专利名称：一种在高导热金属基体上焊接铁或铁合金的方法
技术领域：
本发明涉及焊接技术，具体为一种利用激光电弧复合技术在铜或铝等高导热金属 基体表面上焊接铁或铁合金的方法。
背景技术：
铜或铝在工业中应用广泛，由于铜或铝导热性高，热膨胀系数大，直接用电弧焊接 方法在铜或铝基体上焊接铁或铁合金，焊缝处容易出现裂纹，很难实现冶金结合。铜铁焊接 常规方法采用银焊条钎焊，焊条熔化的同时铜铁被加热到焊条熔化的温度，所以焊接件的 体积不能大，特别是铜件，否则铜件由于导热快很难达到焊条的熔点温度，不能实现在大体 积的铜件上焊接铁件。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种在高导热金属基体 上焊接铁或铁合金的方法，该方法具有焊接质量好，工艺简单，节约能源，适用范围广等特 点ο本发明解决所述方法技术问题的技术方案是设计一种在高导热金属基体上焊 接铁或铁合金的方法，该方法采用激光电弧复合焊接工艺，先用峰值功率2-5kw、光斑直径 0. 5-lmm的YAG脉冲激光器在高导热金属表面上制备冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层，再用通 用的电弧焊接方法在所述M-Cr合金熔覆层上焊接铁或铁合金；所述的高导热金属为铜或 铜合金、铝或铝合金、钛或钛合金；所述通用的电弧焊接方法是指明弧焊接方法、埋弧焊接 方法、气体保护焊接方法或等离子弧焊接方法。与现有技术相比，本发明提供了一种在高导热金属表面上焊接铁或铁合金件的方 法。该方法利用激光技术先在铜或铝等高导热性金属基体表面上制备Ni-Cr合金熔覆层， 并以其作为过渡层，然后在Ni-Cr熔覆层过渡层上焊接铁或铁合金，使铜或铝等高导热性 金属和铁金属件分别与过渡层冶金结合，达到高导热性金属与铁件有效焊接目的，因此焊 接质量好，工艺简单，且采用激光电弧复合焊接工艺不需对基体预热，不受基体体积大小的 限制，因此节约能源，适用(大体积)范围广，成本低廉，便于工业推广应用。
具体实施例方式下面结合实施例进一步叙述本发明。本发明设计的一种在高导热金属基体上焊接铁或铁合金的方法(简称焊接方法 或方法)包括二个工艺过程(1).先在高导热金属表面上制备Ni-Cr合金熔覆层(即过渡 层)；(2).再在制备的熔覆层上焊接铁或铁合金。本发明制备过渡层的具体工艺是先在高导热金属表面上预置设计要求厚度的 Ni-Cr合金粉末层，或者在激光束照射高导热金属表面时同步输送Ni-Cr合金粉末(即同步 送粉)，然后用光斑直径0. 5-lmm、峰值功率2_5kw的YAG脉冲激光器产生的激光束照射焊接的高导热金属表面，使Ni-Cr合金粉末熔于所述的高导热金属基体的表面，当激光脉冲 结束后，熔覆的Ni-Cr合金金属与高导热金属基体表面形成冶金结合的熔覆点，每一个或 多个重复的激光脉冲能够形成一个所述的Ni-Cr合金熔覆点；重复上述操作，即可在高导 热金属基体表面形成设计要求面积和厚度的Ni-Cr合金熔覆层(过渡层)；进而再利用通 用的电弧焊接方法在所述熔覆层处焊接铁或铁合金；所述的高导热金属包括铜或铜合金、 铝或铝合金、钛或钛合金等；所述通用的电弧焊接方法包括明弧焊接方法、埋弧焊接方法、 气体保护焊接方法和等离子弧焊接方法，其本身均为现有技术。所述的Ni-Cr合金金属粉 末及其预置粉层和同步送粉方法本身也为现有技术。本发明未述及之适用于现有技术。下面给出本发明的具体实施例，具体实施例仅用于进一步叙述本说明，不构成对 本发明申请权利要求的限制。实施例1采用本发明方法焊接Cu-Fe。在50 X 100 X 50mm3的纯铜块上，用峰值功率3000w、光斑直径0. 5mm的YAG脉冲激 光制备直径约10mm、厚度Imm的Ni-Cr合金熔覆层，并以其作为焊接的过渡层，再用钨极氩 气保护焊接方法，将直径5mm的铁螺杆焊接在该过渡层上，即实现铜与铁的有效焊接。实施例2采用本发明方法焊接Al-Fe。在50 X 100X IOmm3的铝板块上，用峰值功率2500w、光斑直径Imm的YAG脉冲激光 制备直径约8mm、厚度0. 8mm的M-Cr合金熔覆层，并以此其作为焊接的过渡层，再用等离子 弧焊接法，将直径4mm的铁合金螺杆焊接在过渡层上，即实现了铝与铁合金的高质量焊接。
权利要求
一种在高导热金属基体上焊接铁或铁合金的方法，该方法采用激光电弧复合焊接工艺，先用峰值功率2-5kw、光斑直径0.5-1mm的YAG脉冲激光器在高导热金属表面上制备冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层，再用通用的电弧焊接方法在所述Ni-Cr合金熔覆层上焊接铁或铁合金；所述的高导热金属为铜或铜合金、铝或铝合金、钛或钛合金；所述通用的电弧焊接方法是指明弧焊接方法、埋弧焊接方法、气体保护焊接方法或等离子弧焊接方法。
全文摘要
本发明公开一种在高导热金属基体上焊接铁或铁合金的方法，该方法采用激光电弧复合焊接工艺，先用峰值功率2-5kw、光斑直径0.5-1mm的YAG脉冲激光器在高导热金属表面上制备冶金结合的Ni-Cr合金熔覆层，再用通用的电弧焊接方法在所述Ni-Cr合金熔覆层上焊接铁或铁合金；所述的高导热金属为铜或铜合金、铝或铝合金、钛或钛合金；所述通用的电弧焊接方法是指明弧焊接方法、埋弧焊接方法、气体保护焊接方法或等离子弧焊接方法。
文档编号B23K28/02GK101885115SQ20101022297
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月9日 优先权日2010年7月9日
发明者刘能文, 王云山 申请人:天津工业大学