CN102500936A - 高强钢电阻与激光组合点焊焊接方法 - Google Patents
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Abstract
高强钢电阻与激光组合点焊方法，属于焊接领域。所述焊接步骤为：a、首先将试件用电阻点焊进行焊接；b、然后在电阻点焊焊核周围进行不同轨迹的激光焊接。电阻与激光组合点焊焊接方法的应用：高强钢在汽车工业中的应用都是单独的电阻点焊或者激光点焊焊接方法。本发明采用了将电阻点焊和激光点焊组合的焊接方法方法，既保证了电阻点焊在较小电流范围内不易产生飞溅，而且电阻点焊消除了两板间隙，同时为激光焊接起到夹具的作用。
Description
技术领域
本发明公开了一种电阻与激光组合点焊焊接方法，具体的说是高强钢的电阻与激光组合点焊方法，属于高强钢应用焊接领域。
背景技术
通常把抗拉强度大于340MPa或者屈服强度大于210MPa的钢划分为高强钢。现有技术中，有关高强钢在汽车领域中只有电阻点焊或者激光点焊的单独焊接方法。高强钢的电阻点焊或者激光点焊存在以下主要缺点：
1、由于超高强度钢的特殊物理化学属性，电阻点焊中焊接过程较难控制，会出现如焊接窗口狭窄、飞溅严重等问题。
2、激光焊聚焦光斑小，对冲压结构件的装配要求很高，在进行激光点焊时，必须有一套专门的工件加压装置，当激光焊接完成时才可以卸载压力。
激光焊接由于具有快的加热和冷却速度，具有窄的热影响区，会对焊接热影响区的晶粒粗化造成约束，也会淡化热影响区的软化现象，激光焊接技术的特点决定了它在汽车制造业中具有非常广泛的应用前景，尤其适合于强度级别较高的钢种焊接。但是激光焊接由于其自身焊接的局限性和焊接夹具在焊接时的位置限制，如何保证激光点焊在高强钢的焊接的应用是提高高强钢焊接质量研究的重要内容。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对在高强钢在汽车中的焊接中问题，将电阻点焊和激光点焊组合焊接获得良好的焊接接头。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案。
高强钢电阻与激光组合点焊方法，所述焊接步骤为：
a、首先将试件用电阻点焊进行焊接，电阻点焊焊核将焊件进行固定并消除间隙以利于激光焊接；
b、然后在电阻点焊焊核周围进行激光焊接。
其中所述的电阻与激光组合点焊方法两个步骤，首先是电阻点焊消除板间隙且固定，然后在电阻焊核周围进行激光焊接。
上述的电阻点焊焊核直径为5-8毫米。
其中所述的高强钢电阻与激光组合点焊方法激光焊接轨迹为圆形、方形、两条直线。
其中所述的电阻与激光组合点焊方法中激光焊接熔核与电阻焊核的距离在0-10毫米之间。
相对于现有技术而言，本发明具有以下优点：
1、高强钢电阻与激光组合点焊方法的应用：由于高强钢普通的点焊方法本身具有局限性，电阻点焊焊接过程不易控制，容易产生各种焊接缺陷，而激光点焊焊接又需要精确的焊接夹具，由于高强钢的屈服强度极大，焊接夹具的加压装置需提供很大的压力保证装配精度。应用本发明的电阻与激光组合点焊方法，其中电阻点焊焊核既提供了激光焊接的固定装置，又消除了两板之间的间隙，本发明技术解决了上述单独焊接方法的焊接问题而且保证的焊接质量。
2、高强钢组合点焊方法相对单独的电阻点焊和激光点焊方法大大提高了焊接接头的拉剪力，最大拉剪力分别最大提高131％和48％。组合点焊方法焊接接头的十字拉伸力能达到12KN，大大提高了焊接接头抗拉性能。组合点焊方法焊接接头的断裂吸收能也得到大大提高。
3、高强钢单独电阻点焊方法得到的焊接接头焊核处为粗大的马氏体组织，组合点焊方法得到的焊接接头中电阻点焊焊核处为高温回火组织，相对于原来粗大马氏体塑性、韧性大大提高。
附图说明
图1为本发明激光轨迹为圆形的电阻与激光组合点焊焊接示意图。
图2为本发明激光轨迹为方形的电阻与激光组合点焊焊接示意图。
图3为本发明激光轨迹为两条直线的电阻与激光组合点焊焊接示意图。
图4为本发明激光轨迹为不规则图形的电阻与激光组合点焊焊接示意图。
图5为本发明电阻与激光组合点焊焊接接头宏观示意图及各个尺寸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对于本发明作进一步的说明
为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实例及附图对电阻与激光组合点焊方法在高强钢中的应用做进一步的叙述。
本发明揭示的焊接技术为将电阻点焊和激光点焊组合在一起，获得了良好的高强钢的焊接接头。
该技术采用NIMAK机器人X型点焊钳，配备SCM 012伺服压力控制器及HWI 2008中频逆变电源控制器。slab CO2激光器，功率：3500W，双层喷嘴，内层：氦8L/Min；外层：氩10L/Min，离焦量：300。
a 将试件用电阻点焊进行焊接，电阻点焊焊核直径为5mm-8毫米之间；
b 将电阻点焊接头的电阻焊核周围用激光进行二次焊接。激光焊接轨迹形式为圆形或方形或两条直线或不规则图形，见附图1-4，并改变激光轨迹尺寸和激光焊接速度。
电阻点焊后得到了激光焊接所需要的两板间隙，无需专门的激光焊接夹具，大大简化了焊接过程。
高强钢电阻点焊焊核直径和激光焊接参数是决定组合点焊接头力学性能的最主要的因素。高强钢组合点焊方法相对单独的电阻点焊和激光点焊方法大大提高了焊接接头的拉剪力，最大拉剪力分别最大提高131％和48％。组合点焊方法焊接接头的十字拉伸力能达到12KN，大大提高了焊接接头抗拉性能。组合点焊方法焊接接头的断裂吸收能也得到大大提高。
高强钢单独电阻点焊方法得到的焊接接头焊核处为粗大的马氏体组织，组合点焊方法得到的焊接接头中电阻点焊焊核处为高温回火组织，相对于原来粗大马氏体塑性、韧性大大提高。
高强钢电阻与激光组合点焊接头可参见附图5。
电阻点焊焊核直径D，激光熔核和电阻熔核之间的距离t1，激光熔宽t2，激光点焊焊核内外侧直径分别为d1和d2。通过调整以上尺寸可以获得综合力学性能良好的焊接接头。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的包围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.高强钢电阻与激光组合点焊方法，其特征在于，所述电焊方法的步骤为：
a、首先将试件用电阻点焊进行焊接，电阻点焊焊核将焊件进行固定并消除间隙以利于激光焊接；
b、然后在电阻点焊焊核周围进行激光焊接。
2.根据权利要求1所述的高强钢电阻与激光组合点焊方法，其特征在于：
所述的电阻点焊焊核直径在5-8毫米范围内，且焊接无焊接飞溅产生。
3.根据权利要求1所述的高强钢电阻与激光组合点焊方法，其特征在于：
激光焊接轨迹为圆形或方形或两条直线。
4.根据权利要求1所述的高强钢电阻与激光组合点焊方法，其特征在于：
激光焊接熔核与电阻焊核的距离在0-10毫米之间。
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