[发明专利]激光焊接铝坯料

说明书

公开了焊接部件及其制造方法。焊接部件可以包括具有形成对接接头的相应的第一边缘和第二边缘的第一金属工件(202)和第二金属工件(204)。焊接部件可以进一步包括第一激光焊缝(208a)和第二激光焊缝(208b)，第一激光焊缝在第一金属工件和第二金属工件的一侧上连接第一边缘和第二边缘，第二激光焊缝在第一金属工件和第二金属工件的另一个相对侧上连接第一边缘和第二边缘。一些示例部件可以具有激光焊缝，激光焊缝结合，以延伸穿过对接接头的整个深度，并在第一激光焊缝与第二激光焊缝之间形成重叠区(212)。在一些示例中，第一激光焊缝和第二激光焊缝可以形成有基本上为零的大孔隙率。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月7日提交的申请序列号为62/555,339的美国临时专利的优先权，其全部内容通过引用明确合并于此。

技术领域

本公开涉及金属薄板坯料的焊接，更具体地，涉及由铝基材料制成的金属薄板坯料的焊接。

背景技术

金属部件或工件可以使用激光焊接工艺连接。激光焊接对于连接相对较大的板材特别方便，例如，如用在汽车或其他车辆应用中的板材，而其他连接工艺可能不方便。特别是当通过减小部件某些区域的厚度来减少部件的重量时，需要连接不同厚度的板材。

在对焊接组件执行成形操作时，具有焊接组件的金属部件可能容易发生故障。例如，在两个金属薄板坯料焊接在一起并随后冲压时，冲压所需的特征而不在焊缝或紧邻的金属薄板中产生裂纹或其他不希望的方面，这可能是具有挑战性的。由于激光焊接工艺的热量可能导致金属薄板坯料的材料性能退化，因此这种不希望的方面在由铝材料形成的金属薄板坯料中特别普遍。

因此，需要激光焊接金属部件的改进的方法。

发明内容

根据一个方面，焊接部件可以包括具有第一边缘的第一金属工件和具有第二边缘的第二金属工件，第一边缘定位为邻近第二边缘，以在第一金属工件与第二金属工件之间形成对接接头。第一金属工件或第二金属工件中的至少一个可以由铝基材料形成。焊接部件可以进一步包括第一激光焊缝，第一激光焊缝在第一金属工件和第二金属工件的一侧上连接第一边缘和第二边缘，其中第一激光焊缝包括来自第一金属工件和第二金属工件的材料。焊接部件还可以包括第二激光焊缝，第二激光焊缝在第一金属工件和第二金属工件的与所述一侧相对的另一侧上连接第一边缘和第二边缘，其中第二激光焊缝包括来自第一金属工件和第二金属工件的材料。第一激光焊缝和第二激光焊缝可以结合，以延伸穿过对接接头的整个深度，并在第一激光焊缝与第二激光焊缝之间形成重叠区。

在另一个方面中，焊接部件可以包括具有第一边缘的第一金属工件和具有第二边缘的第二金属工件，第一边缘定位为邻近第二边缘，以在第一金属工件与第二金属工件之间形成对接接头。第一金属工件或第二金属工件中的至少一个可以由铝基材料形成。焊接部件可以进一步包括第一激光焊缝，第一激光焊缝在第一金属工件和第二金属工件的一侧上连接第一边缘和第二边缘，其中第一激光焊缝包括来自第一金属工件和第二金属工件的材料。焊接部件还可以包括第二激光焊缝，第二激光焊缝在第一金属工件和第二金属工件的与所述一侧相对的另一侧上连接第一边缘和第二边缘，其中第二激光焊缝包括来自第一金属工件和第二金属工件的材料。在该示例中，第一激光焊缝和第二激光焊缝可以形成有基本上为零的大孔隙率。

根据另一个方面，制造焊接部件的方法包括：将第一金属工件的第一边缘定位为邻近第二金属工件的第二边缘，以形成对接接头，其中第一金属工件或第二金属工件中的至少一个由铝基材料形成。示例方法进一步包括：从第一金属工件和第二金属工件的一侧焊接第一边缘和第二边缘，以产生第一激光焊缝，其中第一激光焊缝包括来自第一金属工件和第二金属工件的材料。所述方法还可以包括从第一金属工件和第二金属工件的另一个相对侧焊接第一边缘和第二边缘，以产生第二激光焊缝，其中第二激光焊缝包括来自第一金属工件和第二金属工件的材料。第一激光焊缝和第二激光焊缝可以结合，以延伸穿过对接接头的整个深度，并在第一激光焊缝与第二激光焊缝之间形成重叠区。