本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種通過激光焊接來制造汽油濾清器的方法。

背景技術(shù)：

燃油濾清器是保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要部件，其主要作用是把燃油中的氧化鐵、粉塵等固體雜質(zhì)去除，起到防止燃油系統(tǒng)堵塞，減少機(jī)械磨損的作用，從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。燃油濾清器由鋁合金殼體和濾芯組成，其中殼體的密封性及耐壓性是濾清器合格的關(guān)鍵。

目前，市場(chǎng)上有多種結(jié)構(gòu)的汽油濾清器，大部分濾清器的外殼與端蓋是通過螺旋或通過卡接件連接。圖1是現(xiàn)有汽油濾清器的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，外殼10與端蓋11之間卡接固定，為提高汽油濾清器的密封性，在外殼與端蓋之間通常會(huì)另設(shè)密封件，這不僅導(dǎo)致安裝過程繁瑣，而且會(huì)限制濾清器的使用壽命。

市場(chǎng)上現(xiàn)在逐漸涌現(xiàn)出進(jìn)油管12及出油管13采用焊接的方式與端蓋及外殼連接，這樣設(shè)置后無需在進(jìn)油管及出油管與端蓋及外殼的連接處另設(shè)其它的密封件，減少了零部件，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本，這樣端蓋與外殼的焊接工藝成為了亟待解決的問題。

傳統(tǒng)的電弧焊熱影響區(qū)比較大，容易造成端蓋與外殼連接處的塌陷；焊接變形比較大，對(duì)后面的安裝造成影響；焊接速度較慢，生產(chǎn)效率不夠高。采用激光焊接方法，解決了熱影響區(qū)大，變形大以及生產(chǎn)效率低的問題，但是對(duì)于純鋁的端蓋和外殼，激光焊容易反射激光，采用一般的激光焊接工藝容易產(chǎn)生多種焊接缺陷，如焊縫氣孔超標(biāo)、夾渣、接頭力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)等，因此研究一種合適的激光焊接工藝方法用來實(shí)現(xiàn)燃油濾清器外殼的氣密性封裝具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要提供一種通過激光焊接來制造汽油濾清器的方法，能夠可有效消除鋁外殼激光焊接焊縫處的裂紋和氣孔，提升殼體的密封性及耐壓性，使得濾清器不再采用密封件以節(jié)約成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通過激光焊接來制造汽油濾清器的方法，包括：

步驟一，對(duì)端蓋和外殼進(jìn)行表面處理，所述端蓋為與進(jìn)油管一體的鋁制端蓋，所述外殼為與出油管一體的鋁制外殼；

步驟二，裝夾所述端蓋和所述外殼，將所述端蓋組裝在所述外殼頂部；

步驟三，調(diào)整激光鏡頭，使得激光與豎直方向夾角為5°～10°，對(duì)所述端蓋和所述外殼之間的環(huán)縫進(jìn)行激光密封焊接，將所述端蓋和所述外殼焊接在一起。

優(yōu)選的，上述的方法中，在所述步驟三中，所述激光密封焊接的激光功率為1800w～2000w，焊接速度為3m/min～4m/min。

優(yōu)選的，上述的方法中，在所述步驟三中，對(duì)所述環(huán)縫焊接一周后繼續(xù)進(jìn)行占所述環(huán)縫的20％的搭接焊接，在所述搭接焊接過程中所述激光功率勻速下降到500w。

優(yōu)選的，上述的方法中，所述激光密封焊接的離焦量為-3mm～-2mm，保護(hù)氣為99.9％的ar氣，保護(hù)氣流量為25l/min。

優(yōu)選的，上述的方法中，在所述步驟二之后，還包括，對(duì)所述端蓋和所述外殼進(jìn)行點(diǎn)焊定位。

優(yōu)選的，上述的方法中，所述點(diǎn)焊定位采用的激光功率為1400w～1500w，點(diǎn)焊時(shí)間為600～800ms，離焦量為-3mm～-2mm，保護(hù)氣為99.9％的ar氣，保護(hù)氣流量為25l/min。

