【CN109967869A】一种6061铝合金薄板脉冲激光叠焊工艺方法【专利】

6061铝合金低功率电阻点焊工艺优化6061铝合金是一种常用的铝合金材料，具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车、船舶等领域得到广泛应用。

在焊接工艺中，点焊是常用的连接方法之一，但是6061铝合金的低功率点焊工艺存在一些问题，如焊接接头强度低、焊接质量不稳定等。

对6061铝合金低功率点焊工艺进行优化研究，对提高焊接接头质量和稳定性具有重要意义。

一、6061铝合金低功率点焊工艺特点6061铝合金具有优良的导电性和导热性，因此适合进行点焊，但是由于6061铝合金材料的特殊性，低功率点焊存在一些困难和挑战。

6061铝合金低功率点焊工艺特点主要包括以下几点：1. 热变形严重：6061铝合金在点焊过程中容易发生热变形，导致焊接接头形变和尺寸不稳定。

2. 氧化严重：6061铝合金表面容易产生氧化层，影响点焊接头的质量和稳定性。

3. 焊接接头强度低：由于6061铝合金的结构特点和热处理工艺，低功率点焊接头强度较低，容易出现气孔和裂纹。

4. 焊缝形貌不良：6061铝合金低功率点焊焊缝形貌不规整，影响外观美观和力学性能。

针对6061铝合金低功率点焊的特点和存在的问题，对其工艺进行优化研究，可以有效提高焊接接头的质量和稳定性。

二、6061铝合金低功率点焊工艺优化方法1. 表面预处理：针对6061铝合金表面容易产生氧化层的问题，可以采用化学清洗或机械打磨的方式进行表面预处理，去除氧化层，提高点焊接头的质量和稳定性。

2. 电极选择：选择合适的电极材料和形状对焊接质量具有重要影响。

在低功率点焊中，应选择导热性好、耐磨损、耐热性好的电极材料，如钨、钼等，可以有效提高焊接接头的质量。

3. 焊接参数优化：在进行低功率点焊时，应根据具体的材料厚度、导电性和导热性等特点，优化焊接参数，包括焊接电流、焊接时间、压力等，以达到最佳的焊接效果。

4. 辅助热源：针对6061铝合金容易发生热变形的问题，可以考虑增加辅助热源，如预热或后热等方式，减少焊接接头的热变形，提高焊接接头的稳定性。

6061-T6铝合金薄板双脉冲MIG焊动态组合热源模型摘要：双脉冲 MIG焊是一种新型的铝合金焊接工艺，可同时实现电弧和熔池的双路控制，具有焊接速度快、焊接质量好等特点。

目前双脉冲 MIG焊的研究主要集中在大电流双脉冲焊，而对于小电流双脉冲焊研究较少。

本文基于有限元分析软件 ANSYS，建立了6061-T6铝合金薄板双脉冲 MIG焊动态组合热源模型，研究了焊接电流和脉冲频率对组合热源模型的影响，并通过焊接试验验证了动态组合热源模型的正确性。

结果表明：动态组合热源模型能够反映焊接过程中焊丝、熔池和热影响区的温度分布情况，提高了焊接工艺参数的准确性。

此外，试验结果与仿真结果一致，表明该模型可用于指导双脉冲 MIG焊工艺参数的优化。

关键词：双脉冲MIG焊；铝合金；动态组合热源模型引言双脉冲 MIG焊接是将常规的单脉冲变为两脉冲 MIG焊接，通过对低频率下的磁场进行周期搅动，实现了在低频率下，高频率下的强、弱交替变换，并改变了焊接过程中的电弧力及热量。

可见，采用双脉冲 MIG焊可以实现对输入热量及熔滴过渡形态的有效控制。

相对于常规的金属薄片熔化焊法，采用双脉冲 MIG焊法可以避免金属的烧穿，改善焊缝的力学性能。

所以，双脉冲 MIG焊在铝合金板材的焊接中得到了广泛的应用。

一、动态组合热源模型本文建立了两个变量：焊丝温度和焊丝/熔池接触区的温度。

根据热力学定律，在焊接过程中，热源能量不变，即：式中：M为焊接电流， kA;k为热输入量， kJ；δ为热影响区与母材之间的热阻，k C；δ为热影响区与母材之间的热阻，k C；ε为材料的热膨胀系数。

由于焊接过程中热源能量不变，则当热源与焊缝表面接触时，焊接过程中形成热循环如。

因此，可以利用图1所示的动态组合热源模型来模拟焊接过程中的热源能量分布。

式中：T为焊接时间；h为热循环时间；h为焊丝温度。

在上述动态组合热源模型中，电弧、熔池和热影响区三者是相互关联的。

当焊接电流较大时，电弧和熔池之间会形成强烈的对流传热；在焊接过程中，焊丝温度也会随着焊接电流的增大而升高。

10．试验与研究．焊接技术第42卷第1期2013年1月文章编号：1002-025X(2013)01-0010—046061铝合金及其激光拼焊薄板杯突成形性能研究李云涛1,2,3尹博1,2，孙文强3叶娟2(1．天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384；2．天津市光电显示材料与器件重点实验室，天津300384；3．显示材料与光电器件省部共建教育部重点实验室，天津300384)摘要：主要研究了6061铝合金母材及其拼焊板在杯突试验中的成形性能以及焊缝对拼焊板成形性能产生影响的因素。

