CN104023900A - 具有沿假想的闭合曲线排列的至少三个激光焊接熔核的焊接结构及相应的激光焊接方法 - Google Patents
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Abstract
在多个钢板(10)之间的接合部处所形成的焊接部(1)由沿假想的闭合曲线(12)排列的多个熔核(11)形成,并且当钢板(10)中最薄的钢板(10)的厚度用t表示时,每个熔核(11)的直径d为3√t以下并且在相邻熔核之间的间距p为2d以上但不大于5d,并且所述熔核的数量为3个以上。
Description
技术领域
本申请涉及具有通过激光焊接而接合的多个钢板的焊接结构的技术,以及激光焊接的方法(激光焊接方法)。
背景技术
使用激光的焊接方法(激光焊接方法)由于它的优势而广泛地用作用于接合叠置的钢板的焊接方法之一。例如,激光焊接不太可能导致变形,能够高速焊接,且造成留有较少的热影响区。激光焊接方法典型地通过沿直线对准激光束来形成焊接部。
已经对该方法指出了问题。例如,当按照该方法成直线地形成焊接部时,易于出现应力集中,从而在焊接部的相对端部处造成缺陷,结果导致很难确保焊接部的稳定质量。为了改善该问题,已经提出激光焊接方法来形成具有各种形状的焊接部。
其中一种这样的方法是使焊接部形成类似C的形状(以下,称为“C形焊接部”)的激光焊接方法。当使用该激光焊接方法时,通过形成C形焊接部可以缓解应力集中,使得焊接部的曲线部位于应力易于集中的焊接范围的相对端部处,而焊接部的相对端部位于较少受外力影响(换句话说,较少有助于增强焊接强度)的端部之间的中间部。然而,如此形成的C形焊接部的强度并不大于通过传统的激光焊接方法所形成的具有与C形焊接部的直径相似的直径的环形或圆形焊接部的强度。
再例如,有使焊接部形成回路形(以下,称为“回路形焊接部”)或螺旋形(以下,称为“螺旋形焊接部”)的激光焊接方法(例如,参见公开号为2000-145450(JP-2000-145450A)日本专利申请和公开号为2004-98122(JP-2004-98122A)的日本专利申请)。这种类型的激光焊接方法也以与在C形焊接部同样的方式来缓解在所形成的回路形或螺旋形焊接部中的应力集中。然而,如同前述的C形焊接部,回路形或螺旋形焊接部的强度,不大于通过传统激光焊接方法所形成的具有与回路形或螺旋形焊接部的直径相似的直径的环形或圆形焊接部的强度。
再例如,有使焊接部形成由彼此相对安置的两个C构成的形状(以下,称为“双C形焊接部”)的激光焊接方法(例如,参见公开号为2009-233712(JP-2009-233712A)的日本专利申请)。这种类型的激光焊接方法也以与在前述C形焊接部同样的方式来缓解所形成的双C形焊接部中的应力集中。此外,在该激光焊接方法中,焊接部形成由彼此相对安置的两个C构成的形状,由此,省略了较少受外力影响(换句话说,较少有助于增强焊接强度)的中间部的焊接,结果引起了生产率的增大。然而,如同前述的C形焊接部,这种双C形焊接部的强度并不大于通过传统的激光焊接方法所形成的具有与双C形焊接部的直径相似的直径的环形或圆形焊接部的强度。
还再如,有将由沿假想的闭合曲线以定间距排列的多个熔核所形成的焊接部形成圆(以下,称为“熔核焊接部”)的激光焊接方法(参见公开号为2001-62575(JP-2001-62575A)的日本专利申请)。在由这种激光焊接方法所形成的焊接部中,熔核受外力影响,有些熔核无应力集中。因此,熔核焊接部提供稳定的质量。在JP-2001-62575A中所述的激光焊接方法中,尽管限定了熔核的直径与间距之比,但并没有限定直径和间距的具体值。与通过传统的激光焊接方法所形成的具有与熔核焊接部的闭合曲线的直径相似的直径的环形或圆形焊接部相比较,熔核焊接部有时但不总是提供相等或更高的强度。
发明内容
本发明提供具有通过激光焊接所接合的多个钢板的焊接结构,以及用于激光焊接的焊接方法(激光焊接方法)。形成由在假想的闭合曲线上以定间距排列的多个熔核所形成的焊接部,使得所述焊接部恒定地具有与通过传统的激光焊接方法所形成的具有等于所述闭合曲线直径的相似的直径的环形或圆形焊接部强度相等或更高的强度。
本发明的第一方案涉及一种焊接结构。所述焊接结构包括多个钢板,各所述钢板通过激光焊接接合到至少另一个钢板。所述多个钢板包括焊接部。所述焊接部在所述钢板接合至另一个钢板的接合部处形成。所述焊接部由多个熔核形成。所述多个熔核沿假想的闭合曲线排列。当所述多个钢板中最薄的钢板的厚度用t表示、熔核的直径用d表示并且在相邻熔核之间的间距用p表示时,d为3√t以下并且p为2d以上但不大于5d,并且所述熔核的数量为3个以上。
