[发明专利]激光点焊镀层钢的方法

权利要求书

1.一种激光点焊交叠的钢工件的方法，所述方法包括：

提供包括交叠的钢工件的工件叠层，所述工件叠层至少包括第一钢工件和第二钢工件，所述第一钢工件提供所述工件叠层的顶部表面并且所述第二钢工件提供所述工件叠层的底部表面，其中在所述工件叠层中的每对邻近的交叠的钢工件之间建立接合界面，并且其中所述工件叠层中的所述钢工件中的至少一个包括由锌基材料或铝基材料组成的表面镀层；

使激光光束指向所述工件叠层的所述顶部表面，所述激光光束在位于所述顶部表面的平面处的投射截面区域上照射所述顶部表面并且形成钢焊接熔池，所述钢焊接熔池从所述顶部表面朝着所述底部表面穿透到所述工件叠层中；

通过缩减所述激光光束在所述工件叠层的所述顶部表面的所述平面处的所述投射截面区域使所述激光光束在所述工件叠层的所述顶部表面处的辐照度从初始水平增大到高水平，辐照度从所述初始水平到所述高水平的所述增大使所述钢焊接熔池增长并且朝着所述底部表面进一步穿透到所述工件叠层中，激光光束的初始水平在激光点焊过程的早期将表面镀层的锌灼烧和/或氧化成高熔化温度的氧化锌，从而限制汽化并裹挟在熔池中的锌的量；以及

停止所述激光光束的传输以允许所述钢焊接熔池凝固成由再凝固的复合钢材料组成的激光点焊接头，所述再凝固的复合钢材料源自所述工件叠层中的每个所述钢工件，所述激光点焊接头的所述再凝固的复合钢材料与所述工件叠层中的所述接合界面中的每一个相交以将所述钢工件熔焊到一起。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一钢工件具有外部外表面和第一接合表面，并且所述第二钢工件具有外部外表面和第二接合表面，所述第一钢工件的所述外部外表面提供所述工件叠层的所述顶部表面，并且所述第二钢工件的所述外部外表面提供所述工件叠层的所述底部表面，并且其中所述第一和第二钢工件的所述第一和第二接合表面彼此交叠并面对以建立接合界面。

3.如权利要求1所述方法，其中所述第一钢工件具有外部外表面和第一接合表面，并且所述第二钢工件具有外部外表面和第二接合表面，所述第一钢工件的所述外部外表面提供所述工件叠层的所述顶部表面并且所述第二钢工件的所述外部外表面提供所述工件叠层的所述底部表面，并且其中所述工件叠层包括位于所述第一和第二钢工件之间的额外的第三钢工件，所述第三钢工件具有相对的接合表面，所述相对的接合表面中的一个与所述第一钢工件的所述第一接合表面交叠并面对以建立第一接合界面，并且所述相对的接合表面中的另一个与所述第二钢工件的所述第二接合表面交叠并面对以建立第二接合界面。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述工件叠层中的所述钢工件中的每一个包括由锌基材料或铝基材料组成的表面镀层。

5.如权利要求1所述的方法，其中当将所述激光光束的辐照度从初始水平增大到高水平时在所述钢焊接熔池中产生匙孔。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述激光光束的所述初始辐照度水平的范围是从500W/m²到1.0×10⁶ W/m²，并且其中所述激光光束的所述高辐照度水平的范围是从1000 W/m²到1.0×10⁹ W/m²。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述激光光束沿着纵向光束轴线朝着所述顶部表面传播并且还包括定位成沿所述纵向光束轴线相对所述顶部表面在一定距离处的焦点，并且其中增大所述激光光束在所述工件叠层的所述顶部表面处的辐照度包括沿着所述纵向光束轴线移动所述激光光束的焦点以便缩短所述焦点和所述工件叠层的所述顶部表面之间的距离。

8.如权利要求7所述的方法，其中使所述激光光束的焦点和所述工件叠层的所述顶部表面之间的沿所述纵向光束轴线的距离从在-300 mm到300 mm之间减小到在-280 mm到280mm之间。