[发明专利]一种用于铜锰锌焊丝焊接汽车零件的激光钎焊方法

说明书

本发明涉及汽车钎焊技术领域，尤其涉及一种用于铜锰锌焊丝焊接汽车零件的激光钎焊方法，该方法包括以下步骤：使铜锰锌焊丝和汽车零件均与加热电源电连接，将激光发生装置产生的激光光束聚焦到汽车零件的焊缝，在焊缝上形成激光光斑；通过送丝装置将铜锰锌焊丝送入激光光斑内，同时铜锰锌焊丝与汽车零件接触，铜锰锌焊丝在激光能量和电阻热的共同作用下发生熔化，形成熔池；使激光发生装置产生的激光光斑和送丝装置带动铜锰锌焊丝沿焊缝所在轨迹移动进行焊接，在焊接过程中，使用氧气和氩气的混合气体作为保护气体。本发明有利于保持焊缝表面光洁度和附着性，且避免产生大量焊接烟尘，保持汽车零件表面附着性。

技术领域

本发明涉及汽车钎焊技术领域，尤其涉及一种用于铜锰锌焊丝焊接汽车零件的激光钎焊方法。

背景技术

激光钎焊具有焊接速度快，热输入低、焊接变形小，焊缝平整均匀光滑、成形美观等优点，是一种近净成形的先进的材料加工工艺，非常适用于对焊加工时、母材变形量和焊缝美观度有很高要求的汽车外观面，如顶篷、后盖等部位的焊接。目前大多数国际主流汽车厂商均采用激光钎焊来焊接汽车的顶篷、后盖等，使用的焊丝为CuSi3青铜焊丝。CuSi3焊丝强度很高，加工性能也不错，但是耐腐蚀性方面稍显不足。严苛的耐腐蚀性试验表明，在环境酸碱度频繁交替的极限情况下，CuSi3焊丝焊缝上的油漆可能出现脱落的情况。

针对CuSi3焊丝耐腐蚀性不足的问题，一种全新的铜锰锌焊丝被研发出来，用于代替CuSi3焊丝进行汽车顶篷的激光钎焊。铜锰锌焊丝的耐腐蚀性相比CuSi3焊丝有明显改善，其强度也与CuSi3焊丝大致相当，但是液态金属的流动性不佳，且铜锰锌焊丝中的锌元素比较活泼且极易蒸发。导致采用目前CuSi3焊丝的激光钎焊工艺来焊接铜锰锌焊丝容易导致焊缝表面产生凹凸不平的鱼鳞纹，影响焊缝美观，同时由于锌元素的快速蒸发和氧化，导致焊缝产生气孔和强度下降。

因此现有技术中，采用两台激光发生装置增加热熔池热输入的方式使熔池较长时间保持在高温状态，从而改善铜锰锌液态金属的流动性；但由于铜锰锌焊丝中锌元素比较活泼且极易蒸发，增加熔池热输入会引起铜锰锌焊丝中的锌元素快速、大量蒸发，锌元素遇到焊缝两侧的母材后冷却凝固下来，形成大量的焊接烟尘，这些焊接烟尘附着在母材上，会影响母材对油漆的附着性，对汽车零件的耐腐蚀性产生严重影响。

发明内容

本发明的目的是提供有利于保持焊缝表面光洁度和附着性，且避免产生大量焊接烟尘，保持汽车零件表面附着性的一种用于铜锰锌焊丝焊接汽车零件的激光钎焊方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于铜锰锌焊丝焊接汽车零件的激光钎焊方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：使铜锰锌焊丝和汽车零件均与加热电源电连接，将激光发生装置产生的激光光束聚焦到汽车零件的焊缝，在焊缝上形成激光光斑；

步骤2：通过送丝装置将铜锰锌焊丝送入激光光斑内，同时铜锰锌焊丝与汽车零件接触，铜锰锌焊丝在激光能量和电阻热的共同作用下发生熔化，形成熔池；

步骤3：使激光发生装置产生的激光光斑和送丝装置带动铜锰锌焊丝沿焊缝所在轨迹移动进行焊接，在焊接过程中，使用氧气和氩气的混合气体作为保护气体，所述保护气体中氧气的体积含量为0O₂≤5％。

可选的，所述铜锰锌焊丝焊接过程中产生的电阻热为25000～32000J，所述铜锰锌焊丝与加热电源的电连接点到铜锰锌焊丝焊接的一端的长度为铜锰锌焊丝伸长量L，所述送丝装置的送丝速度为V_f，所述铜锰锌焊丝通电电流为I，则有L、V_f和I满足下述关系式：

I²·L/V_f＝25000～32000J。

可选的，所述保护气体中氧气的体积含量为0O₂≤2％。