接过程中，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源时，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲在焊接过程中输入的功率比值为0.3-0.5，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源时，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲在焊接过程中输入的功率比值为1.5-2。

焊接热源总热量根据焊接板材的型号和厚度而定，试验证明，确定焊接热源总热量后，根据上述比例分配焊接热源，有利于获得综合性能优异的焊接接头。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、本发明采用采用反极性TIG电弧-激光复合热源和正极性TIG电弧-激光复合热源相互交替的方式进行焊接，每个复合热源均结合了激光和电弧两个独立热源各自的优点，极大程度地避免了二者的缺点，提高了能量利用率，有利于提高焊缝质量，改善焊缝成型。

二、直流反接TIG焊枪设置于激光束沿焊接方向的前侧，钨极为正极，产生动能较大的阳离子，撞击铝合金表面的氧化膜，具有清洁作用，与高功率激光脉冲复合，在保证焊接效率和焊接效果的同时，反极性TIG电弧可以采用较小功率，避免钨极烧损；直流正接TIG焊枪采用直流正接，钨极为负极，阴极区发射电子，温度低，钨极不容易烧损，可以使用较大的焊接电流便于阴极发射电子，提高电流负载能力，与较低功率的低功率激光脉冲复合即可获得较好的焊接效果，同时保证了焊接效率。

三、采用反极性TIG电弧-高功率激光脉冲复合热源和正极性TIG电弧-低功率激光脉冲复合热源相互交替的方式进行焊接，既可以避免两电弧同时产生时的电磁干扰，又起到了交流电弧的作用，同时实现反极性TIG焊电弧和正极性TIG电弧的优势互补，相比于仅使用一个电极交替通入正电和负电起弧，对于电源的设计要求低，参数调节范围宽，通过调节电流、电压、切换频率、电极间距、电极间位置关系等参数，可完成不同厚度待焊工件的焊接，而且减少了电极烧损，增长了电极的使用寿命。

四、本发明的激光热源采用扫描激光束，激光束在扫描的同时诱导电弧发生摆动，即通过激光束的扫描可以精确地调节激光在铝合金与不锈钢板上的能量分布，使得铝合金熔化而不锈钢不熔化，熔化的铝合金在未熔化的不锈钢上铺展，形成稳定均匀的钎焊界面，阻碍生成过厚的脆性金属间化合物，避免了金属间化合物的厚度过大造成的微裂纹，保证了焊接接头质量。而且，通过扫描激光束结合激光束诱导下的电弧摆动，使得铝合金与不锈钢的自熔钎焊温度场分布更有利于液态铝向不锈钢侧的浸润及铺展，改善焊缝成形，提高接头性能,。

五、焊接过程中，激光束沿圆形或椭圆形进行扫描，不仅使得界面温度分布更加均匀，界面不同位置形成的金属间化合物厚度及成分相似，有利于获得界面层均匀的熔钎焊接头，且扫描激光束对熔池产生明显搅拌作用，提高接头润湿性，减少焊接气孔，从而获得接头性能优异，界面层均匀的熔钎焊接头。

附图说明

图1为本发明反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源时的焊接模式示意图。

图2为本发明正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源时的焊接模式示意图。

图3为本发明激光-双TIG电弧复合自熔钎焊中激光束倾角示意图。

图4为本发明激光-双TIG电弧复合自熔钎焊中激光扫描路径示意图。

图中，1为激光头，2为激光束，3为直流反接TIG焊枪，4为反极性TIG电弧，5为直流正接TIG焊枪，6为正极性TIG电弧，7为铝合金板，8为不锈钢板，9为焊缝，10为激光光斑，11为激光光斑的中心点，12为激光扫描中心所在轴线，13为激光扫描路径。

具体实施方式

一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，包括对待焊接的铝合金板和不锈钢板的待焊区域及四周进行清洁预处理、将不锈钢板与铝合金板装配为铝合金板在上、不锈钢在下的搭接形式，组成待焊工件；

