[发明专利]一种金属面板部件激光点焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属面板部件激光点焊方法。

背景技术

点焊技术是目前连接薄板搭接接头的一种最主要的连接方法，作为一种成熟的焊接工艺在各种工业生产中的应用都非常广泛。点焊的种类非常多，有传统的电阻点焊、电弧点焊，也有近几年发展迅速的激光点焊、搅拌摩擦点焊和复合点焊等；激光点焊作为一种新的点焊方式，与传统的电阻点焊相比具有其特有的优势，特别是对于一些高性能要求的不锈钢薄板焊接结构件。由于采用激光作热源，点焊速度快、精度高，热输入量小，工件变形小；激光的可达性较好，可以减少点焊时位置与结构上的限制；激光点焊属于无接触焊接，焊点之间的距离、搭接量等参数的调节范围大；获得的焊接接头表面质量和性能比传统焊接方法高得多。

目前激光点焊技术在结构件上的应用刚刚起步，激光点焊技术多应用在大批量自动化生产的微小元件的组焊，但是在大功率激光点焊厚度大于0.5毫米材料的研究非常少，更不用说在生产实践际中的应用了，另外目前使用激光点焊中，上层材料一般为薄件，上层材料厚度小于等于下层材料，而以厚件为上层材料会极大地增加了焊接的难度，特别是对于一些金属面板（如不锈钢面板）来时，要保证金属面板表面平整、变形小、无氧化等其它痕迹，还要保证焊接后，上下两层金属面板之间连接牢固、可靠、无击穿，激光点焊的难度非常大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种上层材料较厚时一样能保证焊接后表面平整、变形小、无氧化等其它痕迹、并且焊接后金属面板之间连接牢固、可靠、无击穿的金属面板部件激光点焊方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该金属面板部件激光点焊方法，首先选用一台激光焊接机，然后将待点焊的厚度为0.8mm～1mm的下层金属面板与厚度为1～1.2mm的上层金属面板进行预处理，将待焊的上层金属面板和下层金属面板进行贴合固定，最后采用激光点焊方式将两层待焊的金属面板部件进行激光电焊步骤，其特征在于：激光点焊时的工艺参数为：

激光功率：2.3～3.0KW；

点焊时间：180～220ms；

焊接速度：12～16mm/s；

透镜焦距：φ50×120～φ50×150mm；

离焦量：0～1mm

出光频率：6～10HZ；

激光点焊步骤开始后，在开始0.5ms内，使激光功率从0上升到100％全功率，然后在100％全功率时持续8.5ms～9ms，在持续的这段时间使完成激光点焊工作，然后在0.4ms内使激光功率迅速从100％全功率下降到0。

选用PB系列光纤传输激光焊接机的好处是排除因电网波动、水温变化、使用一段时间后氙灯老化等问题引起的激光不稳定现象，保证了长期运行能量不衰减。激光功率反馈技术可以使激光输出的功率具有良好的重复性，简单来说，就是可以保证每次输出的激光功率稳定，这样可以有效减少产品的不良率。

激光点焊最主要工艺参数为激光功率、点焊时间、离焦量及间隙，激光功率类似于电阻点焊中的电流，激光功率的高低直接决定了点焊工艺规范的大小。而点焊时间越长，焊接过程的热输入量就越大，形成的焊点尺寸也越大。点焊过程中也存在一些其他影响焊点质量的因素例如离焦量、间隙等。激光焊接参数是决定焊接能力的重要因素，直接影响焊接质量。只要控制好主要参数，即能有效采用高激光焊接加工技术

激光功率的大小是激光焊接工艺的首选参数，只有保证足够的激光功率，才能获得较好的焊接质量。激光功率较小时，熔深很浅而会出现未焊透的现象，这种情况下在焊点内容易形成气孔；当激光功率加大时，可以提高焊接速度和熔深，改善焊点质量。在其他参数不变的条件下，随着激光功率增大，焊件表面的焊点直径上下波动，但幅度不大：但焊接工件的熔核则随着焊接功率的增大而逐渐增加。但是如果功率太大，就会引起材料过分吸收能量，熔化的液态金属容易形成喷溅，导致金属缺失形成较大的凹点，影响焊接强度；同时会引起液态金属喷溅而粘附于工件表面。因此在选择激光功率时要保证焊点处于一个合适的熔透状态。在实际应用中，激光功率的选取除取决于材料本身特性外，尚需根据焊接要求确定。在薄壁材料焊接中，材料表面的汽化，易使焊点成孔，不允许温升超过沸点。在厚材料穿透焊中，因材料较厚，一定量的汽化不会严重影响焊接质量，可适当提高激光功率，因此本发明激光功率采用2.3～3.0KW最为合适。