優(yōu)選的，上述的方法中，所述表面處理為酸堿洗。

優(yōu)選的，上述的方法中，所述酸堿洗包括：

將所述端蓋和所述外殼在40～70攝氏度的5％～10％的naoh水溶液中浸泡3min～7min，用流動(dòng)的清水沖洗后再使用室溫～60攝氏度的30％的hno3浸洗1～3min，然后用清水沖洗，用吹風(fēng)機(jī)吹干。

本發(fā)明實(shí)施例具有以下技術(shù)效果：

1)本發(fā)明實(shí)施例中，端蓋為與進(jìn)油管一體，外殼為與出油管一體，端蓋與外殼之間的環(huán)縫進(jìn)行激光密封焊接，從而汽油濾清器完全以焊接的方式密封，不采用密封圈節(jié)約了成本。純鋁的端蓋外殼之間采用5°～10°的激光入射角度，既能避免高反材料的純鋁將激光直接返回激光頭損害設(shè)備，又能使得鋁材表面接受的激光能量更為集中，保障焊接效果。

2)本發(fā)明的純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，采用固體激光器對(duì)鋁殼體和鋁端蓋的接縫進(jìn)行焊接，激光封焊具有熱影響區(qū)小、熱變形小、加工速度高、加工過程無接觸、可加工異形結(jié)構(gòu)工件等優(yōu)點(diǎn)。

3)本發(fā)明的純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，對(duì)激光焊接工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了鋁外殼的氣密性封裝，氣密性封裝后的鋁外殼的氣密性滿足要求。

4)本發(fā)明的鋁合金外殼的激光密封焊接工藝，通過外殼的酸堿洗、以及電吹風(fēng)的完全干燥后，有效的消除了鋁外殼激光焊接焊縫處的氣孔和夾雜。

5)為了保證焊縫表面外觀，使用功率緩升緩降可有效減少大功率起弧與收弧產(chǎn)生的凹坑。

根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說明

后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中：

圖1是現(xiàn)有汽油濾清器的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明方法實(shí)施例的步驟流程圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的焊接過程示意圖。

具體實(shí)施方式

圖2是本發(fā)明一個(gè)方法實(shí)施例的步驟流程圖，如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種通過激光焊接來制造汽油濾清器的方法，包括：

步驟201，對(duì)端蓋和外殼進(jìn)行表面處理，所述端蓋為與進(jìn)油管一體的鋁制端蓋，所述外殼為與出油管一體的鋁制外殼；

步驟202，裝夾所述端蓋和所述外殼，將所述端蓋組裝在所述外殼頂部；

步驟203，調(diào)整激光鏡頭，使得激光與豎直方向夾角為5°～10°，對(duì)所述端蓋和所述外殼之間的環(huán)縫進(jìn)行激光密封焊接，將所述端蓋和所述外殼焊接在一起。

由上可知，本發(fā)明實(shí)施例中，端蓋為與進(jìn)油管一體，外殼為與出油管一體，端蓋與外殼之間的環(huán)縫進(jìn)行激光密封焊接，從而汽油濾清器完全以焊接的方式密封，不采用密封圈節(jié)約了成本。純鋁的端蓋外殼之間采用5°～10°的激光入射角度，既能避免高反材料的純鋁將激光直接返回激光頭損害設(shè)備，又能使得鋁材表面接受的激光能量更為集中，保障焊接效果。充分利用了激光封焊具有的熱影響區(qū)小、熱變形小、加工速度高、加工過程無接觸、可加工異形結(jié)構(gòu)工件等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在所述步驟203中，所述激光密封焊接的激光功率為1800w～2000w，焊接速度為3m/min～4m/min。

