CN114769863B - 材料焊接方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种材料焊接方法、装置及设备，其方法包括：通过确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。通过螺旋绕线方式并加上缓升缓降对焊接材料进行预热缓冷，减少在焊接完成后出现的热裂纹、气孔和焊接飞溅的问题，提高了焊接材料焊接后的焊点质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种紫铜与黄铜的材料焊接方法、装置及设备。
背景技术
目前对异种材料紫铜与黄铜进行激光焊接的方法是通过固定紫铜与黄铜之间的焊口，在紫铜与黄铜之间运用激光熔覆方法涂敷一层中间材料，在中间材料的部位实现紫铜与黄铜的焊接，自然冷却后完成制备。但由于紫铜的反射率高、导热快、不易形成熔池，黄铜含有锌，而锌的汽化温度(903℃)比铜的熔点(1084℃)低，当激光焊接过程温度较高时，易引起黄铜出现脱锌现象，造成炸点、飞溅、气孔等现象，铜熔化时表面张力小，流动性大，熔池金属容易流失直接造成焊接飞溅；铜存在多种低熔点共晶，线膨肶数和收缩率大，接头内应力大，焊接部分出现热裂纹；铜热导率大，冷却速度快，气孔来不及析出，造成焊接点内还存在气孔，降低焊点质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种材料焊接方法，旨在解决焊点出现焊接飞溅、热裂纹以及气孔的问题，提高紫铜与黄铜的材料焊接的焊点质量。
为实现上述目的，本发明提供一种材料焊接方法，所述材料焊接方法包括如下步骤：
确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
优选地，所述确定待焊接材料中紫铜和黄铜预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接装置中的步骤包括：
选取所述预设厚度的紫铜作为所述待焊接材料中的紫铜原料，所述紫铜原料的预设厚度不大于第一预设阈值；
选取所述预设厚度的黄铜作为所述待焊接材料中的黄铜原料，所述黄铜原料的预设厚度不大于第二预设阈值；
将所述不大于第一预设阈值预设厚度的紫铜原料和不大于第二预设阈值预设厚度黄铜原料按照紫铜在上、黄铜在下的标准，放置在所述焊接工作台上，同时将所述紫铜原料以及黄铜原料进行压合。
优选地，所述在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理的步骤包括：
在所述待焊接材料上选取待焊接点；
基于预先设置好的激光器螺旋绕线路径以及激光器的参数，通过所述激光器以螺旋绕线内圈缓升方式，对所述待焊接点进行预热。
优选地，在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理的步骤之前，所述材料焊接方法还包括：
基于所述焊接工作台的焊接位置以及进行焊接的工作距离，确定所述激光器进行激光照射的激光焦点；
基于所述激光焦点，设置正离焦参数，所述正离焦参数为所述激光焦点到所述待焊接点的距离与所述工作距离的差值。
优选地，所述通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金的步骤包括：
基于预先设置好激光器螺旋绕线路径以及激光器的参数，所述激光器通过螺旋绕线外圈缓降方式，对所述焊接点进行缓冷，放缓所述焊接点的冷却速度；
基于所述冷却速度，对所述焊接点进行冷却凝固，得到所述焊接材料焊接后的焊接合金。
优选地，在所述得到所述焊接材料焊接后的焊接合金的步骤之后，所述材料焊接方法还包括：
对所述焊接合金的焊接点进行熔深测试，获取焊接点对应的熔深测试结果，基于所述熔深测试结果，确定熔深测试并调整后的焊接合金；
对所述焊接合金的焊接点进行拉力测试，确定拉力测试后的焊接合金。
优选地，所述对所述焊接合金的焊接点进行熔深测试，获取焊接点对应的熔深测试结果，基于所述熔深测试结果，确定熔深测试并调整后的焊接合金的步骤包括：
在所述焊接合金的焊接点中选取进行熔深测试的测试样本，截取所述测试样本的剖面图；
若所述测试样本的剖面图大小和/或形状达到预设标准，则将所述测试样本对应的焊接合金作为熔深测试并调整后的焊接合金；
若所述测试样本的剖面图大小和/或形状未达到预设标准，则将所述测试样本对应的焊接合金进行调整，得到熔深测试并调整后的焊接合金。
优选地，所述将所述测试样本对应的焊接合金进行调整，得到熔深测试并调整后的焊接合金的步骤包括：
