[发明专利]一种镀锌钢板激光拼焊焊接的方法

说明书

技术领域

本发明属于激光焊接领域，尤其涉及一种镀锌钢板激光拼焊焊接的方法。

背景技术

在汽车工业等工业领域中，镀锌钢板强度高、成本低、耐腐蚀性好等优异的性能得到了广泛应用。激光焊接工艺与常规焊接工艺相比，具有高精度、高质量以及焊接速度快的特点。因而在汽车工业领域中，已经开始尝试使用激光焊接工艺进行镀锌钢板的焊接。

为了进行良好的接合，镀锌钢板的铁层需要相互渗透。锌的熔点和沸点分别为420℃和907℃，它们都远远低于铁的熔点1535℃。因此，当镀锌板进行焊接的时候以拼接的模式接受激光照射时，镀锌层中蒸发的锌会排走周围的熔融金属或者作为气泡保留在熔融的金属内。这会引起诸如麻点、针孔和气泡眼等各种焊接缺陷的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明为了防止锌蒸汽排走周围的熔融金属或者在焊缝处形成气泡，解决锌蒸汽导致的焊接缺陷问题，提出了一种镀锌钢板激光拼焊焊接的方法，该方法采用激光焊接方法快速进行镀锌钢板的拼焊焊接，并且不会产生焊接缺陷。

为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：

A、准备拼焊的两张镀锌钢板，采用无水酒精和丙酮擦拭，去除镀锌钢板表面的油渍和脏污；

B、将镀锌钢板进行拼接，并用工装工具进行固定；

C、采用激光束对镀锌钢板进行预焊接，激光束功率为300～700W，离焦量为0，预焊接速度为2.4～4.8m/min；

D、采用激光束对镀锌钢板进行激光焊接，激光束功率为1000～1500W，离焦量为-0.5～+1mm，焊接速度为1.8～3.6m/min，焊接过程中需要惰性气体作为保护气体；

E、焊接完毕后，需要在1min内将拼焊后的镀锌钢板置于150～300℃的热处理炉中进行热处理，保温时间2～3小时后在空气中冷却至室温。

进一步，所述步骤A中的进行拼焊的镀锌钢板厚度为0.5～2mm，太薄的镀锌钢板在步骤C就会烧损，太厚的镀锌钢板难以焊透。

进一步，所述步骤C中预焊接中采用侧吹气体侧吹需要焊接的焊缝，将预焊接激光照射蒸发的锌蒸汽快速吹走，防止锌蒸汽凝华后掉落在焊缝上。

进一步，所述步骤C中的侧吹气体为氮气或者氩气中的一种，可以防止预焊接的时候将焊缝部分发生氧化。

进一步，所述步骤D中的惰性气体是氮气、氩气或者氦气中的一种，采用这几类惰性气体不仅可以防止焊缝被氧化，也可以防止激光焊接过程中影响激光束的等离子体产生。

进一步，所述步骤D中，激光束功率为1500W，离焦量为0，焊接速度为3.6m，在该工艺条件下，激光焊接的速度快，焊接过程中产生的热影响区小，焊接性能好。

本发明的技术特点是：

1、本发明采用激光预焊接处理，先用激光束将镀锌钢板表面的锌加热到锌的沸点以上，将钢表面的锌除去，可以防止在激光焊接过程中钢表面产生锌蒸汽对焊缝造成有害的影响。

2、预焊接处理采用激光束对镀锌钢板进行预加热，可以改善钢板的晶粒组织，焊接后焊缝的组织形貌好。

3、预焊接处理先用激光束对镀锌钢板进行预加热还可以使钢板表面预热，在焊接过程中可以减少焊接热应力的产生，减小焊缝产生裂纹的倾向。

4、相比于传统的预热处理，激光进行焊接前的预处理的速度快，耗能低。

附图说明

图1是实施例2中焊接接头显微组织组织全貌扫描电子显微镜图像；

图2是实施例2中焊接接头显微组织焊缝中心组织扫描电子显微镜图像。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例1：

A、准备拼焊的两张厚度为1.2mm镀锌钢板，采用无水酒精和丙酮擦拭，去除镀锌钢板表面的油渍和脏污；

B、将镀锌钢板进行拼接，并用工装工具进行固定；

C、采用激光束对镀锌钢板进行预焊接，激光束功率为300W，离焦量为0，焊接速度为2.4m/min，预焊接采用氮气作为侧吹气体；

D、采用激光束对镀锌钢板进行激光焊接，激光束功率为1000W，离焦量为-0.5mm，焊接速度为1.8m/min，焊接过程中采用氮气作为保护气体；

E、焊接完毕后，立刻将拼焊后的镀锌钢板置于150℃的热处理炉中进行热处理，保温时间3小时后在空气中冷却至室温。

实施例2～5的操作步骤与实施例1相同，区别在于表中所列参数：