[发明专利]一种异质差厚板材的激光拼焊方法

说明书

本发明公开了一种异质差厚板材的激光拼焊方法，所述方法工艺为：（1）确定需要拼焊的厚板和薄板的拼焊面，将两块拼焊板材的拼焊侧均进行精切处理；精切后保证对接过程中的两板间隙≤10%厚板拼焊侧的板厚；（2）将精切后的两块拼焊板材均进行表面洁净处理，再将两块拼焊板材的精切边进行对接；（3）采用激光焊接设备的激光束对拼焊板材进行焊接，激光束功率为3000～4000W，激光光斑位置向厚板方向的偏移量为0.12～0.18mm，焊接速度为3～7m/min，离焦量设定为‑0.5～+1.4mm，焊接过程中采用惰性气体作为保护气体。本激光拼焊方法可以防止拼焊面对接不平产生的焊缝开裂缺陷；具有高效、可控、对接拼焊面平直度高、接头性能差异小，激光拼焊焊接质量高的特点。

技术领域

本发明涉及一种激光焊接方法，尤其是一种异质差厚板材的激光拼焊方法。

背景技术

随着科技的发展，汽车行业对降低重量、减少能源消耗的关注越来越密切，尤其是随着排放标准的日益严苛和用户对新能源汽车续航里程的需求日益增加，整车轻量化成为主机厂关注的重中之重。而结构轻量化、材料轻量化是汽车轻量化必不可少的技术路径。激光拼焊板可以结合汽车零部件功能需求，定制化地将差强、差厚、异质金属板材连接在一起，实现零部件设计升级和材料优化。

目前，有越来越多的材料实现了拼焊板的生产，尤其是随着高强钢在车身上应用比例的增加，可以实现采用高强减薄的方式在零件设计上采用更高的板材，且保证强度不减。然而，异质差厚材料由于厚度、强度和性质存在差异，在机械性能、成分组成等方面存在较大差异，尤其是经历了激光焊接热循环后会造成焊缝接头性能差异，直接影响后续产品的成形质量。目前的焊接方法存在焊缝开裂缺陷、板厚差异导致的焊接接头性能不良等缺陷，至今没有得到有效解决。因此，寻找一种高效、可控、且保证激光拼焊焊接质量的方法是亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种焊接质量高的异质差厚板材的激光拼焊方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的方法工艺为：（1）确定需要拼焊的厚板和薄板的拼焊面，将两块拼焊板材的拼焊侧均进行精切处理；精切后保证对接过程中的两板间隙≤10%厚板拼焊侧的板厚；

（2）将精切后的两块拼焊板材均进行表面洁净处理，再将两块拼焊板材的精切边进行对接；

（3）采用激光焊接设备的激光束对拼焊板材进行焊接，激光束功率为3000～4000W，激光光斑位置向厚板方向的偏移量为0.12～0.18mm，焊接速度为3～7m/min，离焦量设定为-0.5～+1.4mm，焊接过程中采用惰性气体作为保护气体。

本发明所述步骤（1）中，两块拼焊板材的强度均不大于700Mpa。

本发明所述步骤（1）中，薄板拼焊侧的板厚为0.6mm～1.0mm，厚板拼焊侧的板厚为1.0～2.0mm。

本发明所述步骤（3）中，所述保护气体的喷吹角度为30～60度，气体流量为28～35L/min。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明解决了现有激光拼焊板直接采用落料料片进行拼焊产生的对接面毛刺大、焊接质量不良等问题；本发明通过控制激光光斑的偏移量实现配置不同板厚比时的激光焊接热输入，保证焊缝两侧组织性能接近。采用本发明焊接方法可以防止拼焊面对接不平产生的焊缝开裂缺陷，可以解决因板厚差异导致的焊接接头性能不良的问题，显著了提高产品质量和生产效率，适合工业化生产；具有高效、可控、对接拼焊面平直度高、接头性能差异小，激光拼焊焊接质量高的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例1中焊接接头的显微组织微观形貌图；

图2是本发明实施例1中拼焊板经过杯突实验后的断裂位置图。

图中：薄板1、厚板2、薄板侧焊接影响区3、拼焊焊缝4、厚板侧热影响区5。