在所述步驟203中，對(duì)所述環(huán)縫焊接一周后繼續(xù)進(jìn)行占所述環(huán)縫的20％的搭接焊接，在所述搭接焊接過程中所述激光功率勻速下降到500w。也就是焊接一圈后，繼續(xù)焊接總環(huán)縫的20％，而在繼續(xù)焊接中，激光能量由之前的1800w勻速下降，最后焊接完成是激光能量已經(jīng)下降到500w，這樣保證焊縫均勻過度，焊接面無明顯的起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)，同時(shí)保證焊縫熔深的一致性。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述激光密封焊接的離焦量為-3mm～-2mm，保護(hù)氣為99.9％的ar氣，保護(hù)氣流量為25l/min。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟102之后，還包括，對(duì)所述端蓋和所述外殼進(jìn)行點(diǎn)焊定位。

所述點(diǎn)焊定位采用的激光功率為1400w～1500w，點(diǎn)焊時(shí)間為600～800ms，離焦量為-3mm～-2mm，保護(hù)氣為99.9％的ar氣，保護(hù)氣流量為25l/min。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述表面處理為酸堿洗。所述酸堿洗包括：將所述端蓋和所述外殼在40～70攝氏度的5％～10％的naoh水溶液中浸泡3min～7min，用流動(dòng)的清水沖洗后再使用室溫～60攝氏度的30％的hno3浸洗1～3min，然后用清水沖洗，用吹風(fēng)機(jī)吹干。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的焊接過程示意圖。本發(fā)明實(shí)施例提供一種可有效消除鋁外殼激光焊接焊縫處的裂紋和氣孔、效率高、成本低，且能保證封裝的鋁外殼具有高氣密性和高可靠性的鋁外殼的激光密封焊接工藝。純鋁燃油濾清器外殼的激光密封焊接工藝包括以下步驟：

1)焊前準(zhǔn)備：

由于沖壓出來的工件在運(yùn)輸過程存在很多的油污和氧化層，對(duì)激光焊接的過程會(huì)有很大的影響，所以焊接之前需要用酸堿洗。首先在40°～70°的5％～10％的naoh水溶液中浸泡3min～7min，用流動(dòng)的清水沖洗后再使用室溫～60°的30％的hno3浸洗1～3min，最后用清水沖洗。用吹風(fēng)機(jī)將工件徹底吹干后再進(jìn)行下一步的工作。

2)裝夾：

裝夾之前挑選表面平整無錯(cuò)邊的工件，且焊縫拼裝間隙不得大于0.1mm。手動(dòng)將外殼和端蓋組裝好以后，用爪盤夾緊外殼，將待焊的焊縫預(yù)留出來。

3)激光點(diǎn)焊定位：

調(diào)整焊接工藝參數(shù)，對(duì)純鋁燃油濾清器進(jìn)行點(diǎn)固焊接，此目的在于防止使用大功率焊接導(dǎo)致工件變形，造成產(chǎn)品不良。對(duì)鋁殼體和鋁端蓋的接縫進(jìn)行激光點(diǎn)焊，以固定鋁殼體和鋁端蓋。點(diǎn)固時(shí)僅需要焊縫兩邊和中間區(qū)域各點(diǎn)固一個(gè)點(diǎn)。點(diǎn)焊的工藝參數(shù)為：激光功率1400w～1500w，點(diǎn)焊時(shí)間600～800ms，離焦量-3mm～-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。

如果工件的裝配能達(dá)到一定的緊配程度可以事先不用點(diǎn)焊直接進(jìn)行激光焊，如果在裝配緊配度不夠可以事先進(jìn)行激光點(diǎn)焊，再進(jìn)行激光焊接。

4)激光密封焊接：

對(duì)點(diǎn)固后的鋁外殼進(jìn)行焊接。焊接時(shí)注意激光入射角度，因?yàn)殇X是高反材料，所以在焊接時(shí)需要激光束與焊縫所在平面接近垂直但要有一個(gè)很小的傾角，5°～10°即可；

