[發明專利]一種用于對接間隙的高強鋼激光電弧復合焊焊接方法

在審

• 申請號: 201910831292.6
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110614438A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 張培磊;劉政君;葉欣;閆華;李紹偉;吳頔
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K26/60;B23K26/14
• 代理公司: 31227 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司
• 代理人: 季申清

本發明公開了一種用于對接間隙的高強鋼激光電弧復合焊焊接方法，其包括以下步驟：S1、將待焊母材的接頭處用150目砂紙打磨去除氧化皮，再清洗干凈；S2、用夾具裝配待焊母材，并使接頭處間隙為0?1.5mm；S3、將MIG焊槍固定在激光器上，并使MIG焊槍的送絲端前置于激光器發出的激光束1?3mm處，其中，激光束垂直于焊接方向，MIG焊槍的焊絲與待焊母材的上表面所呈角度為25?70°；S4、進行復合焊接，并在起始階段使激光焊接與MIG電弧焊接的維持時間為0.1s。本發明具有焊接熔深大，焊接速度快、工件變形小，裝配要求低、熔池搭橋能力強，焊接質量高，焊縫性能好，易于實現自動焊等優點。

技術領域

本發明涉及焊接方法技術領域，尤其涉及一種用于對接間隙的高強鋼激光電弧復合焊焊接方法。

背景技術

隨著汽車工業輕量化的不斷發展，高強鋼因兼具低質量，高強度，高延展率，高變形吸收功等優點對于汽車輕量化做出了巨大貢獻。在環境保護方面，盡管出現了鋁、鎂、碳纖維等替代性汽車材料，但從生產、使用、報廢回收的整個生命周期來看，鋼材的二氧化碳排放量是最低的；在安全性能方面，在同等沖擊碰撞條件下，鋼質車底盤強韌性比鋁合金等其他材料有著更好的沖擊吸收功及變形吸收功，在很大程度上保證了使用者的生命安全；在材料加工性方面，鋼材有著較好的塑韌性和焊接性，鋁合金等材料普遍加工性能較差，塑韌性低，焊接性差，對加工生產條件要求嚴格；所以鋼材具有其他材料不可比擬的競爭優勢，未來10至20年高強鋼將是汽車制造的主導材料。

激光焊接有著能量集中且易于控制，熱影響區較窄，熔深較大，焊接速度較快，焊后殘余應力小變形小等諸多優點，但其間隙容忍度差，一旦間隙大于光斑尺寸將導致無法施焊，這就要就在實際生產中使用受到很大限制；MIG電弧焊有著較大熔寬，單道焊可適應一定間隙，但其焊接速度很慢，且熔深較淺，能量較為發散，焊后變形較大，在實際生產效率比較低。

激光-MIG電弧復合焊兼顧激光焊的大熔深、MIG電弧的大熔寬等互補式的優點，在工業生產中得到了一定應用。一般情況下激光在前，電弧在后，可實現較好的工藝性能，但在大間隙(間隙尺寸大于激光光斑)的情況下，同樣受到限制。

發明內容

本發明主要是解決現有技術中所存在的技術問題，從而提供一種適用于大間隙、焊接質量好的用于對接間隙的高強鋼激光電弧復合焊焊接方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

本發明提供的用于對接間隙的高強鋼激光電弧復合焊焊接方法，其包括以下步驟：

S1、將待焊母材的接頭處用150目砂紙打磨去除氧化皮，再清洗干凈；

S2、用夾具裝配所述待焊母材，并使接頭處間隙為0-1.5mm；

S3、將MIG焊槍固定在激光器上，并使所述MIG焊槍的送絲端前置于激光器發出的激光束1-3mm處，其中，所述激光束垂直于焊接方向，所述MIG焊槍的焊絲與所述待焊母材的上表面所呈角度為25-70°；

S4、進行復合焊接，并在起始階段使所述激光焊接與MIG電弧焊接的維持時間為0.1s。

進一步地，所述步驟S3之前包括步驟:

S30、根據待焊母材的材質選擇MIG焊槍所用的焊絲，所述焊絲為普通焊絲或表面鍍銅高強鋼焊絲，當使用普通焊絲時，對普通焊絲進行除油、酸洗和烘干的焊前處理。

進一步地，所述激光器輸出功率為2-5kW，激光光斑直徑0.4mm-0.6mm，激光離焦量為0mm，焊接速度為2.0m/min-5.0m/min；

進一步地，所述MIG焊槍的焊絲直徑為1.2mm，焊絲的通電電流為100-180A，電弧電壓為16-30V，送絲速度為4.5-20.0m/min。