将所述测试样本对应的焊接合金进行镶嵌；
将镶嵌后的焊接合金进行打磨抛光，得到表面为镜面的焊接合金；
将所述表面为镜面的焊接合金进行金相腐蚀，其中，金相腐蚀的方式包括化学腐蚀和电触腐蚀中的一种或多种。
此外，为实现上述目的，本发明实施例还提出一种材料焊接装置，所述材料焊接装置包括：
获取模块，用于确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
预热模块，用于在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
焊接模块，用于通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
缓冷模块，用于通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
此外，为实现上述目的，本发明实施例还提出一种设备，所述设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的材料焊接程序，所述材料焊接程序被所述处理器执行实现如上所述的材料焊接方法步骤。
本发明提出的材料焊接方法、装置及设备，本实施例确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。通过先待焊接材料上的待焊接点进行螺旋绕线内圈缓升，对待焊接材料进行预热，增加了待焊接材料的吸收率，采用螺旋绕线的方式对焊接点进行照射焊接，减少、甚至消除了在焊接过程后，紫铜与黄铜咬合处的热裂纹，最后对焊接材料上的焊接点通过螺旋线外圈缓降的方式使材料缓冷，减少了熔池凝固后的塌陷，提高了紫铜与黄铜的焊接材料焊接的焊点质量。
附图说明
图1为本发明材料焊接方法实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明材料焊接方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明材料焊接方法第一实施例涉及到的焊接设备示意图；
图4为本发明材料焊接方法第一实施例SPI 70W激光器可设置的基础参数示意图；
图5为本发明材料焊接方法第二实施例中步骤S200的细化流程示意图；
图6为本发明材料焊接方法第二实施例的流程示意图；
图7为本发明材料焊接方法第三实施例中步骤S400的细化流程示意图；
图8为本发明材料焊接方法第三实施例的流程示意图；
图9为本发明材料焊接方法第一实施例涉及到的材料焊接装置的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
具体地，参照图1，图1为本发明材料焊接方法实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
本发明实施例设备可以是焊接装置。
如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
基于上述终端设备架构但不限于上述架构，提出本发明材料焊接方法实施例。
具体地，参照图2，图2为本发明材料焊接方法第一实施例的流程示意图，所述材料焊接方法包括：
步骤S10，确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
步骤S20，在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
步骤S30，通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
步骤S40，通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
本实施例材料焊接方法用于焊接反射率高、导热快、不易形成熔池的铜金属，使用固定波长、固定脉宽的激光器，通过工艺参数的优化，实现紫铜与黄铜的直接焊接，无需传统焊接过程中繁琐的制备过程。相关制备人员根据用料需求对应的预设参数，分别确定待焊接材料中紫铜和黄铜厚度，并按照紫铜在上、黄铜在下的标准将所述待焊接材料放置在焊接装置中，在待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器的螺旋绕线方式，并加上缓升缓降对待焊接点进行预热缓冷，增加待焊接材料对激光器热量的吸收率，并减少焊接点在冷却凝固过程中的熔池凝固塌陷。
以下将对各个步骤进行详细说明：
步骤S10，确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
