[发明专利]具有Al-Si镀层热成形钢板的双光束激光拼焊方法

说明书

本发明提供了一种具有Al‑Si镀层热成形钢板的双光束激光拼焊方法，首先将两块具有Al‑Si镀层的热成形钢板进行净化处理后放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板间保持零间隙；选择双光束激光器并分别设定每个激光束的工艺参数；以预定的焊接速度完成热成形钢板的拼焊。本发明无需在焊前去除Al‑Si镀层，只需调节适当的双光束激光参数，利用前光束将Al‑Si镀层转化为Fe‑Al金属间化合物，后光束进行焊接，既可降低镀层中Al元素的含量，同时又降低了Al元素在焊缝中的偏析，消除焊缝中的δ铁素体，从而提高焊缝接头的强度和韧性，使焊缝达到母材水平，提高了焊缝的力学性能和生产效率。

技术领域

本发明涉及带有镀层的高强度钢板拼焊技术领域，具体地，涉及一种具有Al-Si镀层热成形钢板的双光束激光拼焊方法。

背景技术

为实现汽车轻量化，超高强度钢正被广泛应用于国内外汽车制造中，其在抗碰撞性能、加工工艺和成本方面具有明显的优势，能够满足减轻汽车重量和提高碰撞安全性能的双重需要。超高强度钢主要应用在车身外面板、车身内面板、保险杠的外面板和加强板、各种抗冲击结构件等。

热成形钢板作为一种典型的超高强汽车用钢，具有极高的强度及延展性。热成形钢板加热前抗拉强度为500～800MPa，延伸率为18～22％；加热成形后则提高至1300～1600MPa，延伸率达6～7％。为防止在900-950℃热成形过程中钢板被氧化，通常将热成形钢板镀以25-30μm的Al-Si镀层，达到防腐蚀、防氧化的效果。然而，由于Al-Si镀层的存在，在热成形钢板的焊接过程中Al-Si镀层熔化后进入焊缝，造成焊缝中Al元素的偏析而形成第二相即高温δ铁素体，从而严重降低焊接接头的力学性能。

为提高具有Al-Si镀层的热成形钢板焊缝质量，在现阶段实际生产过程中，通常采用机械去除或激光烧蚀等方法去除表面的Al-Si镀层，或采用激光填丝焊(添加镍箔等)，但这些方法工序繁多，费时费力，大大降低了生产效率。

从材料学的基本原理出发，焊缝质量很大程度上与Al元素在焊缝及熔合线的偏析有关。为了提高焊接接头的强度，可从降低Al元素的偏析方向寻找解决方案。

针对以上，有必要设计一种无需在焊前去除镀层，可直接对具有Al-Si镀层的热成形钢板进行拼焊，同时又能提高焊缝力学性能，使其热成形后的力学性能达到与母材强度水平相当的激光拼焊方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有Al-Si镀层热成形钢板的双光束激光拼焊方法。

根据本发明提供的一种具有Al-Si镀层热成形钢板的双光束激光拼焊方法，包括以下步骤：

步骤1：取两块具有Al-Si镀层的热成形钢板，对其进行净化处理，准备焊接夹具，待备用；

步骤2：将经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板间保持零间隙；

步骤3：选择双光束激光器，并分别设定每个激光束的工艺参数；

步骤4：按照步骤3中预设的焊接工艺参数，以预定的焊接速度完成热成形钢板的拼焊。

优选地，所述具有Al-Si镀层的热成形钢板厚度为1.0～2.5mm。

优选地，所述净化处理为使用无水乙醇或丙酮对两块具有Al-Si镀层的热成形钢板的表面进行油污清洗，然后冷却风干。

优选地，所述双光束激光器采用具有双光束焊接头的光纤激光器、半导体激光器、二氧化碳激光器中的任一种或任两种激光器。

优选地，所述工艺参数包括：

双光束激光采用串行模式；