一種可提高激光焊接強度的加工方法【技術領域】本發(fā)明涉及一種用于激光焊接方面的可提高激光焊接強度的加工方法。

背景技術：
請參考圖1至圖4所示，現(xiàn)有激光焊接方法為：先把兩個被焊接的工件疊層緊密貼合在一起的，然后從被焊接兩個工件的一單面焊接一起,再從兩個工件另一單面焊接一起，使工件焊接一起，并且獲取一定焊接強度。焊接時，由于激光焦點處的光斑小，焊接時產(chǎn)生連接體的體積小，容易產(chǎn)生脆化晶相，使得焊接強度常常不足。為此增加被焊接點或者重復或者連續(xù)焊所解決方法，一般都是采用調整被焊接工件位置關系而實現(xiàn)。但此種焊接加工方法相對于薄板或者薄片或者緊密小工件或者有限焊接位置的工件或者外觀要求的等薄壁材料，焊接薄壁材料時，由于零件與工件之間未設有間隙，當激光功率密度加大至熔池部貫穿，熔池部內金屬熔液在金屬蒸汽的壓力和重力的作用下，塌陷補泄，殘留金屬熔液變成筒狀，熱容量變小，冷卻凝固快，容易產(chǎn)生脆化、焊接強度減小，而此時零件的表面亦遭到破壞，因此使得兩個工件的被焊接處容易形成僅熔池透現(xiàn)象或者過熔池透現(xiàn)象或者熔池貫穿現(xiàn)象發(fā)生，使得很容易擊穿被焊接的工件或者被焊接的工件相交處容易產(chǎn)生變形，導致被焊接零件的焊接強度比較低。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的技術目的是為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題而提供一種在焊接薄壁材料時可提高兩個被焊接零件相交處的焊接強度和外觀焊接質量的可提高激光焊接強度的加工方法。為了實現(xiàn)上述技術問題，本發(fā)明所提供一種可提高激光焊接強度的加工方法，包括被焊接的零件焊接件、設置于零件焊接件底部的工件焊接件、以及設置于零件焊接件與工件焊接件之間的具有支撐力的支撐體，所述的零件焊接件、支撐體以及工件焊接件之間的相交焊接處形成間隙空間，該間隙空間內收容有用于提高焊接強度的在焊接時由熔池內金屬熔液凝固后形成的焊接結合體。依據(jù)上述主要技術所述，所述的焊接結合體所形成的形狀為鉚釘狀。依據(jù)上述主要技術所述，所述的支撐體的形狀為球體或者正多面體。依據(jù)上述主要技術所述，所述支撐體是由金屬氧化物或者化合物或者玻璃陶瓷或者塑膠或者泡沫板或者木材或者紙張或者樹脂或者固體可溶物或者磁性物質構成的。依據(jù)上述主要技術所述，所述的工件焊接件上設置有用于收容部分焊接結合體的收容凹槽。依據(jù)上述主要技術所述，所述焊接結合體包括熔置于零件焊接件內的熔池部、熔置于工件焊接件內的熔寬部，以及置于熔池部與熔寬部之間的焊接細腰部。依據(jù)上述主要技術所述，熔池部的高度大于零件焊接件的厚度，所述的熔寬部的寬度大于焊接細腰部直徑的寬度。依據(jù)上述主要技術所述，所述的熔池部內部形成有具有壓力的和可控制金屬液體流向的金屬蒸汽。本發(fā)明的有益效果：因所述的零件焊接件、支撐體以及工件焊接件之間相交焊接處形成間隙空間，該間隙空間內收容有用于提高焊接強度的在焊接時由熔池內金屬熔液凝固后形成的焊接結合體。所述焊接結合體包括熔置于零件焊接件內的熔池部、熔置于工件焊接件上收容凹槽內的熔寬部、以及熔置于熔池部與熔寬部之間的焊接細腰部。