在上述焊接结构中,包含形成所述焊接部的全部熔核的区域可以是经熔融加工的,且所述区域可以由在所述闭合曲线的内侧上沿所述闭合曲线形成的假想内曲线和在所述闭合曲线的外侧上沿所述闭合曲线形成的假想外曲线所包围。
在上述焊接结构中,所述多个钢板可以彼此叠置。
本发明的第二方案涉及一种用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法。所述激光焊接方法包括在每一个所述钢板接合到至少另一个钢板的接合部处形成焊接部。所述焊接部由多个熔核形成。所述多个熔核沿假想的闭合曲线排列。当所述多个钢板中最薄的钢板的厚度用t表示、所述熔核的直径用d表示并且在相邻熔核之间的间距用p表示时,d为3√t以下并且p为2d以上但不大于5d。所述熔核的数量为3个以上。
上述激光焊接方法可以进一步包括熔融加工区域,所述区域由在所述闭合曲线的内侧上沿所述闭合曲线形成的假想内曲线和在所述闭合曲线的外侧上沿所述闭合曲线形成的假想外曲线所包围,并且所述区域包含形成所述焊接部的全部熔核。
本发明提出以下所述的优势。依照本发明的方案的焊接结构和激光焊接方法能够形成由在假想的闭合曲线上以定间距排列的多个熔核所形成的焊接部,所述焊接部总是具有与通过传统的激光焊接方法所形成的具有与闭合曲线的直径相似的直径的环形或圆形的焊接部强度相等或更高的强度。
附图说明
以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业上的重要性,在附图中相同的附图标记表示相同的元件,且在附图中:
图1A是示出通过依照本发明的实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的平面图;
图1B是示出沿图1A中的箭头A1-A1方向所观察到的通过依照本发明的实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的剖视图;
图2A是示出形成熔核的方法,并示出通过定点成形方法形成熔核的状态的立体图;
图2B是示出形成熔核的方法,并示出通过扫描成形方法形成熔核的状态的立体图;
图2C是示出形成熔核的方法,并示出通过填充成形方法形成熔核的状态的立体图;
图2D是示出形成熔核的方法,并示出通过螺旋成形方法形成熔核的状态的立体图;
图3是用点和连续线示出通过依照本发明的第一实施例的激光焊接方法所形成的熔核的半径和硬度之间关系的曲线图;
图4是用点和连续线示出通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的焊接间距和在形成熔核组的区域中有缺陷的ED的百分比之间关系的曲线图;
图5是用点和连续线示出通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的焊接间距和相对于通过传统的激光焊接方法所形成的具有与该熔核组的直径相似的直径的圆形熔核的剥离强度的剥离强度之比之间关系的曲线图;
图6是用点和连续线示出通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的直径和强度之间关系的曲线图;
图7A是用点和连续线示出经过时间和施加至通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的冲击载荷或冲击载荷的加速度之间关系的曲线图,沿剪切方向(更具体地,沿正交于钢板的厚度方向的方向;以下同样适用)施加冲击载荷;
图7B是用点和连续线示出经过时间和施加至通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的冲击载荷或冲击载荷的加速度之间关系的曲线图,沿剥离方向(更具体地,沿钢板的厚度方向;以下同样适用)施加冲击载荷;
图8A是用点和连续线示出经过时间和施加至通过激光焊接方法所形成的具有与图7中的熔核组的直径相似的直径的单一圆形熔核的冲击载荷或冲击载荷的加速度之间关系的曲线图,沿剪切方向施加冲击载荷;
图8B是用点和连续线示出经过时间和施加至通过激光焊接方法所形成的具有与图7中的熔核组的直径相似的直径的单一圆形熔核的冲击载荷或冲击载荷的加速度之间关系的曲线图,沿剥离方向施加冲击载荷;
