铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法

本发明涉及的是一种激光焊接领域的技术，具体是一种铝合金与不锈钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法。

背景技术：

1、随着能源结构的调整和环保要求的提高，汽车产业正在向着轻量化方向发展。钢铝混合车身是兼顾车辆性能、安全、成本和重量四者之间平衡的、实现汽车轻量化的有效途径。与现有的焊接连接方法相比，激光焊的能量密度高，在焊接过程中焊接速度快，热输入小，可以有效降低焊接变形，减小焊接残余应力。然而在采用激光对铝钢搭接接头进行施焊的过程中，由于钢和铝的金属热物理性能参数差异巨大，在激光焊接完成后仍会产生较大变形，致使上层熔化的液态铝合金与底层钢板接触减少，形成的金属间化合物层缺乏连续性，大大降低了接头强度。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，通过增加上层熔化铝合金与底层钢板的接触面积，获得稳定连续的金属间化合物层，解决铝钢焊接变形大，金属间化合物不连续的问题，显著提高了焊接质量。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明涉及一种铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，通过对上层铝合金的待焊区域挤压得到向下的微凸结构，再将铝合金和不锈钢之间涂覆胶粘剂并固化后对微凸结构采用具有微小摆动振幅的飞行激光束对待焊接件进行激光焊接。

4、所述的微凸结构，通过冲压后压槽得到；该微凸结构的压槽形状为半椭圆形，深度为0.2～0.5mm，宽度为0.5～1.0mm。

5、所述的涂覆，得到的胶粘剂厚度与微凸结构高度相同。

6、所述的激光焊接，其激光束对准铝合金试板凸台中心位置进行焊接，工艺参数为：激光功率2-4kw、焊接速度5-10m/min、光束倾角0-45°。

7、所述的微小摆动振幅是指：焊接时激光束沿焊接方向前进，同时激光束垂直于焊接方向周期性摆动，形成∞字形的焊接路径。

8、所述的铝合金与不锈钢，优选在焊接前对其待焊区域表面依次进行机械打磨、超声清洗、干燥。

9、所述的胶粘剂，采用但不限于氧树脂结构胶粘剂，其厚度优选为0.25mm。

10、技术效果

11、本发明将激光飞行焊技术与胶结技术相结合，通过微突结构将胶层挤出焊接区域，实现有效连接的同时有效控制焊接区域胶层厚度，防止过厚的胶层在焊接热作用下产生过量的有机物蒸气，从而提高匙孔稳定性，减小飞溅和气孔等焊接缺陷的产生，得到优质的焊接接头。

技术特征：

1.一种铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征在于，通过对上层铝合金的待焊区域挤压得到向下的微凸结构，再将铝合金和不锈钢之间涂覆胶粘剂并固化后对微凸结构采用具有微小摆动振幅的飞行激光束对待焊接件进行激光焊接。

2.根据权利要求1所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的微凸结构，通过冲压后压槽得到。

3.根据权利要求1或2所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的微凸结构的压槽形状为半椭圆形。

4.根据权利要求3所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的压槽的深度为0.2～0.5mm，宽度为0.5～1.0mm。

5.根据权利要求1所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的涂覆，得到的胶粘剂厚度与微凸结构高度相同。

6.根据权利要求1所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的激光焊接，其激光束对准铝合金试板凸台中心位置进行焊接，工艺参数为：激光功率2-4kw、焊接速度5-10m/min、光束倾角0-45°。

7.根据权利要求1所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的微小摆动振幅是指：焊接时激光束沿焊接方向前进，同时激光束垂直于焊接方向周期性摆动，形成∞字形的焊接路径。

8.根据权利要求1所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的铝合金与不锈钢，在焊接前对其待焊区域表面依次进行机械打磨、超声清洗、干燥。

9.根据权利要求1所述的铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，其特征是，所述的胶粘剂，采用氧树脂结构胶粘剂，其厚度为0.25mm。

技术总结
一种铝/钢异种金属基于胶接微凸结构辅助激光飞行焊方法，通过对上层铝合金的待焊区域挤压得到向下的微凸结构，再将铝合金和不锈钢之间涂覆胶粘剂并固化后对微凸结构采用具有微小摆动振幅的飞行激光束对待焊接件进行激光焊接。本发明能够获得稳定连续的金属间化合物层，解决铝钢焊接变形大，金属间化合物不连续的问题，显著提高了焊接质量。

技术研发人员：黄霜,楼铭,李永兵,陆润东,李卓然,吕天乐
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15