[发明专利]蒙皮骨架结构的激光－电阻缝焊同步复合焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的激光和电阻缝焊的复合焊接方法，属于焊接领域。

背景技术

随着汽车行业节约能源和环保意识的不断加强，以及航空航天和军事工业对减重和高结构抗力的要求，越来越多的结构设计采用了蒙皮骨架连接。相对于铆接和粘接，焊接生产效率高，接头强度大，是蒙皮骨架结构件连接最主要的方法。但是，传统的焊接方法如电弧焊和等离子体弧焊等，热输入量大，焊接速度低，焊接应力和变形大；而由于结构尺寸大，又难以应用钎焊或扩散焊等连接方法。

激光焊接具有能量密度高，焊缝质量好，深宽比大，热影响区小，焊接变形小，而且焊接速度快以及易于实现自动化等优点，已经在工业生产中得到广泛的应用。但是针对封闭的蒙皮骨架结构件焊接只能通过穿透式焊接方式实现蒙皮与内部骨架的连接的特点，激光焊接技术是这类结构最佳的连接工艺。

但是，激光焊接对结构件装配精度要求很高，如何保障激光焊接过程中蒙皮与骨架的紧密贴合和焊接过程的稳定性是这一连接工艺的关键技术；同时，激光焊接的焊缝较窄，因此蒙皮与骨架搭接面结合尺寸较小，导致焊缝剪切强度低，且在实际焊接过程中，在蒙皮和骨架的搭接面有大量气孔缺陷存在，以上缺点均不利于此类结构件的抗冲击能力和疲劳性能。

发明内容

本发明的目的是解决单一的激光焊接蒙皮骨架结构时焊缝较窄，焊缝剪切强度低，蒙皮与骨架搭接面有大量气孔的问题，设计一种蒙皮骨架结构的激光-电阻缝焊同步复合焊接方法。

本发明针对蒙皮骨架结构的待焊工件采用激光焊与电阻缝焊同步复合焊接；电阻缝焊采用双滚轮单面焊，第一滚轮电极和第二滚轮电极沿蒙皮与骨架之间的接触处形成的焊缝在蒙皮的上顶面前后布置，并在向前运动的同时，将蒙皮压向其下面的骨架，在焊接过程中，激光束始终位于第一滚轮电极和第二滚轮电极的中间位置。

本发明的优点是：

1、利用电阻缝焊滚轮电极的同步加压，保证焊接过程中蒙皮与骨架的紧密贴合，有利于保证焊接过程的稳定和良好的焊接质量；

2、利用电阻缝焊的电阻热对工件的加热作用，增加工件对激光的吸收，提高激光利用效率；

3、结合激光焊接的深熔深与电阻缝焊的宽结合面尺寸，提高接头的静载和抗疲劳性能；其焊缝剪切强度可提高至母材的2倍以上；

4、利用电阻缝焊滚轮电极的重熔和碾压作用，减少气孔等焊接缺陷，其单位面积上的气孔率可由激光焊接的10％左右降低到2％左右，甚至部分试件的检测可达到无气孔状态；

5、电阻缝焊的强电流对复合焊接熔池的磁搅拌作用，改善焊缝组织，有利于提高接头的力学性能。

附图说明

图1是本发明焊接方法示意图，图2是图1的侧视图，图3是单一激光焊接与本发明的焊接方法焊接的两种接头拉伸剪切负载对比图，图4是单一激光焊接的焊缝截面形貌图，图5是用本发明焊接方法焊接的焊缝截面形貌图，图6是单一激光焊接的焊接接头气孔分布图，图7是本发明焊接方法焊接的焊接接头的气孔分布图，图8是单一激光焊接的焊接接头X射线探伤图，图9是本发明焊接方法的焊接接头X射线探伤图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1、图2、图6-图9说明本实施方式，本实施方式针对蒙皮骨架结构的待焊工件采用激光焊与电阻缝焊同步复合焊接；电阻缝焊采用双滚轮单面焊，第一滚轮电极2和第二滚轮电极3沿蒙皮4与骨架5之间的接触处形成的焊缝在蒙皮4的上顶面前后布置，并在向前运动的同时，将蒙皮4压向其下面的骨架5，在焊接过程中，激光束1始终位于第一滚轮电极2和第二滚轮电极3的中间位置。