[發明專利]不銹鋼面板的單面無痕焊接方法

在審

• 申請號: 201410350743.1
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104139244A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 夏如忠;黃浩;鐘杰;何利仁
• 申請（專利權）人: 嘉興永發電子有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21
• 代理公司: 寧波市鄞州金源通匯專利事務所(普通合伙) 33236
• 代理人: 朱新學

技術領域

本發明涉及金屬材料焊接工程領域，尤其是一種不銹鋼面板的單面無痕焊接方法。

背景技術

不銹鋼面板常用的焊接方式有電弧焊、氬弧焊、電阻焊和激光焊等。

電弧焊、氬弧焊，在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。但電弧焊、氬弧焊由于焊接的熱量、位置、精度不易控制，特別是對于鈑金件的面與面之間的焊接，容易出現焊穿、變形等現象，不能達到很好是焊接效果。

電阻焊是當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態時，在軸向壓力作用下連接成為一體。由于電阻焊需要在兩面施加壓力，容易出現壓印、焊痕的現象。另外對于一些結構比較特殊的大鈑金件和小鈑金件之間的焊接面不容易壓接，焊接起來很不方便。

一般的激光焊接會使兩面沒有足夠的焊接牢度或者鈑金件的使用面產生激光的燒痕，輕則需要拋光或重焊，重則產品報廢。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種單面無痕、不銹鋼面板之間的強度高的不銹鋼面板的單面無痕焊接方法。

為了達到上述目的，本發明所設計的不銹鋼面板的單面無痕焊接方法，其步驟如下：

（1）、將清潔干凈的不銹鋼面板放置在工作臺上；上層不銹鋼面板和下層不銹鋼面板的厚度均為0.4-1.5mm；

（2）、利用模具將兩個不銹鋼面板固定在產品所需的尺寸位置，將不銹鋼面板平整的夾緊；

（3）、使用氮氣作為焊接保護氣體，用機械手臂帶動激光頭按設定的焊接路徑行走，并對不銹鋼面板進行激光焊接，通過調整激光工藝參數，使焊接點穿透焊接面處的上層不銹鋼面板，并控制焊點在下層不銹鋼面板上所達到的熔融深度在不銹鋼面板厚度的1/3-2/3之間；采用脈沖激光器，其激光工藝參數為：激光波長為1.06μm；電流范圍控制在200A-550A之間，電流隨著不銹鋼面板的厚度增加而增加；脈寬為5-8ms；焊接速度為20-50mm/s；頻率為4-8HZ；離焦量為-2-+2mm。

作為優選，當上層和下層的不銹鋼面板的厚度在0.4mm-1.0mm時，采用300W的脈沖激光器；當上層或下層的不銹鋼面板的厚度在1.0mm-1.5mm時，采用600W的脈沖激光器，在焊接不同厚度的不銹鋼面板過程中采用不同功率的脈沖激光器，可有效的降低生產成本，同時可方便對激光焊接時電流的控制。

作為優化，在焊接過程中，上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間緊密貼合，該方法使不銹鋼表面板之間平整無間隙，這是因為當兩板面因不平整而有間隙時，其上層不銹鋼板熔融的熱量不易傳導至下層的不銹鋼板中，導致下層不銹鋼板沒有足夠的熔融深度而產生虛焊或焊接不牢固，且所需的激光功率很大；當板面間無間隙后，上層板底部的熔融熱量會馬上傳導給下層不銹鋼板，此時處于焊接點下的下層不銹鋼板隨著快速升溫開始熔融，將上層不銹鋼板與下層不銹鋼板焊接在一起，可降低焊接相同厚度的不銹鋼面板時所需的電流大小，從而降低能量的消耗。

作為優化，所述上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間通過氣缸夾鉗固定；該方法是將兩不銹鋼面板放置在工作臺面上，用模具固定放置位置，確保達到工件裝配尺寸，再用氣缸夾鉗，將兩不銹鋼板夾緊在工作臺面和夾鉗之間，使兩板面平整無間隙；工作臺面和夾鉗應以銅為制作材料，夾鉗和工作臺面的夾持面須保證光滑、平整、無顆粒雜質，否則會損傷不銹鋼板面或使焊接不良。

本發明所得到的不銹鋼面板的單面無痕焊接方法具有以下優點：

1、本方法是單面加工，可以通過調節參數保證焊后下層不銹鋼板表面光滑，無痕跡，無變形，保證了外觀質量，且有很好的組合結構的強度。加工完后，不需要后續的拋光、拉絲處理，既提高了生產效率，又改善了作業環境，極大的提高了經濟效益。

2、激光焊接熱輸入集中，每個焊接點只出一次激光即可完成焊接，提高了焊接加工的速度，加熱和冷卻速度快，焊縫組織細密，熱影響區小，且提高了焊接點的力學性能。

3、本方法工藝簡單，操作便利，且是無接觸加工，沒有工具損耗和工具調換等問題，節省了生產投入。

附圖說明

圖1為本發明的焊接示意圖；

圖2為實施例1焊接后焊點處的截面示意圖；

圖3為不銹鋼面板的厚度為0.6mm時焊點在下層不銹鋼面板的熔融深度與平均單點橫向拉斷力曲線；

圖4為焊點在下層不銹鋼面板的熔融深度達到1/2板厚時所需的電流隨板厚變化的曲線。