所述确定待焊接材料中紫铜和黄铜预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上的步骤包括：
选取所述预设厚度的紫铜作为所述待焊接材料中的紫铜原料，所述紫铜原料的预设厚度不大于第一预设阈值；
选取所述预设厚度的黄铜作为所述待焊接材料中的黄铜原料，所述黄铜原料的预设厚度不大于第二预设阈值；
将所述不大于第一预设阈值预设厚度的紫铜原料和不大于第二预设阈值预设厚度黄铜原料按照紫铜在上、黄铜在下的标准，放置在所述焊接工作台上，同时将所述紫铜原料以及黄铜原料进行压合。
在本实施例中，焊接装置采用SPI 70W激光器、F160场镜测试器以及对紫铜与黄铜进行照射焊接的焊接工作台，参照图3，图3为在一具体实施例中进行材料焊接的焊接装置设备示意图。该设备示意图包括激光器、场镜测试器以及焊接工作台，上述激光器，用于连接电源为焊接紫铜与黄铜提供热源，对待焊接材料紫铜与黄铜上的待焊接点进行照射；上述场镜测试器，包括准直、振镜和场景，用于提高所述激光器在焊接过程中焊接能力以及激光器发射光束的聚焦能力；上述焊接工作台，用于为上述待焊接材料通过激光器进行照射焊接提供工作位置。
其中，SPI 70W激光器为可设置基础参数的激光器，用于发射参数不同的加热激光，参照图4，图4为该SPI 70W激光器可进行调节的基础参数，该激光器连接电源以及场镜测试器，该焊接装置的场景测试器中包括准直、振镜以及场镜，其中，上述准直用于将该激光器发射的激光调整为平行激光；上述振镜用于将接收到的工控机的电信号转换为控制程序，在振镜的横坐标与纵坐标上画出预设好的待焊接点，通过振镜的横纵坐标可以设置待焊接点的形状、大小等参数；上述场镜用于将上述激光器发射出的激光进行聚焦，提高激光器发射光束的加热能力。
在一具体实施例中，选取厚度为0.1mm的紫铜原料作为待焊接材料的上层材料，选取厚度为0.2mm的黄铜原料作为待焊接材料的下层材料，将上述紫铜原料以及黄铜原料按照紫铜在上、黄铜在下的标准，叠加放置在上述焊接装置中的焊接工作台上，以进行焊接工作。
步骤S20，在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
所述在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理的步骤包括：
在所述待焊接材料上选取待焊接点；
基于预先设置好的激光器螺旋绕线路径以及激光器的参数，通过所述激光器以螺旋绕线内圈缓升方式，对所述待焊接点进行预热。
在本实施例中，在待焊接材料上选取待焊接点，待焊接点的大小与形状可通过上述焊接装置的场镜测试器中的振镜进行设置，所述待焊接材料的大小需不小于上述待焊接点。
上述激光器通过螺旋绕线方式对上述待焊接点进行预热，具体的，通过预先设置好的加热功率、激光波长以及激光器脉宽等的激光器，对上述待焊接点进行预热处理，上述激光器发出的激光参数在激光器进行工作之前预先设置好。且该激光器采用螺旋绕线方式对待焊接点进行预热，螺旋绕线的螺旋绕线参数也在激光器进行工作之前预先设置好，其中，螺旋绕线参数包括激光加热的光线路径、螺旋绕线的长度以及螺旋绕线的螺距。
步骤S30，通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
上述激光器通过螺旋绕线方式对上述待焊接点进行照射焊接，具体的，通过预先设置好的加热功率、激光波长以及激光器脉宽等的激光器发出的激光采用预先设置好的加热的光线路径、螺旋绕线的长度以及螺旋绕线的螺距的螺旋绕线方式对上述待焊接点进行加热，加热后，上述待焊接材料的待焊接点的表面出现熔化和汽化现象。
需要进行具体解释的是，激光器进行照射焊接的螺旋绕线方式的螺旋绕线参数在激光器开始工作之前进行设置，且上述螺旋绕线方式的螺旋绕线参数包括激光器进行螺旋绕线加热的光线路径、螺旋绕线的长度以及螺旋绕线的螺距等。通过上述设置好螺旋绕线参数的螺旋绕线方式，激光器采用预先设置好照射参数的激光器发出的激光对上述待焊接点进行照射加热，其中激光器采用预先设置好照射参数包括加热功率、激光波长以及激光器脉宽等。
在一具体实施例中，通过预先设置好的加热功率、激光波长为1064mm以及激光器脉宽为纳秒级的激光器进行照射焊接，上述激光器发出的激光采用预先设置好的加热的光线路径、螺旋绕线的长度以及螺旋绕线的螺距的螺旋绕线方式对上述待焊接点进行照射焊接。
步骤S40，通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