焊接時，通過焊接結合體中熔池部、焊接細腰部以及熔寬部將被焊接的零件焊接件和工件焊接件兩者固定一起的，被焊接零件焊接件相連的面積越大，使得被焊接零件焊接件和工件焊接件之間的牢固性越好，避免了現(xiàn)有技術中焊接薄壁材料時因產(chǎn)生僅熔池透或者過熔池透或者熔池貫穿引起的被焊接零件變形或者擊穿被焊接工件，從而有利于提高被焊接零件焊接件與工件焊接件的焊接強度，同時，也避免影響被焊接零件質量，因此，達到提高外觀焊接質量。下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述?！靖綀D說明】圖1是現(xiàn)有技術中未熔池透的示意圖；圖2是現(xiàn)有技術中適度熔池透的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術中過熔池透的示意圖；圖4是現(xiàn)有技術中熔池貫穿的示意圖；圖5是本發(fā)明中焊接結合體的示意圖。【具體實施方式】請參考圖5所示，下面結合本發(fā)明實施例說明一種可提高激光焊接強度的加工方法，包括至少兩個被焊接的零件焊接件1、設置于零件焊接件1底部的工件焊接件2、以及設置于零件焊接件1與工件焊接件2之間具有支撐力的支撐體3。所述的零件焊接件1、支撐體3以及工件焊接件2三者之間相交的焊接處形成間隙空間，該間隙空間內收容有在焊接時由熔池內金屬熔液凝固后形成的焊接結合體，該焊接結合體主要用于提高焊接強度。所述的焊接結合體所形成的形狀為鉚釘狀。所述焊接結合體包括熔置于零件焊接件1與零件焊接件1之間形成間隙空間內的熔池部4、熔置于工件焊接件2上收容凹槽內的熔寬部5、以及熔置于熔池部4與熔寬部5之間的焊接細腰部7。熔池部4高度大于零件焊接件1厚度，所述熔寬部5的寬度大于焊接細腰部7直徑的寬度。所述的熔池部4內部形成金屬蒸汽，該金屬蒸汽具有一定壓力，該壓力大小可控制熔池部內的金屬液體的流向的。所述的工件焊接件2上面設置有用于收容焊接結合體的收容凹槽。零件焊接件1下面安裝有工件焊接件2，所述的支撐體3置于工件焊接件2與零件焊接件1之間的，使零件焊接件1側面與零件焊接件1側面之間所形成第一層間隙，該第一層間隙主要用于收容熔池部4。所述的零件焊接件底面與工件焊接件上面之間形成第二層間隙，位于第二層間隙下面的工件焊接件2上表面開設有收容凹槽。該收容凹槽、第一層間隙以及第二層間隙形成鉚釘狀或者釘帽狀的間隙空間，此間隙空間主要用于收容焊接結合體。當激光對零件焊接件1與工件焊接件2之間焊接時，激光焊接作用于第二層間隙，使該第二層間隙形成熔池部4，由于第一層間隙內沒有阻擋和壓力，在金屬蒸汽的壓力和重力作用下，熔池部4貫穿，金屬熔液從穿孔處向第二層間隙內涌出并四周擴散，高溫的金屬熔液將與工件焊接件1一部分周邊的固體熔化，并與零件焊接件1的熔池部4融合，形成鉚釘狀的焊接結合體。該焊接結合體上的熔寬部5的尺寸、直徑形成體積比較大的金屬熔液堆。而該焊接結合體的焊接強度與熔寬部5半徑平方成正比例。再者熔池部4變大之后，其金屬熔液堆的熱熔總量變大，使熔池部4、焊接細腰部7以及熔寬部5凝固成晶體，該晶體可以大大增加焊接結合體焊接強度，因此，有利于提高焊接強度。上述高溫的金屬熔液從穿孔處涌出第二間隙內，并向四周擴散時，所述的熔寬部5的體積不斷增大，并繼續(xù)融化于固態(tài)金屬接觸的部分，這樣熔池部4的深度也慢慢增大，消耗了金屬熔液有限熱量，也減少了金屬蒸汽的壓力，所以零件上的熔池部4深度必然很小。