采用激光束-双TIG电弧复合热源对待焊工件进行焊接，复合热源熔化铝合金，加热但不熔化不锈钢；熔化的铝合金在未熔化的不锈钢上铺展，形成钎焊界面；焊接过程采用高纯氩气保护；

所述激光束为变功率脉冲扫描激光束，包括高功率激光脉冲和低功率激光脉冲；所述双TIG电弧包括由直流正接TIG焊枪产生的正极性TIG电弧和由直流反接TIG焊枪产生的反极性TIG电弧；

焊接开始前，调整激光头位置，使得激光束照射在待焊工件上的激光光斑直径为2-4mm，2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；所述直流反接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的前侧，直流正接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的后侧；

焊接过程中，激光束在沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描(可采用机械手控制激光头1，使得激光束2在焊接行进的同时在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描)，并保证在焊接过程中扫描激光束在待焊工件上的平均热量分布为：2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上；直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中仅沿焊接方向向前行进，不发生其他方向移动；激光束的扫描中心、直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程相对位置保持不变，反极性TIG电弧和正极性TIG电弧在扫描激光束诱导下发生摆动；

所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，反极性TIG电弧起弧时，触发激光束的高功率激光脉冲，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源；正极性TIG电弧起弧时，触发激光束的低功率激光脉冲，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源。图1为本发明反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源时的焊接模式示意图。图2为本发明正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源时的焊接模式示意图。

优选的，焊接过程中，保持所述激光束垂直于焊缝方向，与竖直方向的倾角范围不大于15°。图3为激光束倾角示意图，本附图仅为了表现激光束位置和入射倾角，图中省略了两个TIG焊枪。激光束垂直于焊缝方向，与竖直方向的夹角为θ，θ≤15°。

图4为本发明激光-双TIG电弧复合自熔钎焊中激光扫描路径示意图。图4为图3的俯视视角，省略了激光头、激光束、电弧焊枪、电弧等，仅仅用于激光扫描路径。图中激光光斑10为激光束处于激光束初始焊接位置时，照射在待焊工件上的激光光斑位置的示意图，其中2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上，11为激光光斑的中心点。激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描，随着焊接的进行，激光的扫描中心也沿着焊接方向向前行进，焊接过程中激光扫描中心所在轴线如图4中12所示，即激光扫描中心所在轴线为经过激光束处于激光束初始焊接位置时的激光光斑中心点11，且与焊缝方向平行的轴线。激光束同时进行沿的焊接方向向前行进和在待焊工件表面沿圆形或椭圆形扫描两种运动，两种运动合成，形成螺旋状的扫描路径，如图中13所示。

优选的，本发明在将不锈钢板与铝合金板装配为搭接形式，组成待焊工件之前，采用激光打孔工艺在不锈钢板的待焊区域表面制备网状凹凸结构，网状凹凸结构中网孔总面积占所述待焊区域面积的30％-40％，网孔均匀分布在所述待焊区域表面上，网状凹凸结构中网孔的深度为1-5um。

优选的，所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪的钨极轴心与竖直方向的夹角为25°-45°，钨极尖端与工件表面的垂直距离为1.5mm-5mm，与激光束在待焊工件表面扫描的扫描中心之间的水平距离为2mm-3mm。

优选的，所述焊接过程中，激光束在沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描的扫描频率为80-120Hz。

优选的，所述激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形进行扫描时，圆形扫描的半径为1mm-3mm；在待焊工件表面沿椭圆形进行扫描时，椭圆形的长轴与焊缝方向垂直，长轴长度为1mm-3mm。

优选的，焊接开始前，调整激光束位置，使得3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；

激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描，并保证在焊接过程中扫描激光束在待焊工件上的平均热量分布为：3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上。

优选的，所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，反极性TIG电弧每次电弧作用时间为15-40ms，正极性TIG电弧的每次电弧作用时间为25-50ms。

优选的，焊接过程中，通过电流传感器监测正极性TIG电弧和反极性TIG电弧的电流信号，将电流信号转变为数字信号并根据电流信号判断电弧交替，在电弧交替时通过信号控制器对产生激光束的激光装置发出控制信号，使激光束高功率脉冲与低功率脉冲的切换与反极性TIG电弧和正极性TIG电弧一致。