所述通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金的步骤包括：
基于预先设置好激光器螺旋绕线路径以及激光器的参数，所述激光器通过螺旋绕线外圈缓降方式，对所述焊接点进行缓冷，放缓所述焊接点的冷却速度；
基于所述冷却速度，对所述焊接点进行冷却凝固，得到所述焊接材料焊接后的焊接合金。
在本实施例中，在对焊接点进行激光照射，实现紫铜与黄铜的焊接的过程中，激光器对焊接点进行激光照射会使焊接点的温度快速增加，当上述焊接点的温度达到一定值时，焊接点处的焊接材料会出现表面熔化或汽化的现象，达到焊接材料的熔点，此时通过激光器的螺旋绕线外圈缓降方式，放慢焊接点表面温度下降的速度，使得焊接材料实现缓冷。
在一具体实施例中，上述激光器通过螺旋绕线方式对上述待焊接点进行加热后，焊接点表面出现熔化与汽化现象，当焊接材料达到一定温度，激光器并未直接关闭，上述焊接材料的温度下降速度放缓，焊接材料上的焊接点以较慢的冷却速度凝固，得到焊接后的紫铜与黄铜焊接合金。
本实施例根据预设参数，分别确定待焊接材料中紫铜和黄铜厚度，并将所述待焊接材料按照预设标准放置在焊接装置中，先对待焊接材料上的待焊接点进行螺旋绕线内圈缓升，对待焊接材料进行预热，增加了待焊接材料的吸收率，采用螺旋绕线的方式对焊接点进行照射焊接，减少、甚至消除了在焊接过程后，紫铜与黄铜咬合处的热裂纹，最后对焊接材料上的焊接点通过螺旋线外圈缓降的方式使材料缓冷，减少了熔池凝固后的塌陷，提高了紫铜与黄铜焊接的焊点质量。
在一具体实施例中，选取厚度为0.1mm的紫铜和厚度为0.2mm的黄铜作为待焊接材料，放置在材料焊接装置中进行焊接，基于预设好的螺旋绕线参数，该螺旋绕线参数为螺距0.04mm、内径为0.02mm、外径为0.22mm、两圈内圈以及一圈外圈，通过螺旋绕线方式使用激光器对待焊接材料上的待焊接点进行预热，上述激光器进行预热时的参数为缓升功率达到30％，缓升长度为1mm。将待焊接材料上的待焊接点进行预热处理之后，则需将待焊接点通过激光器进行照射焊接，上述激光器在对待焊接点进行照射焊接时的参数为功率75％、频率30khz、速度100mm/s、脉宽160ns以及照射焊接时间为0.5s。在照射焊接之后，通过螺旋绕线方式使用激光器对焊接材料上的焊接点进行外圈缓降，使焊接材料上的焊接点进行缓冷，放缓焊接点的冷却速度，上述激光器在进行焊接材料缓冷时的参数为缓降功率40％以及缓降长度为1.2mm，通过螺旋绕线方式并加上缓升缓降对待焊接材料的待焊接点以及焊接材料的焊接点进行预热缓冷，冷却凝固后得到焊接材料焊接后的焊接合金。
进一步地，基于本申请实施例材料焊接方法的第一实施例，提出本申请实施例材料焊接方法的第二实施例。
材料焊接方法的第二实施例与材料焊接方法的第一实施例的区别在于，在步骤S20之前，所述材料焊接方法还包括设置正离焦参数的方案，在步骤S20之前还包括：
步骤S200，设置正离焦参数。
参照图5，图5为本实施例材料焊接方法步骤S200的具体步骤。
参照图6，步骤S200具体包括：
S201，基于所述焊接工作台的焊接位置以及进行焊接的工作距离，确定所述激光器进行激光照射的激光焦点；
S202，基于所述激光焦点，设置正离焦参数，所述正离焦参数为所述激光焦点到所述待焊接点的距离与所述工作距离的差值。
在一具体的实施例中，上述激光焦点是通过聚焦镜片，将扩束后的平行光经过聚焦后，形成的锥形的最细的部位为激光的焦点位置，正离焦是上述平行光经过聚焦后的焦点在进行焊接工作时特定焊接距离下，焊接位置的上方，激光焦点可通过焊接位置与所需的焊接距离计算而出，再根据上述激光焦点，设置该正离焦参数。
在本实施例中，通过正离焦方式，使用激光器发射出来的光对待焊接材料进行照射焊接，在焊接点上形成较小的熔池以及较浅的熔深，通过预先设置好的正离焦参数减少、甚至消除了在焊接过程中因铜熔化时表面张力小、流动性大、熔池金属容易流失所造成的焊接飞溅问题。
进一步地，基于本申请实施例材料焊接方法第一实施例和第二实施例，提出本申请实施例材料焊接方法第三实施例。
材料焊接方法的第二实施例与诊断教学方法的第一、第二实施例的区别在于，在步骤S40之后，所述材料焊接方法还包括对焊接好的焊接合金进行测试的方案，在步骤S40之后还包括：
步骤S400，对焊接好的焊接合金进行测试。
参照图7，图7为本实施例材料焊接方法步骤S400的具体步骤。
参照图8，步骤S400具体包括：
步骤S401，对所述焊接合金的焊接点进行熔深测试，获取焊接点对应的熔深测试结果，基于所述熔深测试结果，确定熔深测试并调整后的焊接合金；