在提高激光功率密度時，同樣可以使熔寬部5增大，而厚度增加很小，因此，可以保證了在焊接強度好的情況下，零件的表面不產(chǎn)生缺陷，并保持了良好的外觀。為了獲取所述的間隙空間，而采取如下幾種方案，其一，取零件焊接件1調整激光參數(shù)，使功率密度逐漸加大，并使零件焊接件1被激光腐蝕同時，熔池部4內小孔的深度，以及超過零件的另一面形成貫穿。在激光參數(shù)的不變情況，取零件焊接件1與零件焊接件1之間的間隙空間，該間隙空間大小或寬度，以適合金屬熔液從貫穿的熔池部4溢出。其二、利用夾具將兩個被焊接的零件焊接件1和工件焊接件2的位置固定，并使被焊接零件焊接件1和工件焊接件2之間離開一定間隙，該間隙大小可以調整，其調整范圍在10至1000厘米之間即可。其三，在被焊接零件焊接件1上的焊接徑處加設一個適當凹陷而形成間隙，該間隙大小可根據(jù)實驗得知，間隙設定后就可以直接使用。其四，通過在零件焊接件1與工件焊接件2之間放置支撐體3，而獲取焊接半徑之間的間隙。玻璃球體各個方向尺寸一致，放置時具有隨機性，當仍能保持尺寸，對于一個平面只要求三個玻璃球體支撐起來即可。如在零件焊接件1與工件焊接件2之間隨機撒上大顆粒的支撐體3，其他支撐體3可以自由狀態(tài)，能輕易滾開，不管顆粒粒徑范圍有多大，其支撐的間隙大小都是取其最大值，如顆粒半徑范圍為10至30厘米，則可以支撐起所述間隙的。如調整激光參數(shù)及功率密度，至少能貫穿零件焊接件1，即置于零件，也可以將零件焊接件1與工件焊接件2緊密貼合調高激光功率密度，使零件焊接件1與工件焊接件2同時貫穿，然后，將零件焊接件1與工件焊接件2之間分開一定距離，形成間隙。如激光參數(shù)進行焊接，調整所述間隙空間大小可以獲得鉚釘狀的焊接結合體，使焊接強度加大。如使用此種激光焊接方式可得到焊接強度高出幾倍，甚至幾十倍效果。不同激光功率密度大而產(chǎn)生整體或者外觀顏色或者變形缺陷。當采用多點焊接或者逐點焊接時，此被焊接零件焊接件1的焊接強度高出數(shù)倍的技術效果。尤其是從厚板向薄板的焊接時，此法更加容易把握，因為間隙空間存在，可使金屬熔液難以第二層零件深度上滲透，而在工件焊接件2表面線層橫向擴散，形成鉚釘狀的焊接結合體。即使工件焊接件2為比較薄壁的，也不會形成過熔透現(xiàn)象，即保證焊接強度。當激光功率密度足夠大且零件焊接件1壁相對于薄時，激光形成的小孔，貫穿整個零件焊接件1，而且零件焊接件1背面可以接收到部分激光。當零件焊接件1及工件焊接件2分開一定間隙時，激光貫穿零件焊接件1，而在間隙內形成一個零件焊接件1的熔池部4的寬度更加大的形成鉚釘狀的熔融區(qū)，凝固后零件焊接件1與工件焊接件2之間焊接強度大大增加，而由于工件焊接件2所接收到激光減少。熔池部4內融化的金屬液體向間隙外泄，熔寬部5的寬度增加，大大耗損了熔池部4內有限的熱容量和金屬蒸發(fā)的壓力，導致熔池部4的深度難以大幅度延伸，因而，工件焊接件2不易產(chǎn)生過熔透或者熔透，所以不僅獲得了良好的焊接強度，還很容易保持工件焊接件2的背面外觀完整無缺的，不變色，不變形，焊接完成之后，殼體表面沒有任何變色，變形，疤痕，凸起，凹陷，可以直接使用或者直接進行表面涂裝，而省去傳統(tǒng)的電焊、電阻焊、氬弧焊，甚至在此之前的多種激光焊接工藝過程中形成的，上述各種外觀缺陷，同時也省去了打磨、補平、拋光等工序，使得更加高效及節(jié)能。