优选的，所述用于焊接的变功率脉冲扫描激光束的低功率激光脉冲与高功率激光脉冲的功率比值为0.6-0.8；焊接过程中，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源时，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲在焊接过程中输入的功率比值为0.3-0.5，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源时，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲在焊接过程中输入的功率比值为1.5-2。

实施例

一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，所述待焊接的铝合金板为厚度为2mm的6061铝合金板，待焊接的不锈钢板为厚度为2mm的301L不锈钢板，自熔钎焊方法包括对待焊接的铝合金板和不锈钢板的待焊区域及四周进行清洁预处理、将不锈钢板与铝合金板装配为铝合金板在上、不锈钢在下的搭接形式，搭接距离设置为10mm，组成待焊工件；

采用激光束-双TIG电弧复合热源对待焊工件进行焊接，复合热源熔化铝合金，加热但不熔化不锈钢；熔化的铝合金在未熔化的不锈钢上铺展，形成钎焊界面；焊接过程采用流量为25L/min的高纯氩气保护；

所述激光束为变功率脉冲扫描激光束，包括高功率激光脉冲和低功率激光脉冲；所述双TIG电弧包括由直流正接TIG焊枪产生的正极性TIG电弧和由直流反接TIG焊枪产生的反极性TIG电弧；

焊接开始前，调整激光头位置，使得激光束照射在待焊工件上的激光光斑直径为3mm，3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；所述直流反接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的前侧，直流正接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的后侧；激光束在激光束初始焊接位置时，激光束、直流反接TIG焊枪的钨极和直流正接TIG焊枪的钨极在同一平面内；

激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形进行扫描，扫描半径为1mm，扫描频率为100Hz；随着焊接的进行，激光头或待焊工件平移，扫描激光束的圆形扫描路径在待焊工件上形成螺旋式的焊接路径(如图4所示)；焊接过程中，通过控制激光头使得扫描激光束在待焊工件上的平均热量分布为：3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上；直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中仅沿焊接方向向前行进，不发生其他方向移动，反极性TIG电弧和正极性TIG电弧在扫描激光束诱导下发生摆动；

所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，反极性TIG电弧每次电弧作用时间为25ms，正极性TIG电弧的每次电弧作用时间为35ms；反极性TIG电弧起弧时，触发激光束的高功率激光脉冲，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源；正极性TIG电弧起弧时，触发激光束的低功率激光脉冲，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源。

本例焊接过程中，保持所述激光束垂直于焊缝方向，与竖直方向的夹角范围为10°。直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪的钨极轴心与竖直方向的夹角为30°，钨极尖端与激光束在待焊工件表面扫描的扫描中心之间的水平距离为2mm。

本例中在焊接过程中，通过电流传感器监测正极性TIG电弧和反极性TIG电弧的电流信号，将电流信号转变为数字信号并根据电流信号判断电弧交替，在电弧交替时通过信号控制器对产生激光束的激光装置发出控制信号，使激光束高功率脉冲与低功率脉冲的切换与反极性TIG电弧和正极性TIG电弧一致。

本例中采用激光束-双TIG电弧复合热源对待焊工件进行焊接的焊接速度为6mm/s，所述用于焊接的变功率脉冲扫描激光束的低功率激光脉冲的功率为1200W，高功率激光脉冲的功率为1700W，反极性TIG电弧的电弧电流43A，正极性TIG电弧的电弧电流125A，焊接过程中通过弧长跟踪器实时调整和监测焊接电压，使得焊接电压维持在16V左右。

通过对焊接接头的力学性能进行分析，采用本发明激光束-双TIG电弧复合热源焊接得到的焊接接头的平均强度高达315.3N/mm，远高于现有激光自熔钎焊方法。

Claims (10)

1.一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，包括对待焊接的铝合金板和不锈钢板的待焊区域及四周进行清洁预处理、将不锈钢板与铝合金板装配为铝合金板在上、不锈钢在下的搭接形式，组成待焊工件；其特征在于：