所述对所述焊接合金的焊接点进行熔深测试，获取焊接点对应的熔深测试结果，基于所述熔深测试结果，确定熔深测试并调整后的焊接合金的步骤包括：
在所述焊接合金的焊接点中选取进行熔深测试的测试样本，截取所述测试样本的剖面图；
若所述测试样本的剖面图大小和/或形状达到预设标准，则将所述测试样本对应的焊接合金作为熔深测试并调整后的焊接合金；
若所述测试样本的剖面图大小和/或形状未达到预设标准，则将所述测试样本对应的焊接合金进行调整，得到熔深测试并调整后的焊接合金。
在一具体实施例中，完成紫铜与黄铜的焊接，在得到紫铜与黄铜焊接好的焊接合金后，可以对该焊接合金进行熔深测试，选取焊接合金的测试样本，对该样本进行截面切割，获取测试样本的剖面图，得到熔深的深度，该熔深深度在53um至116um之间。
所述将所述测试样本对应的焊接合金进行调整，得到熔深测试并调整后的焊接合金的步骤包括：
将所述测试样本对应的焊接合金进行镶嵌；
将镶嵌后的焊接合金进行打磨抛光，得到表面为镜面的焊接合金；
将所述表面为镜面的焊接合金进行金相腐蚀，其中，金相腐蚀的方式包括化学腐蚀和电触腐蚀中的一种或多种。
在一具体实施例中，若熔深深度未达到预设标准，则需对测试样本对应的焊接合金进行镶嵌，并将镶嵌后的焊接合金进行打磨抛光，具体的，打磨抛光的研磨顺序可以是：180cw-320cw-600cw-1200cw-2000cw-2500cw-4000cw的抛光布。通过化学腐蚀的金相腐蚀方法也可以使用不同材料的腐蚀试剂，电触腐蚀的金相腐蚀方法也可以使用不同功率的电触方法。
步骤S402，对所述焊接合金的焊接点进行拉力测试，确定拉力测试后的焊接合金。
在一具体实施例中，完成紫铜与黄铜的焊接，在得到紫铜与黄铜焊接好的焊接合金后，可以对该焊接合金进行熔深测试，得到熔深测试后的焊接合金，并对该焊接合金进行拉力测试，测试过程中拉力不断增加，增加幅度平稳，拉力在27N-37N之间，完成焊接合金的拉力测试，得到拉力测试后的焊接合金。
在本实施例中,通过对已获取到的焊接合金进行熔深测试以及拉力测试，测试后得到焊接合金对应的测试结果，若测试结果没有达到预设标准，则需对焊接合金进行调整，得到测试并调整后的焊接合金，进一步地保障了使用材料焊接方法得到的焊接合金的焊接质量。
此外，本发明实施例还提出一种材料焊接装置，参照图9，图9为本发明材料焊接方法实施例方案涉及的材料焊接装置的功能模块示意图。如图9所示，所述紫铜与黄铜焊接装置包括：
获取模块10，用于确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
预热模块20，用于在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
焊接模块30，用于通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
缓冷模块40，用于通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
本实施例实现材料焊接的原理及实施过程，请参照上述各实施例，在此不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种设备，所述设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的材料焊接程序，所述材料焊接程序被所述处理器执行时实现如上述实施例所述的材料焊接方法的步骤。
由于本材料焊接程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品储存在如上所述的一个储存介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种材料焊接方法，其特征在于，所述材料焊接方法包括如下步骤：
确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
所述确定待焊接材料中紫铜和黄铜预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上的步骤包括：
选取所述预设厚度的紫铜作为所述待焊接材料中的紫铜原料，所述紫铜原料的预设厚度不大于第一预设阈值；选取所述预设厚度的黄铜作为所述待焊接材料中的黄铜原料，所述黄铜原料的预设厚度不大于第二预设阈值；将所述不大于第一预设阈值预设厚度的紫铜原料和不大于第二预设阈值预设厚度黄铜原料按照紫铜在上、黄铜在下的标准，放置在所述焊接工作台上，同时将所述紫铜原料以及黄铜原料进行压合；
