用于AL－Mg合金异厚度板材激光焊接的焊剂和焊接方法

摘要

用于Al－Mg合金异厚度板材激光焊接的焊剂及焊接方法，其目的是提高Al－Mg合金异厚度板材对接的激光焊接稳定性，改善焊缝成形性能。其焊剂是由Mg、Al构成，按重量百分比Mg为3～8％、其余为Al，焊剂粉末的粒度为100～300目。其焊接方法为：首先将粉末混合后，研磨15～30分钟使其混合均匀，放入烘干炉中在100℃～180℃温度下烘干15～30分钟，然后将粉末与丙酮或丁酮溶剂混合，搅拌均匀后刷涂于整个待焊焊道表面，最小厚度以遮盖工件原有金属光泽为宜，待溶剂挥发后进行激光焊接，激光焊接时采用惰性气体作为保护气体，焊接时离焦量为：(0～－0.9)×薄板的厚度，焊接速度在每分钟0.5米至10米之间。

说明书

技术领域

本发明涉及焊接的焊剂及焊接方法，特别适合于Al-Mg合金异厚度板材的激光焊接。

背景技术

激光焊接Al-Mg合金异厚度板材时，由于铝镁合金表面对激光束极高的反射率以及镁元素的大量烧损，铝镁合金的激光焊接本身具有一定难度；而且由于清洗过程中人为因素的影响、装夹误差的影响等，常常会使板材表面状态不均匀、板材间隙过大或不均匀，而激光束对铝合金表面状态及板材间隙的敏感性很大，从而使得焊接过程极不稳定，焊缝成形不良。

发明内容

本发明的目的是提高Al-Mg合金异厚度板材对接的激光焊接稳定性，改善焊缝成形性能。

本发明是用于Al-Mg合金异厚度板材激光焊接的焊剂和焊接方法，其焊剂由Mg、Al构成，按重量百分比Mg为3～8％、其余为Al。焊剂还可以由Mg、Mn、Al组成，按重量百分比Mg为3～8％，Mn为0.2～0.8％、其余为Al。焊剂粉末的粒度为100～300目。

本发明的焊接方法的步骤为：预置粉末时，首先将粉末混合后，研磨15～30分钟使其混合均匀，放入烘干炉中在100～180℃温度下烘干15～30分钟，然后将粉末与丙酮或丁酮溶剂混合，搅拌均匀后刷涂于整个待焊焊道表面，最小厚度以遮盖工件原有金属光泽为宜，待溶剂挥发后进行激光焊接，激光焊接时采用惰性气体作为保护气体，焊接时选用负离焦量，离焦量为：(0∽-0.9)×薄板的厚度，焊接速度在每分钟0.5米至10米之间。

优选的离焦量为(-0.2～-0.5)×薄板的厚度，焊接速度在每分钟1.0米至5米之间。

使用Nd:YAG激光器施焊时，激光功率在500W至10000W之间。优选使用的功率在1000W至4000W之间。

使用二氧化碳激光器施焊时，激光功率在1000W至40000W之间。优选使用的功率在1000W至5000W之间。

本发明的焊接方法在惰性气体的情况下操作，保护方式采用正面保护和背面保护共用，保护气体可以选用氮气、氩气、氦气，也可以使用氦气、氮气的混合气体。

采用本方法可以使Al-Mg合金异厚度板材对接的激光焊接稳定性显著提高，焊缝成形性能大大改善。从而降低了对装夹精度的严格要求，在板间间距不均匀时，仍能得到外观成形优良的焊缝，同时还可以细化焊缝组织、提高焊缝强度。

具体实施例

本发明的焊剂由Mg、Al构成，粉末粒度为100～300目，重量配比分别为：Mg占3～8％、其余为Al。其焊接方法的焊剂粉末填加采用预置方法，首先将粉末混合后，研磨15～30分钟使其混合均匀，放入烘干炉中100～180℃烘干15～30分钟，然后将粉末与丙酮或丁酮溶剂混合，搅拌均匀后刷涂于整个待焊焊道表面，涂层厚度与板厚有关，最小厚度以遮盖工件原有金属光泽为宜，待溶剂挥发后进行激光焊接。

用CO₂激光器进行激光焊接，焊接厚度为1mm和1.5mm的铝镁合金LF2时，在正面和背面均采用氩气保护气体，所用焊剂的填充粉末的组分为：5％Mg、95％Al，激光功率1600W、离焦量-0.2mm(相对于薄板)、焊接速度1.6m/min时，可以获得成型美观、性能优良的焊缝。