[发明专利]一种1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法

权利要求书

1.一种1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括1000MPa级及以上的汽车用高强钢板的选择、清洗打磨处理、待焊接汽车用高强钢板的焊接面对接、激光器和焊接面的相对位置设置、保护气侧吹装置的设置、以及激光焊接工艺参数的选择和汽车用高强钢板激光焊接接头的制备；具体如下所示：

步骤1：选取一种1000MPa级及以上的汽车用高强钢板，对汽车用高强钢板表面进行清洗打磨处理；

步骤2：将两块经过处理的汽车用高强钢板放置于工作台上，用夹具夹紧，使得两块经过处理的汽车用高强钢板对接截面间隙≤0.2mm；

步骤3：将激光器的工作头设置在垂直于两平板对接处的上方，激光束保护气体为氮气，气体流量为20L/min；

步骤4：激光器的工作头后方设置有保护气侧吹装置，保护方式为正面保护，保护气体为氩气，保护气体流量为30L/min，与激光入射方向成30°夹角；

步骤5：根据钢板成分与厚度组合调整激光焊接工艺参数，焊接方向为沿轧制方向的一个方向，通过激光器的工作头和保护气体在对接处产生的等离子体形成焊接熔池来焊接两块钢板，最终对接处形成组织均匀宽度窄的焊缝，完成1000MPa级及以上的汽车用高强钢板激光焊接接头的制备；

所述1000MPa级及以上的汽车用高强钢板为QP980热轧板或QP1180热轧板；

所述焊接接头的组织结构包括接头硬化区和接头软化区；接头硬化区的组织均为马氏体板条，粗晶区的马氏体相比于焊缝区较为粗大；接头软化区的组织均为马氏体、铁素体和残余奥氏体的混合组织，在亚临界热影响区马氏体发生分解并析出碳化物；接头硬化区包括接头的粗晶区和接头的细晶区，接头软化区包括接头的临界热影响区和接头的亚临界热影响区；

所述焊接接头的抗拉强度比母材低，屈服强度比母材提高了70±30MPa，接头的伸长率比母材小，所述焊接接头都断裂在母材区。

2.根据权利要求1所述的1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述清洗打磨处理包括：首先用10%丙酮溶液清洗，然后清水冲洗，其次使用酒精溶液清洗，再冷却风干；最后使用200目砂纸对焊接区域进行打磨，确保装配精度。

3. 根据权利要求1所述的1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述激光器为德国IPG制造的YSL-6000型光纤激光器，辅助KUKA机器人，其波长为1.07μm，最大输出功率为6000W，频率为0~500 Hz，波长精度为±10nm，操作光纤长度为20m。

4.根据权利要求1所述的1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述焊接工艺参数包括：

激光入射角度为90°；

激光束焦点处光斑直径为300μm；

激光输出功率为0kW~2.0KW；

焊接速度为0.5m/min~2.5m/min；

离焦量为-4 mm~+4mm；

功率输出稳定性2%。

5.根据权利要求1所述的1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述汽车用高强钢板的厚度为1.0mm~2.2mm。

6. 根据权利要求1所述的1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述焊接接头的抗拉强度Rm≥900MPa，屈服强度Rp0.2≥800 MPa。

7.根据权利要求1所述的1000MPa级及以上汽车用高强钢板激光焊接接头的制备方法，其特征在于，所述焊接接头的硬度分布规律为以焊缝中心线沿两侧呈“W”形对称分布，硬度最高值出现在毗邻焊缝区的粗晶区，随着到焊缝中心距离的进一步增加，硬度值逐渐降低，硬度最低值出现在临界热影响区，之后硬度值缓慢回升，逐渐达到母材水平。