用於雷射疊焊的鍍鋅板及其焊接工藝的製作方法

2023-05-06 15:27:06 2

專利名稱：用於雷射疊焊的鍍鋅板及其焊接工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於雷射疊焊的鍍鋅板及其焊接工藝，具體的說是一種鍍鋅板雷射疊焊鋅氣排出的方式，屬於汽車白 車身雷射加工技術領域。
背景技術：
在汽車行業中，「輕量化」和「安全性」越來越受到人們的關注。在車門、車身等覆蓋件和懸掛件的輕量化改進中，新材料和新的成型方法是減輕車身重量的主要方法。新材料，特別是高強度鍍鋅板在汽車上的使用率已將近60%。而傳統的電阻焊已不能滿足汽車白車身的焊接要求，雷射焊接具有非接觸式加工、柔性化、焊接速度快、變形小、焊後強度高等優點，越來越受到國內外汽車生產商的關注。但由於鍍鋅層的影響，鍍鋅板疊焊時中間鋅層高溫汽化，易產生飛濺、氣孔、及出現不穩定的焊接模式等問題，嚴重影響焊接質量及穩定性，成為汽車白車身雷射焊接領域的難題。從焊接過程及原理上進行分析，該難題主要由以下三個方面原因造成鋅與鐵的熔沸點相差過大；雷射焊接過程極為迅速；中間夾層間隙無法精確控制，過緊則鋅氣無法正常排出，過松則疊焊效果差，焊接強度不高。由於鍍鋅層的沸點(約908°C )相對於鋼板的熔點(約1540°C )過低，當上下層鋼板熔化融合時，鋅早已汽化為氣體，而雷射束能量極大、焊接過程極為迅速(毫秒級別)，致使鋅氣的溢出與鋼板的熔化幾乎同步發生，在極短的時間內，若上下夾層間隙極窄，會導致中間夾層的鍍鋅層迅速蒸發並急劇膨脹，將上層板材熔池中的液態金屬爆出形成飛濺；若夾層間隙變化，或由於焊接變形導致間隙寬窄不一，則很容易出現焊接模式不穩定等問題。因此，為實現連續穩定的鍍鋅板雷射疊焊工藝，必須精確控制上下夾層間隙，不能過寬亦不能過窄，且需維持焊接時間隙一致，使得鋅氣能穩定的從精確預置的間隙中溢出，達到穩定焊接的目的。

發明內容
本發明的目的是克服上述不足之處，提供一種高效穩定的鍍鋅板雷射疊焊解決方案，即一種準確控制夾層間隙的方法。按照本發明提供的技術方案，用於雷射疊焊的鍍鋅板，包括上鋼板和下鋼板，所述上鋼板兩面分別覆蓋有第一上鍍鋅層和第一下鍍鋅層，形成上鋼板複合體，下鋼板兩面分別覆蓋有第二上鍍鋅層和第二下鍍鋅層，形成下鋼板複合體；所述上鋼板複合體上設置有兩排凸點，上鋼板複合體設置於下鋼板複合體上方；上鋼板複合體上的凸點與下鋼板複合體上的第二上鍍鋅層相接觸。所述兩排凸點排列規則、深淺一致，凸點的高度不超過O. 2mm,凸點一面朝下。雷射焦點位於上鋼板的兩排凸點之間。所述用於雷射疊焊的鍍鋅板的焊接工藝，步驟為包括上鋼板和下鋼板，所述上鋼板兩面分別覆蓋有第一上鍍鋅層和第一下鍍鋅層，形成上鋼板複合體，下鋼板兩面分別覆蓋有第二上鍍鋅層和第二下鍍鋅層，形成下鋼板複合體；將上鋼板複合體置於模具中，經模具衝壓後形成兩排規則排列、深淺一致的凸點，凸點高度不超過O. 2mm,凸點一面朝下；將上鋼板複合體與下鋼板複合體疊合，上鋼板複合體上凸點凸出的一面與下鋼板複合體上的第二上鍍鋅層相接觸；雷射焊接開始前將雷射焦點移動至正面兩排凸點中央，開始焊接時，鋅氣通過上鋼板複合體和下鋼板複合體之間通過凸點所預留出的溢出通道穩定溢出，焊接後即得所需產品。本發明具有如下優點本發明通過預製模具在鍍鋅板上衝出兩排規則排列、深淺一致的凸點，來精確預留夾層間隙，給鋅氣以穩定的溢出通道，從而克服飛濺、氣孔及出現焊接模式不穩定等問題，保持整個焊接過程的穩定性，提高焊接質量。本發明與以往採取的鍍鋅板疊焊工藝相比，具有結構簡單、設計合理、產品質量更穩定、投入少產出高等優點。