在零件焊接件1與工件焊接件2的焊接部位之間預留一個適當?shù)拈g隙，此時，調節(jié)激光功率密度，使零件焊接件1貫穿熔池內金屬熔液在金屬蒸汽的壓力下，向間隙內流動，并將周圍固態(tài)金屬熔化，熔池部4在沒有壓力的間隙處橫向擴大后，使金屬熔液熱量及金屬蒸汽和壓力釋放很多，所以熔池部4寬度增加多，而深度增加少，而形成鉚釘狀的焊接結合體。此焊接方式與以往所采用的零件焊接件1焊接部位緊密貼合的方法相互比較，本發(fā)明的焊接方式，可使在零件焊接件1上的熔池深度減小而熔池的寬度增加，能有效提高焊接強度且保持工件的表面的完好。此焊接方式不僅適用于深熔焊，特別適用于點焊接或者脈沖焊、逐點焊，同時也適用于連續(xù)焊接的。所述的支撐體3的形狀為球體或者正多面體。所述支撐體3是由金屬氧化物或者化合物或者玻璃陶瓷或者塑膠，或者泡沫板或者木材或者紙張或者樹脂或者固體可溶物或者磁性物質構成的。在本實施例中，所述的支撐體3可以是非金屬化合物或者金屬氧化物或者玻璃陶瓷或者塑料或者磁性材料等材料或者的任意組合制成的。作為支撐體3應該具有形態(tài)的體積，而具有一定直徑，其范圍根據(jù)被焊接的工件的焊接部位的材料厚度，支撐體3的直徑范圍為10微米至1000微米之間的，被焊接工件焊接件2的厚度為10至6000微米之間的。激光可調節(jié)的密度范圍根據(jù)焊接的要求確定的。作為支撐體3可以是任何物質、成分、形狀和有益的性質的，這些支撐體3有時會被包裹進熔池里，對于不同材質零件所形成的熔池部4以及形成其中的金屬熔液時，可能產(chǎn)生不同的影響。其主要影響焊接強度、外觀品質，因此，使用熔點、沸點均高于零件本體的具有一定硬度的固體材質。作為支撐體3應該具有一定的形態(tài)，以保證支撐體3的尺寸的穩(wěn)定，并能形成均勻的間隙空間，所以可以是球體、多面體、正多面體或者與零件接近的不規(guī)則體。尤其特別，指出一種玻璃球體，作為支撐體3的要求：球體的各個方向一致，保證獲得均勻的間隙空間；玻璃球便宜又取材方便；玻璃的熔點、沸點較高不會影響熔池內的凝固結晶；玻璃本身對大部分激光具有透明性；玻璃介質產(chǎn)生折射時，玻璃球體對激光具有聚焦作用，因而對激光沒有阻隔性，不影響激光能量的導入；三個玻璃球體能構成一個平面，使用時，只要稀疏的撒在一些零件焊接件2和工件焊接件1之間，就能構成均勻的間隙空間的。另外，不同規(guī)格尺寸的玻璃球體，很容易購得，便于組合生產(chǎn)使用。所述的支撐體3也可以是磁性體和軟磁性，可以通過磁場的磁性控制其分布的位置，即該類支撐體3限定在一個或者各個區(qū)域的位置，也可以有效避開焊接部位的。綜上所述，因所述的零件焊接件1、支撐體3以及工件焊接件2之間的焊接處形成間隙空間，該間隙空間內收容有用于提高焊接強度的在焊接時由熔池內金屬熔液凝固后形成的焊接結合體。所述焊接結合體包括熔置于零件焊接件1內的熔池部4、熔置于工件焊接件2上收容凹槽內的熔寬部5、以及熔置于熔池部4與熔寬部5之間的焊接細腰部7。焊接時，通過焊接結合體中熔池部4、焊接細腰部7以及熔寬部5將被焊接零件焊接件1與工件焊接件2焊接固定一起的，避免了現(xiàn)有技術中焊接薄壁材料時因產(chǎn)生僅熔池透或者過熔池透或者熔池貫穿引起的被焊接的零件變形或者擊穿被焊接工件，又因焊接結合體的直徑比較小，有利于提高被焊接零件的焊接強度，同時，也避免影響被焊接零件質量，因此，達到提高焊接后零件的外觀品質。