[发明专利]涂层钢的多束激光点焊

权利要求书

1.一种激光点焊重叠的钢工件的方法，所述方法包括：

提供包括重叠的钢工件的工件堆叠，所述工件堆叠至少包括第一钢工件和第二钢工件，所述第一钢工件提供所述工件堆叠的顶表面，并且所述第二钢工件提供所述工件堆叠的底表面，其中，在所述工件堆叠内的每对相邻的重叠钢工件之间建立搭接界面，并且其中，所述工件堆叠中的所述钢工件中的至少一个钢工件包括由锌基材料或铝基材料组成的表面涂层；

使多个激光束指向所述工件堆叠的所述顶表面，所述激光束撞击所述顶表面并产生从所述顶表面朝着所述底表面穿透到所述工件堆叠中的熔化的钢焊接熔池，所述激光束中的每一个具有在所述工件堆叠的所述顶表面的平面的单独的投影截面积，所述单独的投影截面积组合地提供所述激光束的总投影截面积；

通过减小所述激光束的在所述工件堆叠的顶表面的平面的所述总投影截面积来将所述激光束的在所述工件堆叠的顶表面的整体组合辐照从初始水平提高至提高的水平，所述整体组合辐照从所述初始水平到所述提高的水平的提高使所述熔化的钢焊接熔池生长并朝着所述底表面进一步穿透到所述工件堆叠中，所述初始水平在激光点焊过程早期将锌燃烧和/或氧化成高熔化温度的氧化锌，从而限制能汽化并变成夹带在熔化的钢焊接熔池中的锌的量，或者所述初始水平在激光点焊过程早期熔化或破坏铝基表面涂层，这能导致在熔化的钢焊接熔池中较少的铝或铝合金污染；和

停止所述激光束的传输，以允许所述熔化的钢焊接熔池固化成由源自于所述工件堆叠中的所述钢工件中的每一个的再固化复合钢工件材料组成的激光点焊接头，所述激光点焊接头的所述再固化复合钢工件材料横穿所述工件堆叠内的所述搭接界面中的每一个，以将所述钢工件熔焊到一起。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一钢工件具有外部的外表面和第一搭接表面，并且所述第二钢工件具有外部的外表面和第二搭接表面，所述第一钢工件的所述外部的外表面提供所述工件堆叠的所述顶表面，并且所述第二钢工件的所述外部的外表面提供所述工件堆叠的所述底表面，并且其中，所述第一和第二钢工件的所述第一和第二搭接表面相互重叠并面对以建立搭接界面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一钢工件具有外部的外表面和第一搭接表面，并且所述第二钢工件具有外部的外表面和第二搭接表面，所述第一钢工件的所述外部的外表面提供所述工件堆叠的所述顶表面，并且所述第二钢工件的所述外部的外表面提供所述工件堆叠的所述底表面，并且其中，所述工件堆叠包括位于所述第一与第二钢工件之间的附加的第三钢工件，所述第三钢工件具有相对的搭接表面，所述相对的搭接表面中的一个与所述第一钢工件的所述第一搭接表面重叠并面对以建立第一搭接界面，并且所述相对的搭接表面中的另一个与所述第二钢工件的所述第二搭接表面重叠并面对以建立第二搭接界面。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件堆叠中的所述钢工件中的每一个包括由锌基材料或铝基材料组成的表面涂层。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，当将所述激光束的所述整体组合辐照从所述初始水平提高至所述提高的水平时，在所述熔化的钢焊接熔池内产生至少一个钥匙孔。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束的初始整体组合辐照水平从500W/cm²到1.0×10⁶W/cm²变化，并且所述激光束的提高的整体组合辐照水平从1000W/cm²到1.0×10⁹W/cm²变化。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束中的每一个沿着纵向光束轴线朝着所述顶表面传播，并且还包括沿着所述纵向光束轴线相对于所述顶表面定位在一距离的焦点，并且其中，提高所述激光束的在所述工件堆叠的顶表面的整体组合辐照包括使所述激光束中的每一个的焦点沿着其相应的纵向光束轴线移动，以缩短每个激光束的所述焦点与所述工件堆叠的所述顶表面之间的距离。