CN113714644A - 一种黄铜与紫铜的激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黄铜与紫铜的激光焊接方法，包括如下步骤：(1)将待焊接的紫铜放置在黄铜的上方，紫铜和黄铜中间设有一层锡片或锡膏，将焊接位置压紧；(2)激光束焦点照射在的紫铜上表面，通过热传导方式进行焊接。本发明的技术方案激光只能直接加热紫铜，通过热传导，将热量传递到黄铜上，黄铜紫铜中间加入锡片或锡膏作为热传导材料，导热效果更好，黄铜和锡融化后，形成铜锡合金，黄铜中的锌大量溶解于铜锡合金中融合生成锡青铜，可有效防止锌蒸汽溢出，同时锌能改善合金的流动性，缩小结晶温度范围，减轻逆偏析，可将其牢固的焊接在一起，强度能够达到100kgf以上。

Description

一种黄铜与紫铜的激光焊接方法
技术领域
本发明属于激光接技术领域，具体涉及一种黄铜与紫铜的激光焊接方法。
背景技术
紫铜和黄铜是两种不同的材料，黄铜含锌量比较大，铜的熔点时1083.4℃，锌的熔点是419.5℃，沸点是907℃，锡的熔点231.89℃，沸点2260℃。使用常规的高斯光束光纤激光器进行焊接，很容易在焊接时出现铜才刚刚融化，就被沸腾的锌蒸汽溢出，导致焊接表面飞溅四溢。
目前，激光行业还没有提出合适的黄铜(在下)紫铜(在上)叠焊的解决方案，缝焊，T型焊接，角焊的焊接效果，也因为黄铜中的锌蒸气，导致表面效果粗糙，外观不好，强度低。现有的激光焊接能实现黄铜在上，紫铜在下的激光焊接，但强度，外观效果都不是很好。
现有技术中电阻焊可以实现叠焊紫铜(在上)黄铜(在下)的效果，但无法实现缝焊，T型焊接，角焊的效果。
综上所述，亟需一种可实现紫铜在黄铜的上方进行焊接，焊接外观效果好同时有效提高了焊接强度的黄铜与紫铜的激光焊接方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种可实现紫铜在黄铜的上方进行焊接，焊接外观效果好同时有效提高了焊接强度的黄铜与紫铜的激光焊接方法。
上述目的是通过如下技术方案实现：一种黄铜与紫铜的激光焊接方法，包括如下步骤：
(1)将待焊接的紫铜放置在黄铜的上方，紫铜和黄铜中间设有一层锡片或锡膏，将焊接位置压紧；
(2)激光束焦点照射在的紫铜上表面，通过热传导方式进行焊接。
本发明的技术方案激光只能直接加热紫铜，通过热传导，将热量传递到黄铜上，黄铜紫铜中间加入锡片或锡膏作为热传导材料，导热效果更好，黄铜和锡融化后，形成铜锡合金，黄铜中的锌大量溶解于铜锡合金中融合生成锡青铜，可有效防止锌蒸汽溢出，同时锌能改善合金的流动性，缩小结晶温度范围，减轻逆偏析，可将其牢固的焊接在一起，强度能够达到100kgf以上。
进一步的技术方案是，所述步骤(2)中所采用的激光焊接设备光纤出口处光斑为是平顶光光束。如此，采用现在一般目前大范围应用在激光淬火的方形或圆形大光斑的平顶光光斑技术，光纤射出的光斑功率分布均匀，不像高斯光束，中心功率高，边缘功率低，保证焊接效果。
进一步的技术方案是，所述步骤(1)中采用夹具将待焊接的紫铜夹紧。
进一步的技术方案是，所述步骤(2)中焊接时所述激光焊接设备的焊接头发射的平顶光光束与待焊接的紫铜的加热面呈70～80°。如此，可防止因铜的高反效应，激光反射回光纤，导致烧坏光纤。
进一步的技术方案是，所述激光焊接设备为半导体激光器或者是光纤激光器。
进一步的技术方案是，所述步骤(2)中激光焊接设备发出光束后在初始位置停顿预定时间给紫铜加热，然后沿焊接方向按预定的速度移动，焊接完成后停止发出光束。
进一步的技术方案是，所述锡片或锡膏的厚度为0.08～0.15mm。
进一步的技术方案是，所述黄铜与紫铜采用边缘对接、搭接或角接的方式进行焊接。
相比于现有技术，本发明采用的激光焊接是非接触焊接，单面连续焊接，能自主移动，优于电阻焊接，因为激光设备与产品无接触，可以实现大范围的紫铜黄铜焊接，实现了将黄铜，紫铜两种差异很大的材料的高强度焊接，包括缝焊，T型焊接，角焊；本发明有效的解决了现有技术中黄铜中的锌蒸气溢出焊接表面飞溅导致表面效果粗糙，外观不好，强度低的技术问题，焊接不仅焊接外观效果好同时有效提高了焊接强度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明一种实施方式所涉及的应用本发明发热黄铜与紫铜的激光焊接方法焊接的产品的金相图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
