[發明專利]一種汽車用冷軋鋼板的激光焊接方法及其焊接接頭

有效

• 申請號: 201811075073.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN108838541B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 王曉南;陳夏明;孫茜;易格;陳聰;陳靖雨;胡增榮;張敏;陳長軍
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;B23K26/60;B23K26/70;B23K35/30;B23K37/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

一種汽車用冷軋鋼板的激光焊接方法，具體步驟如下：S1、取兩塊冷軋鋼板，去除表面的油污，準備焊接夾具，待備用；S2、將步驟S1中經過去污處理的兩塊冷軋鋼板以拼接的方式放置于工作臺上并用焊接夾具固定，兩塊冷軋鋼板間存在間隙；S3、在步驟S2中兩塊冷軋鋼板間的間隙中填充錳銅合金焊接填料；S4、選擇激光器，并設定激光器加工參數；S5、采用步驟S4中的激光器照射兩塊冷軋鋼板的拼接處，使拼接處熔化、凝固及冷卻形成高質量的焊縫，完成兩塊冷軋鋼板的焊接。本方法既能充分解決現有技術存在的問題，同時又能提高焊接接頭力學性能，降低焊縫合金化程度和生產成本。

技術領域

本發明涉及超高強度鋼的焊接技術領域，具體涉及一種汽車用冷軋鋼板的激光焊接方法及其焊接接頭。

背景技術

汽車工業的迅猛發展為國民經濟和社會發展發揮了重要作用。但受能源短缺、環境污染等問題的影響，降低能源消耗是汽車產業可持續發展的重要措施。在此背景下，汽車輕量化以及超高強度鋼的應用成為了重要發展方向。

熱成形鋼板作為一種典型的超高強汽車用鋼，其具有極高的材料強度及延展性。一般的高強度鋼板的抗拉強度在400～450MPa左右，而熱成形鋼板加熱前抗拉強度就已達到500～800MPa，加熱成形后則提高至1300～1600MPa，為普通鋼材的3～4倍，其硬度僅次于陶瓷，但又具有鋼材的韌性。熱成形鋼板因其具有極高的機械安全性被廣泛應用于前、后保險杠骨架以及A柱、B柱等重點部位，在發生撞擊時，尤其在正面和側面撞擊時，可有效減少駕駛艙變形，提高了車身的抗碰撞能力和整體安全性，在碰撞中對車內人員會起到很好的保護作用。

由于其在熱成形過程中需要將鋼板加熱至900～950℃保溫5～10min再進行熱沖壓成形獲得零部件，為避免在熱沖壓成形過程中發生表面氧化，需預先在鋼板表面制備Al-Si鍍層。但由于鍍鋁層的存在，但由于鍍鋁層的存在，在焊接過程中Al-Si鍍層熔化進入焊接熔池內，嚴重影響了焊接熔池內的相變過程，致使高溫δ鐵素體保留至室溫，顯著惡化了焊接接頭的力學性能，具體可參見圖2所示，其焊接接頭的掃描電鏡圖中明顯包含有δ鐵素體，所以具有Al-Si鍍層的熱成形鋼板進行拼焊是否成功，取決于熱成形鋼板之間的焊接接頭質量高低。因此實際生產過程中，需通過激光燒蝕或機械打磨的方式去除表面的Al-Si鍍層再進行焊接用于避免Al-Si鍍層帶來的不利影響，但這種方法工序繁多，大大降低了生產效率。

現有專利CN201380001259.1公開了一種拼焊板及其制造方法、以及使用拼焊板的熱沖壓部件，在該專利中提供的制造方法中通過填充含有大量的奧氏體化元素的焊絲，實現帶Al-Si鍍層熱成形鋼激光焊接區域的全馬氏體化。雖然該方法通過大量的奧氏體化元素，如錳和碳，但是填充的焊絲仍含有其他奧氏體化元素，故而并不能明確是何種元素抑制了高溫δ鐵素體的形成，因此不可避免的導致焊縫的過度合金化，提高了生產成本，造成不必要的資源浪費。

針對上述現有技術存在的問題，亟需提出一種新的針對具有Al-Si鍍層的汽車用冷軋鋼板的焊接方法，不但能夠提高焊接接頭力學性能，同時也能降低焊縫合金化程度和生產成本。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種汽車用冷軋鋼板的激光焊接方法，既能充分解決現有技術存在的問題，同時又能提高焊接接頭力學性能，降低焊縫合金化程度和生產成本。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種汽車用冷軋鋼板的激光焊接方法，具體步驟如下：

S1、取兩塊冷軋鋼板，去除表面的油污，準備焊接夾具，待備用；

S2、將步驟S1中經過去污處理的兩塊冷軋鋼板以拼接的方式放置于工作臺上并用焊接夾具固定，兩塊冷軋鋼板間存在間隙；

S3、在步驟S2中兩塊冷軋鋼板間的間隙中填充錳銅合金焊接填料；

S4、選擇激光器，并設定激光器加工參數；