[發明專利]空心減震器活塞桿激光焊接專用活性劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410328711.1
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104043914A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 何力佳;王建中
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K26/28;B23K26/60;B23K26/14;B23K26/32
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

技術領域

本發明涉及一種激光焊接專用活性劑，特別涉及一種用于車用空心減震器活塞桿激光焊接的專用活性劑，可實現激光低功率條件下，不開坡口、不填絲，高速焊接1～10mm厚碳鋼管材，焊件旋轉并形成熔透均勻、表面成形良好的環形焊縫。

背景技術

汽車減震器是一個關鍵而必不可少的零部件，其產品質量對汽車整體安全性具有十分重要的影響。汽車零部件生產企業脫離整車企業并形成專業化零部件集團，正成為一種全球化趨勢。隨著國際上汽車行業開始實行零部件“全球化采購”策略及國際跨國汽車企業推行本土化策略，國內市場將出現巨大的零部件配件缺口。目前，國內減震器生產量遠遠不能滿足市場需求，尤其是中高檔汽車的減震器更是供不應求，因此，提高減震器的產量和質量是當前國內減震器生產企業生存和發展的戰略目標之一。目前實心活塞桿在減震器組件的全球市場份額中占據90％以上，隨著汽車輕量化的趨勢以及高檔車輛對安全性的極高要求(對行駛過程中數據實現實時監控)日益苛刻，使用空心活塞桿作為減震器組件(空心桿件里布置應力及位移傳感器以便實現實時監控車輛行駛狀態)是未來的重要發展方向。

當前，摩擦焊接是車用減震器活塞桿的主要連接工藝。然而，由于摩擦焊接存在熱影響區大，焊縫處晶粒粗大，結合面易開裂等問題而嚴重制約活塞桿的使用壽命及安全性。從焊接效率角度來看，頂鍛后需用車刀把突起切除，因此摩擦焊接工序復雜，效率低下。

隨著光纖激光器的大規模工業化應用，采用激光焊接是金屬管、板焊接的新途徑。其焊接質量優良、熱影響區小等優點得到廣泛認可。但激光焊接尤其采用光纖激光器存在成本高昂、工裝要求過高等問題而限制了更廣泛的應用。同時，激光焊接焊縫處與熱影響區界限明顯，性能陡變，容易引起應力集中而導致減震器活塞桿提前疲勞失效，對車輛行駛安全造成嚴重威脅。此外，鑒于管材焊接特殊性，當采用激光焊接時，尾端熱量積累而導致極易在焊接收尾時出現焊縫下塌、尾坑等問題而影響管件性能及表觀質量。

活性焊接方法始于二十世紀六十年代左右。其主要應用集中在活性-TIG(鎢極氬弧焊)領域。活性劑的使用可使熔深增加、寬度不變且焊縫區晶粒細化等優點而引起廣泛關注。然而由于激光光源能量與TIG存在本質區別，尤其是光纖激光的獨特性(如光束質量極高、光斑能量均勻、能量轉換率高等特點)，因此與TIG焊接的活性劑相比激光焊接活性劑的組分選擇具有相當大的區別。

發明內容

本發明的目的是提供一種空心減震器活塞桿激光焊接專用活性劑，用于車用空心減震器活塞桿激光焊接，可實現激光低功率條件下，不開坡口、不填絲，高速焊接1～10mm厚碳鋼管材，焊件旋轉并形成熔透均勻、表面成形良好的環形焊縫。

本發明的另一目的是提供空心減震器活塞桿激光焊接專用活性劑的制備方法及其應用。

本發明采用的技術方案是：空心減震器活塞桿激光焊接專用活性劑，由La₂O₃、Ce₂O₃、SiO₂和KF組成。

優選的，上述的空心減震器活塞桿激光焊接專用活性劑，按重量百分比組成如下：La₂O₃：20％～30％，Ce₂O₃：5％～10％，KF：10％～20％，余量為SiO₂。

一種空心減震器活塞桿激光焊接方法，方法如下：

1)將空心減震器活塞桿與兩端實心堵頭裝夾在夾具上，保證同心度；

2)按上述的配比，取La₂O₃、Ce₂O₃、KF和SiO₂，于球磨機中研磨2～4小時，混合均勻后用適量丙酮調勻，均勻噴涂于空心減震器活塞桿與實心堵頭之間的焊縫區；所述的焊縫區是沿焊縫兩側向空心減震器活塞桿和實心堵頭各約2mm的區域，涂覆量為1～10mg/cm²；

3)激光焊接頭到達焊縫區上方進行焊接，空心減震器活塞桿旋轉一圈后，為保證焊接性能，要求有一定的搭接量，所述的搭接量是指，空心減震器活塞桿旋轉一圈后，焊接末端超過焊接起點0.5～3mm；焊接工藝條件如下：

激光功率為500W～1500W；

激光焊接頭與焊縫區垂直距離為1～10cm；

激光焊接頭與焊縫區垂直方向夾角為10～45°；

活塞桿旋轉速度為10mm/s～40mm/s；