圖I本發明焊接工藝剖視圖。 圖2本發明焊接工藝俯視圖。
具體實施例方式如圖1-2所示，用於雷射疊焊的鍍鋅板，包括上鋼板I和下鋼板2，所述上鋼板I兩面分別覆蓋有第一上鍍鋅層3和第一下鍍鋅層4，形成上鋼板複合體，下鋼板2兩面分別覆蓋有第二上鍍鋅層5和第二下鍍鋅層6，形成下鋼板複合體；所述上鋼板複合體上設置有經模具衝壓後所得兩排凸點7，上鋼板複合體設置於下鋼板複合體上方；上鋼板複合體上的凸點與下鋼板複合體上的第二上鍍鋅層5相接觸。所述兩排凸點7排列規則、深淺一致，凸點7的高度不超過O. 2mm,凸點一面朝下。雷射焦點8位於上鋼板I的兩排凸點7之間。所述用於雷射疊焊的鍍鋅板的焊接工藝，步驟為將上鋼板複合體置於模具中，經模具衝壓後形成兩排規則排列、深淺一致的凸點7，凸點高度不超過O. 2_，凸點一面朝下；將上鋼板複合體與下鋼板複合體疊合，上鋼板複合體上凸點7凸出的一面與下鋼板複合體上的第二下鍍鋅層6相接觸；雷射焊接開始前將雷射焦點移動至正面兩排凸點中央，開始焊接時，鋅氣通過上鋼板複合體和下鋼板複合體之間通過凸點7所預留出的溢出通道穩定溢出，焊接後即得所需產品。所述焊接方向為自右向左，形成一條雷射焊縫9。本發明通過模具衝壓規則排列、深淺一致的凸點實現了焊接全程夾層間隙的一致性，避免了薄板自身形變及焊接過程中產生變形導致的夾層間隙變化，確保了鋅氣有穩定的溢出通道，避免了飛濺、氣孔、焊接模式不穩定等問題的出現，焊接過程平穩，焊接質量和強度得到顯著提高。
權利要求
1.用於雷射疊焊的鍍鋅板，包括上鋼板(I)和下鋼板(2)，所述上鋼板(I)兩面分別覆蓋有第一上鍍鋅層(3)和第一下鍍鋅層(4)，形成上鋼板複合體，下鋼板(2)兩面分別覆蓋有第二上鍍鋅層(5)和第二下鍍鋅層(6)，形成下鋼板複合體；其特徵是所述上鋼板複合體上設置有兩排凸點(7)，上鋼板複合體設置於下鋼板複合體上方；上鋼板複合體上的凸點(7)與下鋼板複合體上的第二上鍍鋅層(5)相接觸。
2.如權利要求I所述用於雷射疊焊的鍍鋅板，其特徵是所述兩排凸點(7)凸點(7)的高度不超過O. 2mm。
3.如權利要求I所述用於雷射疊焊的鍍鋅板，其特徵是所述雷射焦點(8)位於上鋼板(I)的兩排凸點(7)之間。
4.權利要求I所述用於雷射疊焊的鍍鋅板的焊接工藝，其特徵是包括以下步驟取上鋼板(I)和下鋼板(2)，所述上鋼板(I)兩面分別覆蓋有第一上鍍鋅層(3)和第一下鍍鋅層(4)，形成上鋼板複合體，下鋼板(2)兩面分別覆蓋有第二上鍍鋅層(5)和第二下鍍鋅層(6)，形成下鋼板複合體； 將上鋼板複合體置於模具中，經模具衝壓後形成兩排規則排列、深淺一致的凸點(7)，凸點高度不超過O. 2mm,凸點一面朝下； 將上鋼板複合體與下鋼板複合體疊合，上鋼板複合體上凸點(7)凸出的一面與下鋼板複合體上的第二上鍍鋅層(5)相接觸；雷射焊接開始前將雷射焦點移動至正面兩排凸點中央; 開始焊接時，鋅氣通過上鋼板複合體和下鋼板複合體之間通過凸點(7)所預留出的溢出通道穩定溢出，焊接後即得所需產品。
全文摘要
本發明涉及一種用於雷射疊焊的鍍鋅板及其焊接工藝，屬於汽車白車身雷射加工技術領域。其將上鋼板複合體置於模具中，經模具衝壓後形成兩排規則排列、深淺一致的凸點；上鋼板複合體設置於下鋼板複合體上方；上鋼板複合體上的凸點與下鋼板複合體上的第二上鍍鋅層相接觸；雷射焊接開始前將雷射焦點移動至正面兩排凸點中央，焊接後即得所需產品。本發明通過模具衝壓規則排列、深淺一致的凸點實現了焊接全程夾層間隙的一致性，避免了薄板自身形變及焊接過程中產生變形導致的夾層間隙變化，確保了鋅氣有穩定的溢出通道，避免了飛濺、氣孔、焊接模式不穩定等問題的出現，焊接過程平穩，焊接質量和強度得到顯著提高。
文檔編號B32B15/01GK102922817SQ20121047268
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者何曉陽, 蔡偉樂 申請人:無錫漢神電氣有限公司