在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
2.如权利要求1中所述的材料焊接方法，其特征在于，所述在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理的步骤包括：
在所述待焊接材料上选取待焊接点；
基于预先设置好的激光器螺旋绕线路径以及激光器的参数，通过所述激光器以螺旋绕线内圈缓升方式，对所述待焊接点进行预热。
3.如权利要求1所述的材料焊接方法，其特征在于，在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理的步骤之前，所述材料焊接方法还包括：
基于所述焊接工作台的焊接位置以及进行焊接的工作距离，确定所述激光器进行激光照射的激光焦点；
基于所述激光焦点，设置正离焦参数，所述正离焦参数为所述激光焦点到所述待焊接点的距离与所述工作距离的差值。
4.如权利要求1所述的材料焊接方法，其特征在于，所述通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金的步骤包括：
基于预先设置好激光器螺旋绕线路径以及激光器的参数，所述激光器通过螺旋绕线外圈缓降方式，对所述焊接点进行缓冷，放缓所述焊接点的冷却速度；
基于所述冷却速度，对所述焊接点进行冷却凝固，得到所述焊接材料焊接后的焊接合金。
5.如权利要求1所述的材料焊接方法，其特征在于，在所述得到所述焊接材料焊接后的焊接合金的步骤之后，所述材料焊接方法还包括：
对所述焊接合金的焊接点进行熔深测试，获取焊接点对应的熔深测试结果，基于所述熔深测试结果，确定熔深测试并调整后的焊接合金；
对所述焊接合金的焊接点进行拉力测试，确定拉力测试后的焊接合金。
6.如权利要求5所述的材料焊接方法，其特征在于，所述对所述焊接合金的焊接点进行熔深测试，获取焊接点对应的熔深测试结果，基于所述熔深测试结果，确定熔深测试并调整后的焊接合金的步骤包括：
在所述焊接合金的焊接点中选取进行熔深测试的测试样本，截取所述测试样本的剖面图；
若所述测试样本的剖面图大小和/或形状达到预设标准，则将所述测试样本对应的焊接合金作为熔深测试并调整后的焊接合金；
若所述测试样本的剖面图大小和/或形状未达到预设标准，则将所述测试样本对应的焊接合金进行调整，得到熔深测试并调整后的焊接合金。
7.如权利要求6所述的材料焊接方法，其特征在于，所述将所述测试样本对应的焊接合金进行调整，得到熔深测试并调整后的焊接合金的步骤包括：
将所述测试样本对应的焊接合金进行镶嵌；
将镶嵌后的焊接合金进行打磨抛光，得到表面为镜面的焊接合金；
将所述表面为镜面的焊接合金进行金相腐蚀，其中，金相腐蚀的方式包括化学腐蚀和电触腐蚀中的一种或多种。
8.一种材料焊接装置，其特征在于，所述材料焊接装置包括：
获取模块，用于确定待焊接材料中紫铜和黄铜的预设厚度，并将所述预设厚度的紫铜和黄铜按照预设标准放置在焊接工作台上；
所述获取模块，还用于，选取所述预设厚度的紫铜作为所述待焊接材料中的紫铜原料，所述紫铜原料的预设厚度不大于第一预设阈值；选取所述预设厚度的黄铜作为所述待焊接材料中的黄铜原料，所述黄铜原料的预设厚度不大于第二预设阈值；将所述不大于第一预设阈值预设厚度的紫铜原料和不大于第二预设阈值预设厚度黄铜原料按照紫铜在上、黄铜在下的标准，放置在所述焊接工作台上，同时将所述紫铜原料以及黄铜原料进行压合；
预热模块，用于在所述待焊接材料上选取待焊接点，通过激光器，对所述待焊接点通过螺旋绕线内圈缓升的方式进行预热处理；
焊接模块，用于通过所述激光器对预热后的所述待焊接点进行照射焊接，得到照射焊接后的焊接点；
缓冷模块，用于通过所述激光器以螺旋绕线外圈缓降方式，放缓所述焊接点的冷却凝固速度，得到冷却凝固后的焊接合金。
9.一种设备，其特征在于，所述设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的材料焊接程序，所述材料焊接程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的材料焊接方法。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101369688A (zh) * | 2008-09-27 | 2009-02-18 | 宁波市鄞州中天阀门有限公司 | 摩擦焊接黄铜铝组合接头及其焊接方法 |
