[實用新型]一種零間隙鍍鋅鋼板疊接接頭激光焊接系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN208195931U
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 王志軍;張明軍;張云;謝志州;李河清;胡宏偉;張英哲
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/14;B23K26/12;B23K26/08;B23K26/70;B23K101/18;B23K103/04
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本實用新型涉及一種零間隙鍍鋅鋼板疊接接頭激光焊接系統(tǒng)，其特征在于：步驟1、提供需要疊接焊接的第一工件與第二工件；步驟2、將第一工件和第二工件上下垂直疊接并夾緊；步驟3、提供激光自熔焊接系統(tǒng)；步驟4、提供激光填絲焊接系統(tǒng)，激光填絲焊接系統(tǒng)中第二激光焊接頭、送絲頭與第一激光焊接頭在焊接方向上串行成列設置；步驟5、啟動激光自熔焊接系統(tǒng)，第一激光焊接頭聚焦形成的高能量激光束垂直輻照第一工件表面；步驟6、啟動激光填絲焊接系統(tǒng)，第二激光焊接頭、送絲頭沿著第一激光焊接頭的軌跡進行填絲焊接，完成焊接過程。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型具有良好的焊接效果，且工藝簡單。

技術領域

本實用新型涉及一種激光焊接領域，尤其涉及一種零間隙鍍鋅鋼板疊接接頭激光焊接系統(tǒng)。

背景技術

鍍鋅鋼眾多的優(yōu)良性能，尤其是其優(yōu)良的防腐蝕性能和經(jīng)濟效益，使得其在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位。各種類型的鍍鋅板材在汽車制造、建筑、通風和供熱設施以及家具制造等領域得到廣泛的應用。

然而，因鍍鋅鋼中鋅層的存在，使得鍍鋅鋼的焊接工藝性大大降低。原因是在鍍鋅鋼的焊接過程中，鍍層鋅和基體鋼物理特性的極大差異(鍍鋅層鋅的熔點是420℃，沸點是907℃，遠低于基體鐵的熔點是1300℃)，鍍層鋅的氣化先于基體鋼的熔化。目前，鍍鋅鋼的主要焊接工藝有三種：電阻點焊、電弧焊和激光焊接。對電阻點焊而言，由于鍍鋅層的存在，焊接時電極易于鋅層合金化，降低電極的壽命。而采用電弧焊接鍍鋅鋼時，由于鋅的低沸點，在電弧剛接觸到鍍鋅層時，鋅迅速氣化，產(chǎn)生的鋅蒸氣向外噴射，很容易使焊接產(chǎn)生熔渣粒子、氣孔、飛濺、未熔合及裂紋等焊接缺陷，電弧的穩(wěn)定性也因此受到影響，焊接質量下降，同時焊接過程中還會產(chǎn)生大量煙霧粉塵。另外，由于電弧焊的焊縫寬度較大，且熱輸入量大，鍍層鋅的大量氣化降低了鍍鋅鋼焊縫處的抗腐蝕性能。鍍鋅鋼疊接接頭采用激光焊接時，同樣存在鍍鋅層的氣化，以及表面飛濺、焊接氣孔等缺陷。

為此，公開號為“CN 102233481 B”、“CN 102120288 B”和“US8692152 B2”的發(fā)明專利公開了鍍鋅鋼板的激光搭接焊接方法，其中采用高功率大光斑激光束高速焊接鍍鋅鋼板，在從激光照射點向后方延伸的熔融池內(nèi)，形成細長孔，從而由激光照射產(chǎn)生的金屬蒸氣通過細長孔向激光行進方向后方并在朝向激光照射源的方向上排出，在一定程度上解決了激光焊接鍍鋅板搭接接頭焊縫飛濺、針孔和氣泡眼等焊接缺陷問題，但是該技術方案仍舊存在以下問題：該方法中通過高功率激光和極快的焊接速度形成的細長小孔，實際焊接中難以控制，且高功率激光光源成本大幅提高。

公開號為“CN 102451955 B”、“CN 101695790 B”和“JP61-74793A”的發(fā)明專利公開了鍍鋅鋼板的激光搭接焊接方法，其中利用間隔物或者水平差距，在將經(jīng)受搭接焊接的鍍鋅鋼板之間設置用于排出鋅蒸氣的間隙，在一定程度上解決了激光焊接鍍鋅板搭接接頭焊縫飛濺和氣孔等焊接缺陷問題，但是該技術方案仍舊存在以下問題：該方法中通過預先設置搭接板之間的間隙，在實際操作中，難以保持一致的間隙，如此增加了激光焊接工藝參數(shù)的匹配選擇難度。

公開號為“US6479168 B2”、“US20080035615 A1”、“US7329828 B2”和“CN101508058 B”的發(fā)明專利公開了鍍鋅鋼板搭接激光焊接方法，其中在鋼板搭接面之間放置Cu、Al、Zn/Al和Al-Sn等金屬箔，利用合金元素與鋅的冶金反應降低鋅蒸氣對焊接過程的影響，在一定程度上解決了激光焊接鍍鋅板搭接接頭焊縫飛濺和氣孔等焊接缺陷問題，但是該技術方案仍舊存在以下問題：預置金屬箔增加了工藝復雜性，且預置的合金元素會帶來新的焊接問題，如氧化、接頭軟化、耐蝕性降低等。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是解決目前零間隙鍍鋅鋼板疊接接頭激光焊接過程中鋅層劇烈蒸發(fā)，焊接過程極不穩(wěn)定，易出現(xiàn)焊接表面飛濺、氣孔等缺陷的問題。

本實用新型提供一種零間隙鍍鋅鋼板疊接接頭激光焊接系統(tǒng)，包括如下步驟。