[發明專利]鍍鋅雙相鋼板的串列雙光束高速激光焊接方法、系統及介質

有效

• 申請號: 202010768436.0
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111958109B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 唐新華;朱正輝;崔海超;蘆鳳桂;徐力棟;張若林
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23K26/12
• 分類號: B23K26/12;B23K26/21;B23K26/60
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種鍍鋅雙相鋼板的串列雙光束高速激光焊接方法、系統及介質，包括：獲取具有Zn鍍層的雙相DP鋼板和非鍍層的雙相DP鋼板，并對表面進行凈化處理；將兩塊經過表面凈化處理的DP鋼板搭接置于工作臺上；把雙光束激光焊接工作頭置于待焊試板上方；激光焊接工作頭前方設有保護氣側吹裝置，調節吹氣口方向指向焊接熔池，并與激光入射方向成45°夾角；根據鋼板厚度組合調整激光焊接工藝參數，完成Zn鍍層DP鋼板與非鍍層DP鋼板搭接接頭的激光焊接。本發明只需調整合適的雙光束激光焊接參數，利用前束激光與試板的相互作用減少焊接過程中Zn蒸汽的影響，前后雙光束相互配合實現高速焊接，消除焊接缺陷，提高接頭強度。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體地，涉及一種鍍鋅雙相鋼板的串列雙光束高速激光焊接方法、系統及介質。尤其地，涉及一種提升鍍鋅雙相鋼板搭接焊縫成形質量和接頭性能的串列雙光束高速激光焊接方法。

背景技術

為實現目前汽車行業對汽車安全性和輕量化的需求，先進高強度鋼在國內外汽車行業得到了廣泛的運用。先進高強鋼性能優異，加工成本低廉，能夠同時滿足汽車安全性和輕量化的需求，其中，鍍鋅雙相(DP)鋼是應用最廣泛的先進高強鋼之一。雙相鋼是一種馬氏體和鐵素體雙相組織的鋼，具有較高的強度和塑性，加工性能好。但焊接過程中焊縫區容易產生較多的馬氏體組織，強度和硬度上升明顯，但塑性下降。

鍍鋅DP鋼廣泛應用在汽車的邊梁、側面構件、橫梁、支柱、底盤加強件、油箱支架及車體的結構件、加強件和防撞件，在車身用材料中位居主要地位，達到了74％。激光焊接是DP鋼構件制造過程中不可缺少的一種關鍵技術，目前主要采用激光搭接焊的方式，這種焊接方式有利于減輕汽車的重量，吸收汽車的振動，同時提高汽車的安全性。Zn鍍層的存在帶來了許多優點，同時也給DP鋼的激光搭接焊帶來了許多難點。

因為Zn的沸點較低，大約907℃，而鋼的熔化溫度較高，大約1500℃，由于焊接過程中的高溫會導致Zn鍍層在上下兩板間的接合面蒸發，產生具有高度壓力的Zn蒸汽。Zn蒸汽的存在會對焊接熔池產生強烈的沖擊，將熔融態的金屬沖出熔池,導致大量飛濺、氣孔等焊接缺陷出現，從而嚴重降低焊接接頭的力學性能。而當焊接速度較快時，由于焊接熱輸入量減少，導致焊接接合面面積較小，沒有足夠大的承載面積，使接頭的力學性能受到影響。

目前對于鍍鋅鋼的激光搭接焊接，想要獲得良好的焊縫成形，一般采用焊前預熱、預留搭接間隙或者降低焊接速度等手段，這些手段工序繁多，且生產效率低下。

針對以上問題，本發明提出了一種在不降低焊接生產效率的前提下，且無需焊前預熱處理，無需預留搭接間隙，可直接對具有Zn鍍層鋼板搭接接頭進行焊接，并獲得成形良好，接頭力學性能合格的激光搭接焊工藝。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于鍍鋅雙相鋼板的串列雙光束激光焊接方法、系統及介質。

根據本發明提供的用于鍍鋅雙相鋼板的串列雙光束激光焊接方法，包括：

步驟1：獲取具有Zn鍍層的雙相DP鋼板和非鍍層的雙相DP鋼板，對兩塊雙相DP鋼板的表面進行凈化處理；

步驟2：將兩塊經過表面凈化處理的雙相DP鋼板搭接置于工作臺上；

步驟3：把雙光束激光焊接工作頭置于待焊試板上方；

步驟4：激光焊接工作頭前方設有保護氣側吹裝置，調節吹氣口方向指向焊接熔池，并與激光入射方向成45°夾角；

步驟5：根據鋼板厚度組合調整激光焊接工藝參數，完成Zn鍍層雙相DP鋼板與非鍍層雙相DP鋼板搭接接頭的激光焊接。

優選的，具有Zn鍍層的雙相DP鋼板厚度為0.8mm～2.0mm。

優選的，所述凈化處理包括：使用丙酮或者無水乙醇對具有Zn鍍層和非鍍層的雙相DP鋼板的表面進行油污清洗，再冷卻風干。