一种对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法与流程

xiaoxiao2026-09-18  1


本发明属于激光焊接,涉及一种高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法。


背景技术:

1、新能源汽车销量的高速增长,带动动力电池装机量的增长;新能源汽车电池离不开液冷板,而液冷板的生产制造目前还有很多进步空间。目前新能源动力电池的液冷板大多采用3系的铝板钎焊而成,其结构由3系冲压板+铝基钎料+3系底板组成,厚度较厚且钎焊加热粘接过程中,会影响3系铝板的机械强度,缺点显而易见。而高强度铝合金零件的激光焊接是一项较成熟的技术,它可以在保证结构强度的同时减轻零件的重量,由此可联想到这种新工艺的激光焊接可用于高强度铝合金板的焊接加工。

2、液冷板结构包括高强度铝合金上板和高强度铝合金底板,并采用激光熔融焊接,通过新工艺的激光焊接制成的液冷板,其强度更大、重量更轻、热交换效率更高、成本更低。

3、但是新工艺的激光焊接也存在一定技术问题:

4、1、由于激光特性,进行激光焊接时铝合金板易被激光熔穿,且在焊缝处易形成裂纹。

5、2、焊接完成后,由于激光焊接时上下铝合金板的热变形不一致,导致液冷板成品存在不易控制的形变。

6、3、激光焊接焊缝细小,不能像钎焊一般将两个高强度铝合金板的贴合面全部焊接,只能在靠近水道处焊接,需考虑水道间距等情况,做好轨迹规划,平衡焊接难度及液冷板成品强度。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,提高激光焊接后的液冷板的焊缝质量,降低液冷板的变形量。

2、本发明采用如下技术方案:

3、一种对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,所述方法包括以下步骤:

4、步骤s1:高强度铝合金上板与高强度铝合金下板叠放在加工工装上,共同组成液冷板;步骤s2:依据液冷板水道(所述水道为液冷板的流道)分布进行焊接轨迹规划,所述焊接轨迹规划具体包括:首先将所述液冷板规划出若干待焊接区,每个待焊接区有若干待形成焊道的区域;

5、然后激光器按照以下焊接顺序焊接:

6、1)以所述液冷板中心为参照,先焊接靠近所述液冷板中心的待焊接区,形成中心焊接区;

7、2)焊接所述中心焊接区相邻的待焊接区,形成第二层焊接区,如此由中心依次向外,逐层焊接,形成n层焊接区;

8、3)最后对所述液冷板的外框待焊接区进行焊接,用于提高液冷板边缘强度;

9、步骤s3:激光器按照所述轨迹规划进行液冷板的焊接,使用模拟量控制激光器功率配合相应激光器移动速度进行焊接,焊接结束后,清理液冷板,检测焊缝质量。

10、进一步的,所述步骤s2中的每一层焊接区内以对称的焊接顺序对该层内所有待焊接区进行焊接。

11、进一步的,在焊接轨迹规划时,针对宽度大于10mm的待形成焊道的区域即宽焊道采用长焊缝段焊接策略,针对宽度不大于10mm的待形成焊道的区域即窄焊道采用短焊缝段结合长焊缝段焊接策略。

12、进一步的,所述长焊缝段焊接策略,具体包括:沿着宽焊道边缘进行焊接形成线形的长焊缝段,用于提高液冷板的耐压能力。

13、进一步的,所述短焊缝段结合长焊缝段焊接策略,具体包括:先在窄焊道端部贴合边缘形成封闭曲线形的短焊缝段,再沿窄焊道延伸形成线形的长焊缝段,用于提高液冷板耐压能力。

14、进一步的,所述使用模拟量控制激光器功率,具体为包括:激光器的功率通过模拟量实时控制,模拟量是一个连续变化的电压或电流信号,代表激光器的输出功率水平;通过调整所述信号,精确控制激光器的输出功率成线性上升或线性下降。

15、一种液冷板,所述液冷板根据对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法得到。

16、本发明的有益效果:

17、1、采用将液冷板进行焊接轨迹规划,液冷板成品的变形量降低;

18、2、采用短焊缝段和长焊缝段结合对待形成焊道的区域进行焊接的方式,让液冷板水道的耐压能力更强;

19、3、使用模拟量控制激光功率输出实现功率缓升缓降,有效改善激光焊接易在焊缝起始与结尾处熔深过深的情况,增强焊接强度



技术特征:

1.一种对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,其特征在于,所述步骤s2中的每一层焊接区内以对称的焊接顺序对该层内所有待焊接区进行焊接。

3.根据权利要求1所述的对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,其特征在于,在焊接轨迹规划时,针对宽度大于10mm的待形成焊道的区域即宽焊道采用长焊缝段焊接策略,针对宽度不大于10mm的待形成焊道的区域即窄焊道采用短焊缝段结合长焊缝段焊接策略。

4.根据权利要求3所述的对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,其特征在于,所述长焊缝段焊接策略,具体包括:沿着宽焊道边缘进行焊接形成线形的长焊缝段。

5.根据权利要求3所述的对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,其特征在于,所述短焊缝段结合长焊缝段焊接策略,具体包括:先在窄焊道端部贴合边缘形成封闭曲线形的短焊缝段,再沿窄焊道延伸形成线形的长焊缝段。

6.根据权利要求1所述的对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,其特征在于,所述使用模拟量控制激光器功率,具体为包括:激光器的功率通过模拟量实时控制,模拟量是一个连续变化的电压或电流信号,代表激光器的输出功率水平;通过调整所述信号,精确控制激光器的输出功率成线性上升或线性下降。

7.一种液冷板,其特征在于,所述液冷板根据任一项权利要求1-6所述的对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法得到。


技术总结
本发明公开了一种对高强度铝合金板进行叠焊加工的激光焊接方法,包括以下步骤:步骤S1:两块铝合金板叠放在加工工装上组成液冷板;步骤S2:进行焊接轨迹规划,具体包括:首先将液冷板规划出若干待焊接区,每个待焊接区有若干待形成焊道的区域;按照以下焊接顺序焊接:1)以液冷板中心为参照,先焊接靠近液冷板中心的待焊接区,形成中心焊接区;2)焊接中心焊接区相邻的待焊接区,形成第二层焊接区,如此由中心依次向外,逐层焊接,形成n层焊接区;3)最后对液冷板的外框待焊接区进行焊接;步骤S3:激光器按照轨迹规划进行液冷板的焊接,使用模拟量控制激光器功率配合相应激光器移动速度进行焊接。该焊接方法提高液冷板强度,降低变形量。

技术研发人员:陈晓,张毅,钟震桢,李瑞,潘鑫,乐望贇,陈勇,李畅
受保护的技术使用者:浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/9/23
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