| KR20100069869A (ko) * | 2008-12-17 | 2010-06-25 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 이종금속 접합 방법 |
| CN102962543A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺 |
| CN103614511A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 | 复合结构氧枪喷头 |
| CN107225323A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-03 | 深圳市吉祥云科技有限公司 | 一种焊接锂电池盖帽与极耳的工艺方法 |
| CN107243691A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-10-13 | 温州职业技术学院 | 一种异种金属装配件高强度激光焊接方法及装置 |
| CN113967788A (zh) * | 2020-07-24 | 2022-01-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种堆叠钢工件的远程激光焊接方法 |
| CN114160931A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-11 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 紫铜管与黄铜法兰的焊接方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015129248A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | レーザ溶接方法 |
-
2022
- 2022-04-11 CN CN202210371924.7A patent/CN114769863B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101369688A (zh) * | 2008-09-27 | 2009-02-18 | 宁波市鄞州中天阀门有限公司 | 摩擦焊接黄铜铝组合接头及其焊接方法 |
| KR20100069869A (ko) * | 2008-12-17 | 2010-06-25 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 이종금속 접합 방법 |
| CN102962543A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-03-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | 紫铜与不锈钢异种材质的焊接工艺 |
| CN103614511A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 中钢集团鞍山热能研究院有限公司 | 复合结构氧枪喷头 |
| CN107225323A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-10-03 | 深圳市吉祥云科技有限公司 | 一种焊接锂电池盖帽与极耳的工艺方法 |
| CN107243691A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-10-13 | 温州职业技术学院 | 一种异种金属装配件高强度激光焊接方法及装置 |
| CN113967788A (zh) * | 2020-07-24 | 2022-01-25 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种堆叠钢工件的远程激光焊接方法 |
| CN114160931A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-11 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 紫铜管与黄铜法兰的焊接方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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