調(diào)整激光焊接工藝參數(shù)，激光功率1800w～2000w，焊接速度3m/min～4m/min，離焦量-3mm～-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。為保證焊接面無明顯的起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)，同時(shí)保證焊縫熔深的一致性，使用環(huán)縫搭接20％，并使用500ms時(shí)間緩降到500w。保護(hù)氣體方向是在焊接前進(jìn)方向后面1～2mm的位置，如圖1所示。

調(diào)整完畢后進(jìn)行激光焊接，焊接時(shí)防止有外部氣流的影響。

下面以具體的工件尺寸和激光參數(shù)來進(jìn)一步描述多個(gè)實(shí)施例，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。其中，工件材料為純鋁，厚度為1.0mm，圓形焊縫，要求焊接以后能夠承受6bar的高壓氣體。

實(shí)施例1

純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，步驟為：

1)焊前準(zhǔn)備：由于沖壓出來的工件在運(yùn)輸過程存在很多的油污和氧化層，對(duì)激光焊接的過程會(huì)有很大的影響，所以焊接之前需要用酸堿洗。首先在40℃的8％的naoh水溶液中浸泡5min，用流動(dòng)的清水沖洗后再使用室溫的30％的hno3浸洗3min，最后用清水沖洗。用吹風(fēng)機(jī)將工件徹底吹干后再進(jìn)行下一步的工作。

2)裝夾：裝夾之前挑選工件表面平整無錯(cuò)邊，且焊縫拼裝間隙不得大于0.1mm。手動(dòng)將外殼和端蓋組裝好以后，用爪盤夾緊外殼，將待焊的焊縫預(yù)留出來。

3)激光點(diǎn)焊定位：對(duì)鋁殼體和鋁端蓋的接縫進(jìn)行激光點(diǎn)焊，以固定鋁殼體和鋁端蓋。點(diǎn)固時(shí)僅需要焊縫兩邊和中間區(qū)域各點(diǎn)固一個(gè)點(diǎn)。點(diǎn)焊的工藝參數(shù)為：激光功率1400w，點(diǎn)焊時(shí)間800ms，離焦量-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。

4)激光密封焊接：對(duì)點(diǎn)固后的鋁外殼進(jìn)行焊接。焊接時(shí)注意激光入射角度，因?yàn)殇X是高反材料，所以在焊接時(shí)需要激光束與焊縫所在平面接近垂直但要有一個(gè)很小的傾角，5°～10°即可；調(diào)整激光焊接工藝參數(shù)，激光功率1800w，焊接速度4m/min，離焦量-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。為保證焊接面無明顯的起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)，同時(shí)保證焊縫熔深的一致性，使用環(huán)縫搭接20％，并使用500ms時(shí)間緩降到500w。保護(hù)氣體方向是在焊接前進(jìn)方向后面1～2mm的位置。

實(shí)施例2：

純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，步驟為：

1)焊前準(zhǔn)備：由于沖壓出來的工件在運(yùn)輸過程存在很多的油污和氧化層，對(duì)激光焊接的過程會(huì)有很大的影響，所以焊接之前需要用酸堿洗。首先在40°的8％的naoh水溶液中浸泡5min，用流動(dòng)的清水沖洗后再使用室溫的30％的hno3浸洗3min，最后用清水沖洗。用吹風(fēng)機(jī)將工件徹底吹干后再進(jìn)行下一步的工作。

2)裝夾：裝夾之前挑選工件表面平整無錯(cuò)邊，且焊縫拼裝間隙不得大于0.1mm。手動(dòng)將外殼和端蓋組裝好以后，用爪盤夾緊外殼，將待焊的焊縫預(yù)留出來。

3)激光點(diǎn)焊定位：對(duì)鋁殼體和鋁端蓋的接縫進(jìn)行激光點(diǎn)焊，以固定鋁殼體和鋁端蓋。點(diǎn)固時(shí)僅需要焊縫兩邊和中間區(qū)域各點(diǎn)固一個(gè)點(diǎn)。點(diǎn)焊的工藝參數(shù)為：激光功率1500w，點(diǎn)焊時(shí)間800ms，離焦量-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。

