一种镀锌钢板激光搭接焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105643103A(43)申请公布日2016.06.08(21)申请号201610196627.8(22)申请日2016.03.31(71)申请人长沙理工大学地址410114湖南省长沙市雨花区万家丽南路二段960号(72)发明人张明军胡永乐毛聪唐昆张健(51)Int.Cl.B23K26/24(2014.01)B23K26/322(2014.01)B23K26/60(2014.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种镀锌钢板激光搭接焊接方法(57)摘要本发明涉及一种镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：步骤1：在第一母材（2）上沿焊接方向加工一系列斜孔（1）；步骤2：第一母材（2）和第二母材（4）准确搭接并夹紧，在焊道上形成一系列倾斜盲孔；步骤3：激光束（5）垂直辐射工件上表面，沿预制斜孔（1）倾斜方向扫描，完成焊接过程。在本发明中，通过预制斜孔流道，改善了焊接熔化前沿的熔池流动状态，避免了搭接处锌层的直接蒸发，从而实现镀锌钢板零间隙激光搭接焊接。CN105643103ACN105643103A权利要求书1/1页1.一种镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：步骤1：在第一母材（2）上沿焊接方向加工一系列斜孔（1）；步骤2：第一母材（2）和第二母材（4）准确搭接并夹紧，在焊道上形成一系列倾斜盲孔；步骤3：激光束（5）垂直辐射工件上表面，沿预制斜孔（1）倾斜方向扫描，完成焊接过程。2.根据权利要求1所述的镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：在步骤1中，预制斜孔（1）直径D为0.5~3mm，统一向焊接方向的前方倾斜，倾斜角度β为30°～75°。3.根据权利要求1所述的镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：步骤1中，相邻两斜孔（1）之间距离d为2～5mm。4.根据权利要求1所述的镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：步骤1中，在焊接方向上相邻两斜孔（1）之间重叠距离δ为1～3mm。5.根据权利要求1所述的镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：步骤1中，第一母材（2）和第二母材（4）搭接接头板间间隙为零。6.根据权利要求1所述的镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：步骤1中，第一母材（2）和第二母材（4）板厚为0.5～3mm。7.根据权利要求1所述的镀锌钢板激光搭接焊接方法，其特征在于：该方法适用于两层镀锌钢板搭接焊或三层镀锌钢板搭接焊接头。2CN105643103A说明书1/4页一种镀锌钢板激光搭接焊接方法技术领域[0001]本发明涉及一种激光焊接方法，尤其涉及一种镀锌钢板的激光搭接焊接方法。背景技术[0002]镀锌钢众多的优良性能，尤其是其优良的防腐蚀性能和经济效益，使得其在现代工业生产中占有非常重要的地位。各种类型的镀锌板材在汽车制造、建筑、通风和供热设施以及家具制造等领域得到广泛的应用。[0003]然而，因镀锌钢中锌层的存在，使得镀锌钢的焊接工艺性大大降低。原因是在镀锌钢的焊接过程中，镀层锌和基体钢物理特性的极大差异（镀锌层锌的熔点是420℃，沸点是907℃，远低于基体铁的熔点是1300℃），镀层锌的气化先于基体钢的熔化。目前，镀锌钢的主要焊接工艺有三种：电阻点焊、电弧焊和激光焊接。对电阻点焊而言，由于镀锌层的存在，焊接时电极易于锌层合金化，降低电极的寿命。而采用电弧焊接镀锌钢时，由于锌的低沸点，在电弧刚接触到镀锌层时，锌迅速气化，产生的锌蒸气向外喷射，很容易使焊接产生熔渣粒子、气孔、飞溅、未熔合及裂纹等焊接缺陷，电弧的稳定性也因此受到影响，焊接质量下降，同时焊接过程中还会产生大量烟雾粉尘。另外，由于电弧焊的焊缝宽度较大，且热输入量大，镀层锌的大量气化降低了镀锌钢焊缝处的抗腐蚀性能。镀锌钢搭接接头采用激光焊接时，同样存在镀锌层的气化，以及焊接气孔、飞溅、未熔合等缺陷。[0004]为此，公开号为“CN102233481B”、“CN102120288B”和“US8692152B2”的发明专利公开了镀锌钢板的激光搭接焊接方法，其中采用高功率大光斑激光束高速焊接镀锌钢板，在从激光照射点向后方延伸的熔融池内，形成细长孔，从而由激光照射产生的金属蒸气通过细长孔向激光行进方向后方并在朝向激光照射源的方向上排出，在一定程度上解决了激光焊接镀锌板搭接接头焊缝飞溅、针孔和气泡眼等焊接缺陷问题，但是该技术方案仍旧存在以下问题：该方法中通过高功率激光和极快的焊接速度形成的细长小孔，实际焊接中难以控制，且高功率激光光源成本大幅提高。[0005]公开号为“CN102451955B”、“CN101695790B”和“JP61-74793A”的发明专利公开了镀锌钢板的激光搭接焊接方法，其中利用间隔物或者水平差距，在将经受搭接焊接的镀锌钢板之间设置用于排出锌蒸气的间