试验结果显示随着铝合金伸长率的增大．材料的显微硬度也不断增大；杯突试验的结果表明，焊缝降低了拼焊板成形性能，使其杯突值小于母材采用D Y N A FO R M模拟软件进行模拟．由于焊缝尺寸很小，对模拟结果的影响十分有限，故可以忽略焊缝类型而只考虑其所在位置结果表明：母材的变形连续且均匀，拼焊板的开裂往往发生在偏离焊缝中心的热影响区内。

关键词：6061铝合金；激光拼焊板；杯突试验；软件模拟中图分类号：T G406文献标志码：B0引言发展低成本、自身质量轻、制造质量好的汽车零部件迎合市场需求是未来汽车行业必然的发展趋势。

近来，汽车制造商试图通过新的加工制造技术来达到这一目标，激光拼焊为解决这一难题提供了新的途径…。

拼焊板是多种材料在一起叠加焊接的一种成形技术。

与钢铁材料相比，铝合金以其出色的自身性能(低密度、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能好、回收率高等)广泛应用于航空航天、汽车行业、机械工程行业等领域。

研究数据表明，若能把汽车车身的自身质量整体减小10％，那么燃油利用率就能够提高6％～8％，汽车尾气排放也能同比例降低[2]。

在国家大力构建可持续发展社会的今天。

汽车车身的轻量化无论是在节约还是环保的角度来看都起着十分重要的意义13]。

杯突试验是一种冲压工艺性能试验，其融合了拉深与胀形的工艺特点，是检测板材塑性成形性能、焊接接头质量的工艺性能试验之一，试验所得的杯突值可以测试金属板材的胀形拉深变形性能[4]。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011253038.1(22)申请日 2020.11.11(71)申请人 湖北理工学院地址 435000 湖北省黄石市下陆区桂林北路16号(72)发明人 陈微　谷艳飞　肖新华　徐绍勇　蔺邵江　(74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限公司 31253代理人 刘宁(51)Int.Cl.B21C 25/02(2006.01)B21C 23/12(2006.01)C22C 21/08(2006.01)C22F 1/047(2006.01)C22F 1/05(2006.01)(54)发明名称一种细晶6061铝合金棒料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，属于铝合金加工技术领域，特别涉及一种制备细晶6061铝合金棒料的热挤压工艺及方法。

本发明利用双向挤压产生大塑性变形，抑制微观缺陷，结合等通道挤压的剧烈剪切变形，破碎晶粒，从而达到了细化晶粒的效果。

本发明通用性强、操作简单、生产成本低，能大大细化铝合金铸锭晶粒，提高铝合金棒料制备质量。

权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 112536332 A 2021.03.23C N 112536332A1.一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：棒状铝锭制备，根据6061铝合金成分配比制备高钛6061铝锭；热挤压加工，对高钛6061铝锭进行挤压加工得到铝合金棒料；锯切；热处理，将高钛6061铝合金棒料进行T6热处理。

2.根据权利要求1所述的一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，其特征在于：铝锭中含有如下质量百分比的物质：Mg：1.1％，Si：0.8％，Ti：0.15％，Cu：0.35％，Cr：0.25％，Zn：0.1％，Fe：0.2％，余量为Al。

3.根据权利要求1所述的一种细晶6061铝合金棒料的制备方法，其特征在于：在热挤压加工前需要对棒状铝锭进行均匀化处理。

专利名称：一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法
专利类型：发明专利
发明人：范成磊,谢伟峰,杨春利,林三宝,童赫
申请号：CN201510131475.9
申请日：20150318
公开号：CN104741805A
公开日：
20150701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法。

该装置在超声电弧复合焊接的基础上，还包括电流电压检测电路、DSP处理器、单片机、三极管开关电路和驱动电路；电流电压检测电路与超声发生系统的匹配电路的输出端连接，电流电压检测电路与DSP处理器连接，DSP 处理器与驱动电路连接，单片机与三极管开关电路连接，三极管开关电路与驱动电路连接，驱动电路与超声发生系统的DC/AC全桥逆变电路连接，本焊接方法施加超声进行脉冲化处理，实现铝合金脉冲超声电弧复合焊接。

本方法具有普通超声电弧复合焊接的优点，能够提高电弧挺度，增加焊缝熔深，细化晶粒，减小熔滴尺寸，提高过渡频率，减少飞溅，实现普通焊接环境下的高质量焊接，可有效减少铝合金焊接气孔及焊接裂纹等缺陷，优化焊缝组织，显著改善和提高焊接接头力学性能。

