[發明專利]經涂覆的鋼的集成預鉆和激光點焊

在審

• 申請號: 201680084579.1
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN109153097A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 楊上陸;W.陶
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B23K26/57
• 分類號: B23K26/57;B23K26/32;B23K26/211
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張一舟;王麗輝

1.一種激光點焊工件疊層的方法，所述工件疊層包括至少兩個重疊的鋼制工件，所述方法包括：

提供包括重疊鋼制工件的工件疊層，所述工件疊層包括至少第一鋼制工件和第二鋼制工件，所述第一鋼制工件提供工件疊層的頂表面并且所述第二鋼制工件提供所述工件疊層的底表面，其中，在所述工件疊層內的每對相鄰的重疊鋼制工件之間建立接合界面，并且其中，所述工件疊層中的至少一個所述鋼制工件包括鋅基材料的表面涂層；

在所述工件疊層中形成至少一個孔，所述至少一個孔延伸通過所述工件疊層的至少一部分路徑并且橫穿在所述工件疊層內建立的每個接合界面，所述至少一個孔在所述工件疊層的頂表面處、所述工件疊層的底表面處或在所述工件疊層的頂表面和底表面處是敞開的；

將焊接激光束引導在所述工件疊層的頂表面處，所述焊接激光束撞擊所述頂表面并形成鋼水焊池，所述鋼水焊池從所述頂表面朝向所述底表面穿透到所述工件疊層中并且與在所述工件疊層內建立的每個接合界面相交；以及

通過使所述焊接激光束相對于所述工件疊層的頂表面的平面沿著束行進圖案前進形成激光焊接接頭，所述束行進圖案位于所述頂表面的平面上由內徑邊界和外徑邊界限定的環形焊接區域內，所述焊接激光束的束行進圖案包圍所述頂表面的平面上的中心區域，所述中心區域跨越在所述工件疊層中形成的至少一個孔。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一鋼制工件具有外表面和第一接合表面，并且所述第二鋼制工件具有外表面和第二接合表面，所述第一鋼制工件的外表面提供所述工件疊層的頂表面并且所述第二鋼制工件的外表面提供所述工件疊層的底表面，并且其中，所述第一鋼制工件和第二鋼制工件的第一接合表面和第二接合表面重疊并面對以建立第一接合界面。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一鋼制工件具有外表面和第一接合表面，并且所述第二鋼制工件具有外表面和第二接合表面，所述第一鋼制工件的外表面提供所述工件疊層的頂表面，并且所述第二鋼制工件的外表面提供所述工件疊層的底表面，并且其中，所述工件疊層包括位于所述第一鋼制工件和第二鋼制工件之間的第三鋼制工件，所述第三鋼制工件具有相對的接合表面，所述相對的接合表面中的一者與所述第一鋼制工件的第一接合表面重疊并面對以建立第一接合界面，所述相對的接合表面中的另一者與所述第二鋼制工件的第二接合表面重疊并面對以建立第二接合界面。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述工件疊層中的至少一個孔通過將預焊激光束引導在所述工件疊層的頂表面處以從所述疊層內排出鋼水而形成。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述預焊激光束具有范圍為從1kW至10kW的功率電平，并且其中，所述預焊激光束的焦點相對于所述工件疊層的頂表面從+50mm至-20mm之間的初始位置移動到在+20mm至-10mm之間的最終位置。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述工件疊層中的所述至少一個孔通過機械鉆孔而形成。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述至少一個孔完全穿透所述工件疊層，使得所述孔在所述工件疊層的頂表面和所述底表面之間延伸并且在所述工件疊層的頂表面和底表面處是敞開的。

8.根據權利要求1所述的方法，其中，所述至少一個孔的直徑范圍為2mm至4mm。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，形成所述至少一個孔包括形成多個孔。

10.根據權利要求1所述的方法，其中，沿著所述束行進圖案使所述焊接激光束前進由具有可傾斜掃描鏡的掃描光學激光頭執行，其運動被協調以使所述焊接激光束相對于所述工件疊層的頂表面的平面移動。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述焊接激光束沿著所述束行進圖案以8m/min至50m/min范圍的行進速度前進。