一种金属薄板材料的焊接方法与流程

本发明属于激光焊接领域，具体涉及一种金属薄板材料的焊接方法。

背景技术：

现有技术中，薄板焊接一般采用激光焊接的方式实现。激光焊接通常采用连续或脉冲模式的激光束加工实现，激光焊接方式一般分为激光深熔焊接和激光热传导焊接。激光深熔焊时，热输入较大，薄板瞬间吸收较多热量易变形，焊接超薄金属材料时，由于不填充焊接材料，焊后焊缝区的厚度相对母材可能会发生减薄。

由于采用脉冲或者连续激光器焊接金属薄板时容易发生变形，一般实际生产中主要利用脉冲激光器的较低功率来进行焊接，但是较低的功率意味着熔深达不到要求，或者在薄板有镀层时只能实现镀层金属间的较弱结合，无法满足焊接的强度要求；而以增加功率来加大熔深时又会导致薄板的变形较大，不能满足实际生产中的质量要求，因此，上述激光焊接方式的使用受到一定制约。

因此，有必要提供一种可大幅度降低热输入量，同时保证焊接过后的薄板无变形、且焊缝深度可控的焊接方法。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中的缺陷，提供了一种金属薄板材料的焊接方法，其将薄板金属材料定位好，并对上述薄板采用较高速度及较高频率进行高频激光冲击焊接，由此即可得到表面较窄、深度可控及强度达到要求的焊缝。

本发明所采用的技术方案是：

提供一种金属薄板材料的焊接方法，其包括如下步骤：

步骤s1、材料定位：将至少两块待焊接的板材平行叠放；步骤s2、参数调整：调整激光焊接工艺参数范围，并设定焊缝形状；

步骤s3、焊接：采用激光打标机对所述板材进行激光焊接，并调整焊接深度。

优选的，所述步骤s1包括：

s11、检查至少两块待焊接的板材的表面是否满足平整度要求，若不满足，则对所述待焊接的板材的表面进行打磨，使表面达到平整度要求；

s22、对表面达到平整度要求的待焊接的板材进行清洗，去除油污杂质后干燥；

s23、使用薄板焊接夹具对所述待焊接的板材进行装夹固定，使所述待焊接的板材平行叠放，且所述待焊接的板材平行叠放后，相邻两板材之间的间隙小于单层板材厚度的8-12％。

优选的，所述步骤s2中还包括：采用保护气体对焊接过程进行保护。

优选的，所述保护气体为纯度为99.9％的氩气，且所述保护气体的喷出方向与焊接平面之间的夹角在35-50度之间。

优选的，所述步骤s2中，所述激光焊接工艺参数的调整范围为：功率16w～20w、离焦量+2mm～0mm、速度80-120mm/s、频率20khz～200khz；且所述焊缝形状为直径4-8mm的圆。

优选的，所述步骤s3中，所述调整焊接深度的过程包括：沿所述焊缝进行至少一圈的焊接，以此来调整焊接深度。

本发明技术方案所带来的效果：

本发明通过打标机进行高频率冲击热传导焊接，可以大幅度降低热输入量，焊接过后可以保证薄板无变形，且焊缝深度可控，其有利于薄板的穿透焊接加工。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的金属薄板材料的焊接方法流程图；图2是本发明实施例一提供的激光打标机焊接金属薄板的示意图；

图3是本发明实施例一提供的保护气体喷出方向的示意图；

图4是本发明实施例一提供的通过焊接所获得的一定深宽比的焊缝的示意图。

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。

实施例一：

如图1-2所示，本发明的金属薄板材料的焊接方法包括如下步骤：

步骤s1、材料定位：将至少两块待焊接的板材1,1’平行叠放；所述两块待焊接的板材可为金属薄板板材，如厚度为0.1mm～0.3mm不锈钢片、镍片等；

步骤s2、参数调整：调整激光焊接工艺参数范围，并设定焊缝2形状；

步骤s3、焊接：采用激光打标机100产生激光束3，通过激光束3对所述板材1,1’进行激光焊接，并调整焊接深度。

具体的，所述步骤s1包括：

s11、检查至少两块待焊接的板材1,1’的表面是否平整光滑，满足平整度要求，若不满足平整度要求，则可采用细砂纸轻轻的打磨的方式对所述待焊接的板材的表面进行打磨，使表面达到平整度要求；

s22、对表面达到平整度要求的待焊接的板材1,1’装入装有丙酮的器皿内，再将所述器皿放入超声波清洗仪内进行清洗，去除油污杂质后，通过吹风机进行干燥；

s23、如图2所示，使用薄板焊接夹具对所述待焊接的板材1,1’进行装夹固定，使所述待焊接的板材1,1’平行叠放，且所述待焊接的板材1,1’平行叠放后，相邻两板材之间的间隙小于单层板材厚度的8-12％(可优选为10％)，例如，所述待焊接的板材单层板材厚度为0.2mm，则相邻两板材之间的间隙小于0.02mm。

同时，所述步骤s2中，所述激光焊接工艺参数的调整范围为：功率16w～20w(可优选为18w)、离焦量+2mm～0mm(可优选为+1mm)、焊接速度80-120mm/s(可优选为100mm/s)、频率20khz～200khz；且焊接所形成的焊缝2形状为直径4-8mm(可优选为5mm)的圆，本实施中，通过调整上述焊接参数，使得完成单圈焊接的耗时仅为0.171s左右，可极大提高焊接速率；除此之外，步骤s2中还可采用保护气体对焊接过程进行保护，即，采用纯度为99.9％的氩气作为保护气体，且如图3所示，所述保护气体的喷出方向与焊接平面(即相邻两待焊接的板材1,1’平行叠加后，两者之间的间隙所处的平面)之间的夹角θ在35-50度(可优选为45度)之间。

步骤s3中，在采用激光打标机100对所述板材1,1’进行激光焊接前，先将平行叠放好的待焊接的板材1,1’放置在所述激光打标机100的振镜头的焦距处。通过在焦距处进行焊接，可使得焊接避免因受到外界干扰而产生的热输入不稳定的影响，保证焊接效果良好，同时避免热输入过大导致薄板被焊穿，降低焊接成本。同时，所述步骤s3中，如图4所示，所述调整焊接深度的过程包括：沿所述焊缝2进行至少一圈的焊接，以此来调整焊接深度，获得合适的深宽比(所述深宽比为h/d的值，所述h为焊接深度，所述d为焊缝直径)，例如，焊接3圈即可使得焊缝的深宽比达到5:1，由此可以得到表面较窄、深度可控，且强度达到要求的焊缝。

综上所述，本发明通过激光打标机对金属薄板材进行高频率冲击热传导焊接，可以大幅度降低热输入量，提高焊接速率，并且通过调整焊接的圈数来控制焊缝深度，在保证薄板不易变形的前提下获得较大深宽比、且强度符合要求的焊缝，有利于提高金属薄板的穿透焊接加工的效率，降低加工成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。