采用激光束-双TIG电弧复合热源对待焊工件进行焊接，复合热源熔化铝合金，加热但不熔化不锈钢；熔化的铝合金在未熔化的不锈钢上铺展，形成钎焊界面；焊接过程采用高纯氩气保护；

所述激光束为变功率脉冲的扫描激光束，包括高功率激光脉冲和低功率激光脉冲，所述双TIG电弧包括由直流正接TIG焊枪产生的正极性TIG电弧和由直流反接TIG焊枪产生的反极性TIG电弧；

焊接开始前，调整激光头位置，使得激光束照射在待焊件上的激光光斑直径为2-4mm，2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；所述直流反接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的前侧，直流正接TIG焊枪位于激光束初始焊接位置沿焊接方向的后侧；

焊接过程中，激光束在沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描，并保证在焊接过程中扫描激光束在待焊件上的平均热量分布为：2/3-3/4激光热量照射在铝合金板上，1/3-1/4激光热量照射在不锈钢板上；直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪仅沿焊接方向向前行进，不发生其他方向移动，反极性TIG电弧和正极性TIG电弧在扫描激光束诱导下发生摆动；

所述直流反接TIG焊枪和直流正极TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，直流反接TIG焊枪起弧时，触发激光束的高功率激光脉冲，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源；直流正接TIG焊枪起弧时，触发激光束的低功率激光脉冲，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：在将不锈钢板与铝合金板装配为搭接形式，组成待焊工件之前，采用激光打孔工艺在不锈钢板的待焊区域表面制备网状凹凸结构，网状凹凸结构中网孔总面积占所述待焊区域面积的30％-40％，网孔均匀分布在所述待焊区域表面上，网状凹凸结构中网孔的深度为1-5um。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪的钨极轴心与竖直方向的夹角为25°-45°，钨极尖端与工件表面的垂直距离为1.5mm-5mm，与激光束在待焊工件表面扫描的扫描中心之间的水平距离为2mm-3mm。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：焊接过程中，保持所述激光束垂直于焊缝方向，与竖直方向的夹角范围不大于15°。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：所述焊接过程中，激光束在沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描的扫描频率为80-120Hz。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形进行扫描时，圆形扫描半径为1mm-3mm；在待焊工件表面沿椭圆形进行扫描时，椭圆形的长轴与焊缝方向垂直，长度为1mm-3mm。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：焊接开始前，调整激光束位置，使得3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上，记录此时激光束的位置为激光束初始焊接位置；

激光束在焊接过程中沿焊接方向向前行进的同时，在待焊工件表面沿圆形或椭圆形进行扫描，并保证在焊接过程中扫描激光束在待焊工件上的平均热量分布为：3/4激光热量照射在铝合金板上，1/4激光热量照射在不锈钢板上。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：所述直流反接TIG焊枪和直流正接TIG焊枪在焊接过程中交替起弧，反极性TIG电弧每次电弧作用时间为15-40ms，正极性TIG电弧的每次电弧作用时间为25-50ms。

9.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：焊接过程中，通过电流传感器监测正极性TIG电弧和反极性TIG电弧的电流信号，将电流信号转变为数字信号并根据电流信号判断电弧交替，在电弧交替时通过信号控制器对产生激光束的激光装置发出控制信号，使激光束高功率脉冲与低功率脉冲的切换与反极性TIG电弧和正极性TIG电弧一致。

10.根据权利要求1所述的一种铝合金与不锈钢的激光-双TIG电弧复合自熔钎焊方法，其特征在于：所述用于焊接的变功率脉冲扫描激光束的低功率激光脉冲与高功率激光脉冲的功率比值为0.6-0.8；焊接过程中，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲形成复合热源时，反极性TIG电弧与高功率激光脉冲在焊接过程中输入的功率比值为0.3-0.5，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲形成复合热源时，正极性TIG电弧与低功率激光脉冲在焊接过程中输入的功率比值为1.5-2。

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