4)激光密封焊接：對(duì)點(diǎn)固后的鋁外殼進(jìn)行焊接。焊接時(shí)注意激光入射角度，因?yàn)殇X是高反材料，所以在焊接時(shí)需要激光束與焊縫所在平面接近垂直但要有一個(gè)很小的傾角，5°～10°即可；調(diào)整激光焊接工藝參數(shù)，激光功率1900w，焊接速度4m/min，離焦量-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。為保證焊接面無明顯的起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)，同時(shí)保證焊縫熔深的一致性，使用環(huán)縫搭接20％，并使用500ms時(shí)間緩降到500w。保護(hù)氣體方向是在焊接前進(jìn)方向后面1～2mm的位置。

實(shí)施例3：

純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，步驟為：

1)焊前準(zhǔn)備：由于沖壓出來的工件在運(yùn)輸過程存在很多的油污和氧化層，對(duì)激光焊接的過程會(huì)有很大的影響，所以焊接之前需要用酸堿洗。首先在40°的8％的naoh水溶液中浸泡5min，用流動(dòng)的清水沖洗后再使用室溫的30％的hno3浸洗3min，最后用清水沖洗。用吹風(fēng)機(jī)將工件徹底吹干后再進(jìn)行下一步的工作。

2)裝夾：裝夾之前挑選工件表面平整無錯(cuò)邊，且焊縫拼裝間隙不得大于0.1mm。手動(dòng)將外殼和端蓋組裝好以后，用爪盤夾緊外殼，將待焊的焊縫預(yù)留出來。

3)激光密封焊接：由于該工件裝配時(shí)候比較緊，沒有采用先點(diǎn)固的方式，直接進(jìn)行激光焊接。焊接時(shí)注意激光入射角度，因?yàn)殇X是高反材料，所以在焊接時(shí)需要激光束與焊縫所在平面接近垂直但要有一個(gè)很小的傾角，5°～10°即可；調(diào)整激光焊接工藝參數(shù)，激光功率1900w，焊接速度4m/min，離焦量-2mm，保護(hù)氣為99.9％ar，保護(hù)氣流量為25l/min。為保證焊接面無明顯的起弧點(diǎn)和收弧點(diǎn)，同時(shí)保證焊縫熔深的一致性，使用環(huán)縫搭接20％，并使用500ms時(shí)間緩降到500w。保護(hù)氣體方向是在焊接前進(jìn)方向后面1～2mm的位置。

由上可知，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

1)本發(fā)明實(shí)施例中，端蓋為與進(jìn)油管一體，外殼為與出油管一體，端蓋與外殼之間的環(huán)縫進(jìn)行激光密封焊接，從而汽油濾清器完全以焊接的方式密封，不采用密封圈節(jié)約了成本。純鋁的端蓋外殼之間采用5°～10°的激光入射角度，既能避免高反材料的純鋁將激光直接返回激光頭損害設(shè)備，又能使得鋁材表面接受的激光能量更為集中，保障焊接效果。

2)本發(fā)明的純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，采用固體激光器對(duì)鋁殼體和鋁端蓋的接縫進(jìn)行焊接，激光封焊具有熱影響區(qū)小、熱變形小、加工速度高、加工過程無接觸、可加工異形結(jié)構(gòu)工件等優(yōu)點(diǎn)。

3)本發(fā)明的純鋁濾清器外殼的的激光密封焊接工藝，對(duì)激光焊接工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了鋁外殼的氣密性封裝，氣密性封裝后的鋁外殼的氣密性滿足要求。

4)本發(fā)明的鋁合金外殼的激光密封焊接工藝，通過外殼的酸堿洗、以及電吹風(fēng)的完全干燥后，有效的消除了鋁外殼激光焊接焊縫處的氣孔和夾雜。

5)為了保證焊縫表面外觀，使用功率緩升緩降可有效減少大功率起弧與收弧產(chǎn)生的凹坑。

至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。