[發(fā)明專利]一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011039132.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN112139667A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃蓉蓉;檀財(cái)旺;陳波;吳來軍;宋曉國;馮吉才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號(hào): B23K26/21
• 分類號(hào): B23K26/21;B23K26/70;B23K26/60;B23K37/04
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

1.一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將待焊母材表面清洗；

步驟二：待焊鋼母材的裝夾，采用焊接夾具將待焊鋼母材進(jìn)行準(zhǔn)確的對(duì)接與裝夾，焊接夾具置于行走裝置上方，保持焊接方向與行走裝置運(yùn)動(dòng)方向一致；

步驟三：確定焊接方案，完整待焊鋼母材的裝夾和放置后，采用氣缸作為夾緊裝置，從待焊位置下方施加夾緊力以夾緊工件，激光頭位于待焊母材上方，與下方的變幅桿同軸放置，通過調(diào)節(jié)激光束輸出功率、擺動(dòng)頻率、擺動(dòng)幅度、激光離焦量、超聲輸出功率、振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度、施加壓力、焊接速度、保護(hù)氣流量的參數(shù)控制激光束與超聲的能量輸入；

步驟四：完成上述準(zhǔn)備工作后，打開超聲波發(fā)生器對(duì)待焊鋼母材輸入振動(dòng)能量，待超聲波穩(wěn)定后，同時(shí)打開激光器與行走裝置進(jìn)行焊接，完成焊接過程后，保持超聲振動(dòng)1分鐘，關(guān)閉超聲波發(fā)生器，完成熱沖壓成形鋼的焊接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟一中，對(duì)待焊母材進(jìn)行焊前清理具體為，采用丙酮擦洗待焊母材的表面以去除油污。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟二中，選用的待焊鋼母材厚度為0.5～5mm，其包面帶有預(yù)先制備Al-Si鍍層，其厚度為10～80μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟三中，氣缸夾緊力為0.1～1MPa，氣缸作用與變幅桿使變幅桿緊密接觸與焊接夾具，通過變幅桿將振動(dòng)能量傳遞至工件中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟四中，采用的激光器包括光線激光器、CO₂氣體激光器、YAG固體激光器或半導(dǎo)體激光器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟四中，行走裝置帶動(dòng)待焊工件進(jìn)行移動(dòng)，激光束與變幅桿不沿焊接方向位移以保持激光熱源與超聲能量輸入穩(wěn)定。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟三中，激光束通過內(nèi)部掃描振鏡系統(tǒng)后發(fā)生擺動(dòng)，其掃描形狀包括垂直直線型、水平直線型、“8”字形或圓形。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱沖壓成形鋼超聲輔助擺動(dòng)激光焊接方法，其特征在于：所述步驟三中，激光功率的范圍在1000～5000W，離焦量的范圍在0±10mm，焊接速度的范圍在0.3～3m/min，激光擺動(dòng)頻率的范圍在0～300Hz，激光擺動(dòng)幅度的范圍在0～5mm，超聲輸出功率的范圍在50～300W，振動(dòng)頻率屬于超聲波范圍、振幅為2～30μm，施加壓力為0.1-1MPa，保護(hù)氣為純Ar氣，保護(hù)氣流量為15L/min，保護(hù)氣在激光束后方對(duì)焊縫進(jìn)行保護(hù)。