图9A用点和连续线示出经过时间和施加至通过传统的点焊方法所形成的具有与图7中的熔核组的直径相似的直径的单一圆形熔核的冲击载荷或冲击载荷的加速度之间关系的曲线图,沿剪切方向施加冲击载荷;
图9B是用点和连续线示出经过时间和施加至通过传统的点焊方法所形成的具有与图7中的熔核组的直径相似的直径的单一圆形熔核的冲击载荷或冲击载荷的加速度之间关系的曲线图,沿剥离方向施加冲击载荷;
图10A是用点和连续线示出通过依照第二实施例的激光焊接方法所所形成的圆形熔核组的熔核数量和抗载荷强度之间关系的曲线图,对于熔核组的每一个排列方向(即,对于排列熔核组的每一个方向),沿剪切方向施加载荷;
图10B是用点和连续线示出通过依照第二实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的熔核数量和抗载荷强度之间关系的曲线图,对于熔核组的每一个排列方向,沿剥离方向施加载荷;
图11A是用点和连续线示出通过依照第二实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的直径和抗载荷强度之间关系的曲线图,对于熔核组的每一个排列方向,沿剪切方向施加载荷;
图11B是用点和连续线示出通过依照第二实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的直径和抗载荷强度之间关系的曲线图,对于熔核组的每一个排列方向,沿剥离方向施加载荷;
图12A是用点和连续线示出当沿剪切方向施加载荷时,施加至通过依照第二实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的载荷和用熔核组所焊接的多个钢板的移动距离之间关系的曲线图;
图12B是用点和连续线示出当沿剥离方向施加载荷时,施加至通过依照第二实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的载荷和用熔核组所焊接的多个钢板的移动距离之间关系的曲线图;
图13A是示出通过依照本发明的第三实施例的激光焊接方法所形成的熔核组的平面图;
图13B是示出通过依照第三实施例的激光焊接方法所形成的熔核组的平面图,所述熔核具有不同于图13A中熔核的形状;
图14A是示出依照本发明的第四实施例的激光焊接方法的步骤的示意图之一,并且是示出紧接在进行锪端面加工(spot-facingprocessing)之前的熔核组状态的平面图;
图14B是示出依照第四实施例的激光焊接方法的步骤的示意图之一,并且是从图14A中的箭头A2-A2方向所观察到的熔核组的剖视图;
图15A是示出依照第四实施例的激光焊接方法的步骤的示意图之一,并且是示出在锪端面加工过程中的熔核组的平面图;
图15B是示出依照第四实施例的激光焊接方法的步骤的示意图之一,并且是从图15A中的箭头A3-A3方向所观察到的熔核组的剖视图;
图16A是示出依照第四实施例的激光焊接方法的步骤的示意图之一,并且是示出在锪端面加工之后的熔核组的平面图;
图16B是示出依照第四实施例的激光焊接方法的步骤的示意图之一,并且是从图16A中的箭头A4-A4方向所观察到的熔核组的剖视图;
图17A是用点和连续线示出通过依照第四实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的直径和抗载荷强度之间关系的曲线图,对于在进行锪端面加工时和未进行锪端面加工时的情况,沿剪切方向施加载荷;
图17B是用点和连续线示出通过依照第四实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的直径和抗载荷强度之间关系的曲线图,对于在进行锪端面加工时和未进行锪端面加工时的情况,沿剥离方向施加载荷;
图18A是示出通过依照本发明的第一实施例至第四实施例的激光焊接方法所形成的熔核组的示意图,并且是示出依照第一变型例的熔核组的平面图;
图18B是示出通过依照本发明的第一实施例至第四实施例的激光焊接方法所形成的熔核组的示意图,并且是示出依照第二变型例的熔核组的平面图;
图19是示出通过依照第五实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组的平面图;
图20A是示出焊接结构具体示例的立体图,在所述焊接结构中,通过依照第五实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组用于焊接结构的法兰中;以及