申请人：哈尔滨工业大学
地址：150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号哈尔滨工业大学材料科学与工程学院国籍：CN
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专利名称：一种用于超薄铝合金对接焊的脉冲焊接方法专利类型：发明专利
发明人：饶伟锋,张辉,王永
申请号：CN202210147339.9
申请日：20220217
公开号：CN114309881A
公开日：
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开一种用于超薄铝合金对接焊的脉冲焊接方法，其包括以下步骤：S1.采用脉冲电弧焊工艺，调整各工艺参数，使得一个脉冲周期中，基值电流阶段中焊枪的行程≤单个焊缝的长度；S2.控制焊枪前进，对材料进行焊接，形成间断焊缝；S3.使峰值电流阶段时焊枪作用于所述间断焊缝的未焊部位，控制焊枪移动，对材料再次进行焊接，形成完整焊缝。

本申请采用脉冲电弧焊工艺，使得一个脉冲周期中，基值电流阶段中焊枪的行程≤单个焊缝的长度，使得第一次焊接形成的焊缝是间断的，第二次焊接时对第一次焊接时未焊部分进行补充焊接，以此形成完整的焊缝，减少焊接变形，焊缝美观无缺陷，成本低，使得铝合金薄板无残余变形，焊接强度高。

申请人：山东铂克新材料有限公司
地址：255190 山东省淄博市淄川区双杨镇新材料产业园西首
国籍：CN
代理机构：济南千慧专利事务所(普通合伙企业)
代理人：左建华
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专利名称：一种铝合金薄板大间隙对接的摆动激光填丝焊方法专利类型：发明专利
发明人：吴世凯,齐恩语,崔旭建,张钧翀,秦文斌
申请号：CN202011146991.6
申请日：20201023
公开号：CN112238298A
公开日：
20210119
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种铝合金薄板大间隙对接的摆动激光填丝焊方法，包括如下步骤：先准备两块铝合金薄板，且在两铝合金薄板的对接面之间预留出间隙；在间隙上方设置激光头、送丝嘴和保护气喷嘴；并在间隙的焊接起始端预置第一引板，利用激光束在第一引板上形成熔池后，熔池引入间隙的焊接起始端；然后送丝嘴和激光头对应间隙并沿同一方向行进，铝合金焊丝经激光束加热熔化后填充整个间隙，完成对两铝合金薄板的焊接工作。

由于预留间隙，整个焊接过程能够尽可能的减少激光束对铝合金薄板的熔化量，进而能够降低焊接接头的稀释率，减少冶金反应脆性相的产生，同时也能降低接头的气孔率，可实现常规铝合金、铝基复合材料及增材制造铝合金薄板的焊接。

申请人：北京工业大学
地址：100124 北京市朝阳区平乐园100号
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：王富强
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6061铝合金薄板单脉冲与双脉冲MIG焊接比较分析李林;薛家祥;武威;徐志伟【摘要】为了探究不同焊接工艺参数对6061铝合金薄板脉冲MIG焊输入能量及焊缝显微组织的影响,利用数字化多功能焊接电源对6061铝合金薄板进行了单强脉冲、单弱脉冲和双脉冲堆焊试验,并进行焊缝的形貌、金相组织分析和硬度检测.结果表明,提高焊接速度和调节低能量脉冲基值时间可以降低热输入,低热输入下焊缝冷却速度较大.通过增大基值时间来降低热输入的方式能够细化焊缝组织的晶粒,且增大焊接速度可以提高焊接接头的硬度.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2019(047)008【总页数】6页(P66-71)【关键词】低热输入;脉冲焊接;晶粒细化;硬度【作者】李林;薛家祥;武威;徐志伟【作者单位】广东白云学院机电工程学院,广东广州510450;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640;广东白云学院机电工程学院,广东广州510450【正文语种】中文【中图分类】TG457.14铝合金材料以其质量轻、耐腐蚀、抗冲击性能好等优点，广泛应用于汽车、船舶及航空航天等领域[1] 。

焊接在铝合金材料应用过程中有重要的地位，而铝合金材料具有熔点较低、热导率高、易氧化和材质较软等特性，在焊接过程中可能出现热裂纹、气孔等缺陷及焊接接头软化现象。

导致上述现象的原因是焊接时输入能量过高。

因此，焊接铝合金薄板时必须将输入能量降低，同时保证在焊接过程中不出现熔滴过度。

DP-GMAW(double pulse gas metal arc welding双脉冲MIG焊)是使用低频脉冲调高频脉冲的峰值电流和时间(见图1)，使高频脉冲在低频周期中强、弱交替切换，这样就形成两种不同能量的脉冲群，也使电弧力和热输入随之发生变化。

这种方法能够扩大焊接接头的需要间隙、细化焊缝晶粒、减小气孔率、降低热裂纹发生率，产生美观的焊波[2-5]。