专利名称：一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接技术领域，更加具体地说，特别涉及一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法及其应用。
背景技术：
包装工业是国民经济的重要组成部分，并且为世界经济发展提供重要支撑。该行业被称为“永不衰落的朝阳产业”，具有无可比拟的产业优势。泡沫铝作为一种新型的包装材料，以Al或其它合金为基体、包含大量孔洞，具有缓冲吸能的功能，同时具有比重小、重量轻；耐热性强；刚度高等特性，越来越受到包装运输、军事防护、航空、航天等各个领域的重视，已经广泛的应用到了易损物品的缓冲包装、重要设备的防护及结构内部填充等方面。传统的材料分为结构材料和功能材料，泡沫铝新 型材料符合高技术材料发展的多功能化要求，也即实现“结构材料功能化和功能材料结构化”。同时，泡沫铝是一种绿色的包装材料，具有可回收性及循环利用的优点，它不仅可以减少和消除环境污染，缓解对生态环境的压力，而且能节省能源，取代像木材这类匮乏的自然资源，使废旧资源再资源化。目前对于泡沫铝的研究重点主要集中在其制备、结构、性能、设计、降低成本以及拓展其应用领域等方面。如果无法实现对其可靠而实用的连接，泡沫铝作为绿色材料在包装工业领域中的应用必将受到很大的限制。焊接作为重要的材料连接方法之一，通过加热、加压或加热加压共同作用，不仅在宏观上形成了永久性接头，在微观上也形成了原子间结合，因此，焊接具有良好的结构整体性和可实现性。激光焊作为当今先进的制造连接技术之一，是通过将高强度的激光束辐射至材料表面，通过材料与激光之间的相互作用，使材料熔化形成连接的一种高效精密的焊接方法。和传统的焊接方法相比，它具有输出功率大、焊接速度快、焊缝深宽比高，具有很强的可扩展性。相比其他传统的焊接方法，激光焊在泡沫铝包装材料的焊接方面具有显著的性能优势。但由于泡沫铝孔洞结构的存在，在焊接过程中会导致其多孔结构在高温下不能支持自身重量而产生塌陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法，通过选择合适的焊缝填充材料，使之在激光焊接过程中能克服泡沫铝多孔材料焊接过程中孔洞结构的塌陷以及避免焊缝处密实结构的形成，最终形成合格的连接接头，满足包装工业中对于泡沫铝连接的要求。本发明的目的通过下述技术方案予以实现一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法，在泡沫铝材料的焊缝处使用与泡沫铝材料成分基本相同的铝合金作为焊缝填充材料，进行激光焊接。其中所述工艺参数激光平均功率为1400— 1900w。离焦量为-0.5——I. 5mm。
焊速(激光光束移动速度)为I一 2cm/s。保护气体为惰性气体,如氩气、氦气或者氮气,气体流量为10 — 12L/min。在本发明的技术方案中，在焊缝处使用填充材料，在焊接过程中避免泡沫铝多孔结构的塌陷，当材料在激光热源的作用下发生熔化，凝固后形成了密实的焊缝组织，较少破坏泡沫铝材料本身的孔隙结构，增加了焊缝处的结构密度，提高了焊缝接头处的重量，同时也改变了焊接接头的性能。
图I为本发明技术方案的实施示意图，其中I为铝合金填充材料，2为激光束，3为泡沫铝多孔材料。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。采用固体连续Nd: YAG激光器，其型号为JK2003SM。该激光器设备的技术参数如表I所示。表IJK2003SM激光器主要技术参数
权利要求
1.一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法，其特征在于，在泡沫铝材料的焊缝处使用与泡沫铝材料成分基本相同的铝合金作为焊缝填充材料，进行激光焊接。
2.根据权利要求I所述的一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法，其特征在于，激光焊接中，所述工艺参数如下激光平均功率为1400—1900 ;离焦量为-O. 5一-1. 5mm ;焊速(激光光束移动速度)为I一2cm/s ;保护气体为惰性气体,如氩气、氦气或者氮气,气体流量为 10 — 12L/min。
3.铝合金作为焊缝填充材料在泡沫铝材料激光焊接中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种泡沫铝绿色包装材料的激光焊接方法及其应用，在泡沫铝材料的焊缝处使用与泡沫铝材料成分基本相同的铝合金作为焊缝填充材料，进行激光焊接。本发明技术方案通过选择合适的焊缝填充材料，使之在激光焊接过程中能克服泡沫铝多孔材料焊接过程中孔洞结构的塌陷以及避免焊缝处密实结构的形成，最终形成合格的连接接头，满足包装工业中对于泡沫铝连接的要求。
文档编号B23K35/28GK102672354SQ20121014995
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者冯梦楠, 孟繁亮, 张迪, 敖三三, 罗震 申请人:天津大学