本发明实施例如下，参照图1，一种黄铜与紫铜的激光焊接方法，包括如下步骤：
(1)将待焊接的紫铜放置在黄铜的上方，紫铜和黄铜中间设有一层锡片或锡膏，将焊接位置压紧；
(2)激光束焦点照射在的紫铜上表面，通过热传导方式进行焊接。
本发明的技术方案激光只能直接加热紫铜，通过热传导，将热量传递到黄铜上，黄铜紫铜中间加入锡片或锡膏作为热传导材料，导热效果更好，黄铜和锡融化后，形成铜锡合金，黄铜中的锌大量溶解于铜锡合金中融合生成锡青铜，可有效防止锌蒸汽溢出，同时锌能改善合金的流动性，缩小结晶温度范围，减轻逆偏析，可将其牢固的焊接在一起，强度能够达到100kgf以上。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述步骤(2)中所采用的激光焊接设备光纤出口处光斑为是平顶光光束。如此，采用现在一般目前大范围应用在激光淬火的方形或圆形大光斑的平顶光光斑技术，光纤射出的光斑功率分布均匀，不像高斯光束，中心功率高，边缘功率低，保证焊接效果。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述步骤(1)中采用夹具将待焊接的紫铜夹紧。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述步骤(2)中焊接时所述激光焊接设备的焊接头发射的平顶光光束与待焊接的紫铜的加热面呈70～80°。如此，可防止因铜的高反效应，激光反射回光纤，导致烧坏光纤。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述激光焊接设备为半导体激光器或者是光纤激光器。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述步骤(2)中激光焊接设备发出光束后在初始位置停顿预定时间给紫铜加热，然后沿焊接方向按预定的速度移动，焊接完成后停止发出光束。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述锡片或锡膏的厚度为0.08～0.15mm。
在上述实施例的基础上，本发明另一实施例中，所述黄铜与紫铜采用边缘对接、搭接或角接的方式进行焊接。
为了更好地说明本发明的技术方案，本发明此处提供一种具体的实施例：
以1.5mm后的紫铜和4mm后的黄铜叠焊为例，紫铜再上，黄铜在下，激光焊接设备为一台2kw以上，半导体激光器或者光纤激光器，光纤出口处光斑是平顶光光束，即整个光斑功率必须分布均匀。
1.将紫铜和黄铜装在夹具上，中间垫0.1mm锡片，将焊接位置压紧；
2.将激光焊接设备焊接头倾斜10°左右(相比于垂直方向)，这样可防止因铜的高反效应，激光反射回光纤，导致烧坏光纤，设置好激光功率参数；
3.采用方形光斑或大圆形光斑的激光光斑，激光焦点位置在紫铜上表面，激光器出光后，在焊接初始位置停顿，给紫铜加热，加热到出光位置通红，就像烧红的铁块，激光头再立即沿焊缝方向运动；焊接完后，激光器停止出光。
4.焊接后，焊接产品进行折弯测试，紫铜被折断，焊接处没有开裂。金相效果如图1，由图1可知，上层为紫铜，下为黄铜，紫铜和黄铜贴合紧密，有锌气孔产生(图中大黑色圈)，图中黑线为黄铜紫铜的接合面分界线。
5.缝焊的撕裂效果测试，撕裂处有黄铜颗粒黏附在紫铜上，说明焊接效果很好，产品表面也无飞溅。
6.产品强度测试，焊接面积在48平方毫米的范围内，测试强度已经大于100kgf。
当然，不同厚度的材料，参数会有差异。有上述实验可知，本发明有效的解决了现有技术中黄铜中的锌蒸气溢出焊接表面飞溅导致表面效果粗糙，外观不好，强度低的技术问题，焊接不仅焊接外观效果好同时有效提高了焊接强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将待焊接的紫铜放置在黄铜的上方，紫铜和黄铜中间设有一层锡片或锡膏，将焊接位置压紧；
(2)激光束焦点照射在的紫铜上表面，通过热传导方式进行焊接。
2.根据权利要求1所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中所采用的激光焊接设备光纤出口处光斑为是平顶光光束。
3.根据权利要求2所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用夹具将待焊接的紫铜夹紧。
4.根据权利要求2或3所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中焊接时所述激光焊接设备的焊接头发射的平顶光光束与待焊接的紫铜的加热面呈70～80°。
