[发明专利]一种用激光填丝焊工艺制造铝硅镀层热成形钢拼焊板的方法

说明书

本发明公开了一种用激光填丝焊工艺制造铝硅镀层热成形钢拼焊板的方法，包括选择拼焊板的对象材料、选择焊接填充材料、调整焊接工艺参数并完成拼焊板及热成形步骤。本方法针对待拼焊板的厚度、基体材料的成分等特性参数，通过合理选择焊丝成分、调整焊接工艺参数、控制热成形过程，改善并获得与强度要求匹配的焊缝组织。与传统激光拼焊板方法(如激光自熔焊)相比，本方法不需要去除镀铝硅板镀层的工艺步骤，即可保证焊缝质量，简化了拼焊板工艺流程的步骤，提高了生产效率；不需要额外增加去除镀层所需的高昂设备投入，生产成本显著下降；本发明方法可用于激光TIG填丝焊、激光MIG复合焊工艺，还具有可降低对薄板拼接夹具的精度要求、提高焊缝强度等优点。

技术领域

本发明涉及金属材料加工领域，尤其涉及一种铝硅镀层热成形钢拼焊板制造工艺。

背景技术

热成形是指一种利用板料高温软化的特点进行成形，同时在带有冷却通路的冲压模具中进行快速冷却，从而使板料的软相组织转迅速变为硬相组织的金属加工工艺。铝硅镀层热成形钢即镀铝硅热成形钢，是表面覆有热镀Al-Si镀层的热成形钢。镀铝硅热成形钢具有铝硅镀层能抑制拼焊板在热成形时的氧化和脱碳、表面质量好、在服役过程中能提供防护的优点，同时拼焊板热成形工艺使得零部件在获得目标形状的同时具有极高的强度，因而用途极广。特别是激光拼焊镀铝硅热成形钢，不仅具有激光焊焊缝、热影响区域窄以及焊接薄板时的变形小等特点，还使拼焊板具有极高的强度，广泛地应用于汽车车身加强结构件。

但是，这类镀铝硅镀层热成形钢板在激光拼焊板时，镀层会渗入到焊缝区域，导致经热成形后的零部件强度降低。因而在制造此类拼焊板时需要在焊接前将焊接区域的镀层去除，一般将该区域的宽度限制在3～5mm，否则焊缝区域仍会出现氧化起皮和脱碳，引起焊缝区域抗腐蚀性的降低。

目前去除镀层的方法有很多种，包括机械的、化学的和热学的方法，但存在各自的不足：

机械去除大都是接触式的，去除深度较难控制，质量稳定性较差。由于镀层较薄，通常在30μm左右，因而需要机床的位移控制精度能达到微米级，而微米级机床成本较高，并且刀具磨损大，需要经常更换；板料的平整度对镀层去除效果也有很大影响，操作时可能导致镀层去除不干净、刮伤基板、产生残余应力，并且去除速度慢、效率低。

化学去除需要额外的防护覆膜，以保护不去除区域，对于大块板料来说操作复杂，费时费力，还存在酸性试剂控制不当易造成基板腐蚀及废液需要额外处理的问题。

使用脉冲激光(热学去除)，可以烧蚀金属或非金属镀层。参数选择合适时，可以将镀层部分去除，仅保留过渡层以保护去除镀层的区域不受腐蚀，但该方法使用的脉冲激光器价格较高，尤其是飞秒或皮秒脉冲激光器价格昂贵；激光器参数的波动也会对烧蚀去除的结果造成很大影响，仍然存在去除不干净的可能。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用激光填丝焊工艺制造铝硅镀层热成形钢拼焊板的方法，本发明的方法无需去除待焊镀铝硅钢板的表面镀层，通过合理地选择焊丝成分、调整激光填丝焊的工艺参数、控制拼焊板热成形各环节参数，即可获得与强度要求匹配的焊缝组织。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何通过焊接方法的选择和调整控制，在保证拼焊板焊缝质量的前提下，省略传统工艺激光拼焊前必须去除待焊接区域镀层的工艺步骤，以克服该工艺操作复杂、较难控制、去除效果不佳、工作效率很低、所需设备价格昂贵对镀铝硅热成形钢板获得低成本广泛应用造成的制约。

为实现上述目的，本发明提供了一种用激光填丝焊工艺制造铝硅镀层热成形钢拼焊板的方法，包括如下步骤：

S1，选择铝硅镀层拼焊板的对象材料；

S2，选择焊接填充材料；

S3，调整焊接工艺参数，采用激光填丝焊完成拼焊板；

S4，拼焊板热成形。