[發明專利]不銹鋼板非熔透激光焊接后背部變形無痕激光矯正方法

無效

• 申請號: 201110037231.6
• 申請日: 2011-02-14
• 公開（公告）號: CN102151988A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 張宏;劉佳;石巖;劉雙宇
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B23K26/14
• 分類號: B23K26/14
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

技術領域

本發明涉及一種不銹鋼板非熔透激光焊接后背部變形無痕激光矯正方法，用于軌道客車車體不銹鋼板非熔透激光焊接后背部變形的無痕矯正，屬于激光熱處理技術領域。

背景技術

城市地鐵、輕軌以及鐵路交通使用大量軌道客車，軌道客車的不銹鋼車體與普通鋼車體或者鋁合金車體相比，具有經濟耐用、美觀、安全、外表面無需涂裝等優點，需求量越來越大。不銹鋼車體外板板材選用表面美觀的SUS301L或者SUS304冷軋不銹鋼板，其中SUS301L用量占70％。現有技術采用非熔透激光焊接的方法實現外板與外板增強構件的接合。雖然所述激光焊接方法能夠保證接頭的連接強度和焊縫的密封性，并且焊接速度也很高，但是，焊接后外板會出現背部變形的現象，而所述外板背部就是不銹鋼車體表面，因此，所述變形影響車體美觀。為了解決這一問題，日本川崎重工業株式會社申請的名稱為“激光焊接方法、激光焊接接頭、外板面板以及鐵道車輛用構架”(申請號200580015809.0)的專利給出一種方案。該方案在非熔透激光焊接之前或者之后在外板背部實施研磨加工，形成表面拉絲紋，在視覺上掩蓋外板背部的變形。然而該方法并未在觸覺上矯正變形，并且，所述拉絲紋未能掩蓋與其走向不同的焊接變形，所謂掩蓋了與其走向相同的焊接變形也只是在視覺上使得該變形變得不那么明顯而已。

發明內容

本發明的目的是矯正軌道客車不銹鋼車體外板因采用非熔透激光焊接的方法實現外板與外板增強構件的連接而發生的外板背部變形，恢復外板板材的表面美觀。為此，我們提出本發明之一種不銹鋼板非熔透激光焊接后背部變形無痕激光矯正方法。

本發明其特征在于，見圖1、圖2所示，以激光為熱源，沿焊縫1方向對軌道客車不銹鋼車體外板2背部變形區域3移動加熱，同時向被加熱區域吹入保護氣體，移動加熱次數大于等于一次，每次加熱熱源移動方向相同。

本發明其技術效果在于，所采用的變形矯正熱源與焊接熱源種類相同，即同為激光，但是，加熱區域位置相反，焊接加熱區域位于外板增強構件4及外板2與外板增強構件4接觸的一側，見圖1所示，而變形矯正加熱區域位于外板2的另一側，即外板2背部，因此，激光變形矯正加熱會使外板2被加熱區域發生與因焊接加熱所發生的變形相反的變形，實現不銹鋼板非熔透激光焊接后背部變形的矯正。與現有技術通過研磨加工在視覺上掩蓋外板背部的變形相比，本發明并未在外板背部增加痕跡，并且，所采用的加熱矯正之激光熱源輸出的能量能夠精密控制，同時，采用保護氣體保護加熱區域，避免因氧化而出現外板背部表面變色，因此，本發明實現了不銹鋼板非熔透激光焊接后背部變形的無痕矯正，恢復外板背部的平整。

附圖說明

圖1是本發明之方法主視示意圖，該圖兼作為摘要附圖。圖2是本發明之方法左視示意圖。

具體實施方式

本發明其具體實施方式如下，采用有機溶劑如丙酮對對軌道客車不銹鋼車體外板2背部變形區域3進行清洗，以除去表面油污。外板2與外板增強構件4板材為SUS301L或者SUS304冷軋不銹鋼板。見圖1、圖2所示，以激光為熱源，所述激光為YAG激光、CO₂激光、光纖激光、半導體激光之一種，模式為基模或者準基模。沿焊縫1方向對軌道客車不銹鋼車體外板2背部變形區域3移動加熱。同時向被加熱區域吹入保護氣體，所述保護氣體為He、Ar、N₂、CO₂之一種。保護氣體繼激光加熱之后吹入；保護氣體由3～7束平行且沿激光加熱移動方向一字排列的氣流組成；保護氣體吹入方向與激光加熱移動方向呈55～70°夾角θ₁，保護氣體吹入方向與外板2背部表面呈65～90°夾角θ₂；保護氣體流量為20～50L/min。移動加熱次數大于等于一次，每次加熱熱源移動方向相同。

基模或者準基模激光能量密度較高，從而能夠在實現矯正變形的同時，避免加熱范圍超出變形區域3，導致新的變形；同時由于基模或者準基模激光光斑的溫度梯度較大，能夠使外板2被加熱范圍形成矯正變形所需要的應力。

實施例一：