[发明专利]一种用于镀锌钢的激光焊接方法

说明书

本发明公开了一种用于镀锌钢的激光焊接方法，其特征在于：对待焊接金属薄板进行表面净化处理，再将其搭接置于工作台，并使用夹持工具夹紧，然后，先沿类正弦曲线在焊点位置的中心进行焊接，再沿圆周状螺旋线在焊点位置的周边进行焊接，逐步完成对待焊接金属薄板的点焊，所述圆周状螺旋线所在的焊接路径将类正弦曲线所在的焊接路径包围住，所述类正弦曲线的振幅沿圆周变化，所述圆周状螺旋线设置为以圆为中心线，基圆绕所述中心线螺旋延伸而形成的一个二维曲线。相对于现有技术，本发明可以很好控制低沸点的镀锌涂层造成的飞溅和焊接气孔，获得性能良好的焊接接头。

技术领域

本发明属于焊接方法的技术领域，涉及一种用于镀锌钢的激光焊接方法。

背景技术

在智能及快速加工的时代大背景下，激光加工由于其对自动化生产线的适应性得到大量应用。在远程焊接中，激光束由振镜扫描系统引导至待加工件上，当系统处于“on-the-fly”工作模式下时，即扫描系统借由行走机构或者工业机器人等移动，扫描系统的工作效率还可以进一步提高。

由于对腐蚀性的要求，汽车工业中经常使用涂层金属板，例如镀锌钢板。大多数情况下，涂层具有较低的沸点，远低于金属板材料的熔点，例如镀锌钢板中，金属锌的沸点为906℃而铁的熔点为1538℃，当激光被引导至工件上时，锌突然汽化，若锌蒸汽不能及时排出将导致焊接缺陷，如穿孔、飞溅、气孔等。

远程焊接中，激光工作头与焊接部件通常隔开较大的距离，通常都大于0.2m，同时激光束处于快速运动中，这使得能有效解决焊接缺陷问题中填丝工艺难以实现。公开号为“CN 101695790”和“CN 103128444 A”的发明专利公开了镀锌钢板的激光搭接焊接方法，其中在待焊镀锌钢板之间设置用于排除锌蒸汽的间隙，在一定程度上解决了焊接气孔问题，但是该方法存在如下问题：预先设置一致的间隙在实际装配时存在操作难度，同时增大的间隙需要更大的激光功率输入来增大熔融金属的量，也增加了激光焊接工艺参数匹配的难度。

公开号为“CN 107953032 A”和“CN 107949453 A”的发明专利公开了镀锌钢的激光搭接焊接方法，其中利用远程激光摆动扫描和使用双束激光取代传统的线型焊接方法，通过改变热源加载方式使线能量分布发生变化，调节熔池冷却速度，在一定程度上解决了焊接气孔问题，但是该方法存在如下问题：以摆动曲线取代传统线型焊接的方法会导致咬边的问题；双束焊对激光前后束的匹配程度要求高。

发明内容

本发明提供了一种用于镀锌钢的激光焊接方法，达到调节能量输入均匀化，调节熔池冷却速度的目的，借助封闭的外圈焊接路径均匀化了圆形焊点边缘的能量输入，解决了咬边问题，借助类正弦曲线的内部焊接路径增大重熔面积，起到了调节熔池冷却速度的作用，增加了气孔从熔池中逸出的几率，大大减少了焊点的孔隙率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于镀锌钢的激光焊接方法，对待焊接金属薄板进行表面净化处理，再将其搭接置于工作台，并使用夹持工具夹紧，然后，先沿类正弦曲线在焊点位置的中心进行焊接，再沿圆周状螺旋线在焊点位置的周边进行焊接，逐步完成对待焊接金属薄板的点焊，所述圆周状螺旋线所在的焊接路径将类正弦曲线所在的焊接路径包围住，所述类正弦曲线的振幅沿圆周变化，所述圆周状螺旋线设置为以圆为中心线，基圆绕所述中心线螺旋延伸而形成的一个二维曲线。

进一步，同一焊点中的所述类正弦曲线所在的焊接路径与所述圆周状螺旋线所在的焊接路径不接触，相邻焊点之间留有间隙。

进一步，所述类正弦曲线的振幅所在圆周的半径记为R，所述圆周状螺旋线的中心线所在圆周的半径记为L，所述基圆的半径记为C，则满足R＝L-C。

进一步，所述类正弦曲线的直角坐标方程式设置为，

y＝v′t-R