5.根据权利要求4所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述激光焊接设备为半导体激光器或者是光纤激光器。
6.根据权利要求5所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中激光焊接设备发出光束后在初始位置停顿预定时间给紫铜加热，然后沿焊接方向按预定的速度移动，焊接完成后停止发出光束。
7.根据权利要求6所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述锡片或锡膏的厚度为0.08～0.15mm。
8.根据权利要求7所述的黄铜与紫铜的激光焊接方法，其特征在于，所述黄铜与紫铜采用边缘对接、搭接或角接的方式进行焊接。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02251384A (ja) * 1989-03-25 1990-10-09 Kobe Steel Ltd 銅または銅合金材同士の接合方法
US5343014A (en) * 1990-07-12 1994-08-30 Nippondenso Co., Ltd. Method of welding metals of different kind by laser
JP2001015242A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Oki Electric Cable Co Ltd レーザ照射による絶縁心線とコネクタ端子の接続方法
US20050082350A1 (en) * 2003-10-16 2005-04-21 Hiroki Tarui Brazing method
CN103056522A (zh) * 2012-11-29 2013-04-24 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种激光加工中防反射烧损的喷嘴
CN103567637A (zh) * 2012-07-18 2014-02-12 艾默生环境优化技术公司 通过焊接工艺连接两个零部件的方法
CN106158369A (zh) * 2016-07-18 2016-11-23 浙江台州特总电容器有限公司 一种电容器接线端子
CN111922513A (zh) * 2020-07-23 2020-11-13 武汉华工激光工程有限责任公司 一种激光焊接光束整形优化装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02251384A (ja) * 1989-03-25 1990-10-09 Kobe Steel Ltd 銅または銅合金材同士の接合方法
US5343014A (en) * 1990-07-12 1994-08-30 Nippondenso Co., Ltd. Method of welding metals of different kind by laser
JP2001015242A (ja) * 1999-06-29 2001-01-19 Oki Electric Cable Co Ltd レーザ照射による絶縁心線とコネクタ端子の接続方法
US20050082350A1 (en) * 2003-10-16 2005-04-21 Hiroki Tarui Brazing method
CN103567637A (zh) * 2012-07-18 2014-02-12 艾默生环境优化技术公司 通过焊接工艺连接两个零部件的方法
CN103056522A (zh) * 2012-11-29 2013-04-24 中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所 一种激光加工中防反射烧损的喷嘴
CN106158369A (zh) * 2016-07-18 2016-11-23 浙江台州特总电容器有限公司 一种电容器接线端子
CN111922513A (zh) * 2020-07-23 2020-11-13 武汉华工激光工程有限责任公司 一种激光焊接光束整形优化装置

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