[發明專利]鍍鋅鋼板制部件用的激光搭接焊方法

有效

• 申請號: 201110332477.6
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102554469A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 高橋昌裕;萩原宰
• 申請（專利權）人: 鈴木株式會社
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K26/42;B23K33/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及鍍鋅鋼板制部件用的激光搭接焊方法，更具體地，涉及適合作為代替點焊而執行的可選技術的激光搭接焊方法。

背景技術

考慮到耐腐蝕性，汽車的車身的很多部分中使用鍍鋅板。由鍍鋅板制成的用于形成車身部件的板被加壓成型為三維形狀并且在所述三維形狀的外周部分處被焊接在一起，由此形成以強度上具有優勢的中空截面為基礎的車身結構。通常，這些車身板主要借助于點焊而被整合。然而，現在引入激光焊接作為允許以更高速度進行處理的可選技術。

已知的是，由于汽化鋅(vaporized?zinc)可能吹走熔化金屬或作為氣泡留在熔化金屬中，所以當將鍍鋅板彼此緊密地重疊并且使用激光將鍍鋅板彼此焊接時，汽化鋅可能導致諸如氣孔等焊接缺陷。為了避免該問題，JP10-216974A和JP2571976B公開了如下技術：在任一鍍鋅板上形成突起，以形成在鍍鋅板彼此重疊的狀態下用于排出鋅蒸汽的間隙。

由于汽車的車身板通過加壓成型而形成，所以在加壓成型處理之后，通過利用配置在加壓模內部的沖頭使受壓部件經受壓印處理(embossing?process)而在所述受壓部件上形成突起。然而，在對原本設計為適用于點焊的部件采用激光焊接的情況下，因為所述部件并非設計為允許配置激光焊接所必需的突起，所以發生下面的問題。例如，由于有限的空間和接合面上出現傾斜而不能布置突起，或者因為增加的突起而需要改變焊接位置。

如果焊接位置被改變，則車身結構的強度性能和耐沖擊性能被改變。因此，車身結構將需要再次經歷性能確定試驗。而且，新設計的部件不能直接利用以點焊為前提積累的設計數據。所述問題已經成為引入激光焊接的相當大的障礙。

發明內容

鑒于上述狀況完成了本發明，并且本發明的目的是提供能夠在基于點焊的接合條件下獲得與點焊的性能相同的性能的激光搭接焊方法，并且該方法適合作為代替點焊而執行的可選技術。

為了解決上述問題，鍍鋅鋼板制部件用的激光搭接焊方法包括下述步驟：由鍍鋅鋼板加壓成型兩個部件，使得所述兩個部件包括在所述兩個部件的相對表面將要焊接到一起的細長的接合區域，并且沿所述兩個部件的所述接合區域中的至少一個接合區域的縱向以預定間隔在該接合區域上形成多個突起；將所述兩個部件保持在所述接合區域彼此重疊的狀態，使得在所述接合區域之間形成與所述突起的高度對應的間隙；以及將激光照射到所述兩個部件的重疊的所述接合區域的一個表面上，使得重疊的所述接合區域被所述激光的能量熔化和焊接，并且伴隨熔化產生的鋅氣體經由所述間隙被排出，其中，各所述突起位于單個點之間，各所述單個點均等同于當所述兩個部件被點焊時的各個焊點，并且多個所述突起包括沿與所述接合區域的縱向正交的方向延伸的脊狀突起，并且照射激光的步驟包括均沿著包圍所述單個點的曲線掃描的離散的單個激光掃描。

根據該方法，上述設置在用于進行單個激光掃描的單個點之間的多個突起形成為沿與接合區域的縱向正交的方向延伸的脊狀突起，由此，能夠朝向接合區域的側面外側在接合區域之間穩定地形成均勻的間隙，從而能夠排出鋅蒸汽，并且能夠良好地實現激光焊接而不導致諸如氣孔等焊接缺陷。

而且，脊線狀突起在單個激光掃描的配置方向上要求小的面積，并且能夠不影響等同于點焊用的焊點的單個點的布局地形成。沿著包圍單個點的曲線的單個激光掃描能夠在單個點的基本等同面積內進行，由此，可以獲得與點焊兩個部件的情況等同的接合強度。

結果，可以利用假定為點焊時積累的現有設計數據。這對于將激光焊接引入為代替點焊的可選技術來說是有利的。因為該技術中要求最小的激光掃描，所以較低的能耗是另一優點。同時，激光焊接不導致諸如點焊中所看到的流向焊點的無效分路電流等問題。因此，還可以通過對單個點之間的空間增加激光掃描而局部地增強接合強度。

在根據本發明的激光搭接焊方法中，優選的是，多個所述突起還包括均具有平坦頂面的梯形突起；彼此鄰近的所述脊狀突起之間的間隔等于或小于所述單個點的直徑的五倍；彼此鄰近的所述脊狀突起和所述梯形突起之間的間隔以及彼此鄰近的所述梯形突起之間的間隔兩者均等于或小于所述單個點的直徑的十倍。