图20B是示出通过依照第五实施例的激光焊接方法所形成的圆形熔核组排列的具体示例的平面图。
具体实施方式
将描述本发明的示例性实施例。
依照第一实施例的激光焊接方法
将参考图1A至图9B描述依照本发明的第一实施例的激光焊接方法。依照第一实施例的激光焊接方法是用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法。为了给钢板的焊接部(接合部)提供与通过传统的激光焊接方法或点焊方法所形成的焊接部的强度相比更高的强度特性,已经开发了该焊接方法。在上述激光焊接方法中,通过沿与叠置的钢板表面相交的方向施加激光束来接合多个钢板。
通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的焊接部(接合部)的“强度特性”主要是对静态强度和动态(冲击)强度作评价(同样适用于后面所描述的第二实施例至第五实施例)。术语“静态强度”意指“静态剥离强度”,该“静态剥离强度”由在拉伸载荷施加至焊接钢板使得沿剥离方向(更具体地,沿钢板的厚度方向;以下将同样适用)逐渐地增加该载荷时,焊接钢板能够抵抗而不剥离的最大的拉伸载荷所表示。术语“动态(冲击)强度”意指由钢板焊接部的最大强度所表示的“冲击剪切强度”或“冲击剥离强度”,其对应于在沿剪切方向(更具体地,沿正交于钢板的厚度方向的方向;以下将同样适用)或沿剥离方向瞬间地施加拉伸载荷至焊接钢板时钢板可抵抗的最大拉伸载荷和可被吸收的能量(所吸收的能量)。
如图1A所示,在依照第一实施例的激光焊接方法中,用于接合多个(例如,在本实施例中为两个)叠置的钢板10所形成的焊接部1由多个熔核11形成,所述熔核具有如在平面图中所观察到的圆形且主要排列在假想的闭合曲线12上(以下,如果有必要,“多个熔核11”应该统称为“熔核组11A”)。闭合曲线12位于钢板上。
闭合曲线12的形状并不限于如本实施例中的圆形,而是可以为椭圆形或任何其它的弯曲形状或可以为多边形。依照本实施例的激光焊接方法适用于任何类型的钢板10,与它们是否经过表面处理无关。通过依照本实施例的激光焊接方法来接合的钢板10的数量并不限于如本实施例中的2个,而是可为3个以上。
尽管熔核11可通过如下所述的各种方法形成,但任何方法都能够用于根据本实施例的激光焊接方法中。
特别地,如图2A所示,例如,熔核11可通过“定点成形方法”形成,在该“定点成形方法”中,每个圆形熔核11a通过将激光束16对准钢板10的平面部中的预定点特定一段时间而形成。
如图2B所示,熔核11可通过“扫描成形方法”形成,在该“扫描成形方法”中,每个环形熔核11b通过沿钢板10的平面部中的圆形轨迹(具有与图1A中所示的熔核11的圆周相同的形状的轨迹)对准激光束16而形成。
如图2C所示,熔核11可通过“填充成形方法”形成,在该“填充成形方法”中,每个圆形熔核11c通过沿钢板10的平面部中的圆形轨迹对准激光束16A形成环形熔核11b,然后对准激光束16B来填充环形熔核11b的内部而形成。
如图2D所示,熔核11可通过“螺旋成形方法”形成,在该“螺旋成形方法”中,每个圆形熔核11d通过沿钢板10的平面部中的螺旋轨迹对准激光束16而形成。
本发明的发明人已经在由通过如上所述的成形方法所形成的多个熔核11而形成的焊接部1上进行了各种检定试验和广泛的研究,且已经发现适合于熔核11的直径(图1B中的尺寸d)和熔核11之间的间距(图1B中尺寸p)的具体数值范围,因而本发明人已经达成用于使根据本发明的激光焊接方法具体化的该第一实施例的完成。
具体地,发明人通过集中注意力于随着熔核11直径d的增大而更易于在熔核11内产生易碎部的事实进行第一检定试验,且测量具有各种直径d的熔核11的内部的硬度。
将参照图3来描述第一检定试验的结果。在图3中,竖轴表示熔核11的硬度(单位Hv),而横轴表示距熔核11的中心的距离(单位mm)。从熔核11的中心沿径向朝向外侧对每个熔核11顺序地测量和标绘硬度。图3示出对具有不同直径d(d=2√t、3√t以及4√t)的三种类型的熔核11的测量结果,其中“t”表示叠置钢板10中的最薄的钢板10的厚度。
如图3所示,具有直径d=2√t的熔核11的硬度(图3中的线L1)从外部朝向熔核11的中心逐渐增大(即,朝向图3中的右侧;以下同样适用),且表现为它的最大值在熔核11的外周附近(即,在图3中区域X1中)。已经在熔核11的外周附近达到其最大值的熔核11的硬度在熔核11内的全部区域中保持基本上不变。
同样地,具有直径d=3√t的熔核11的硬度(图3中的线L2)从外部朝向熔核11的中心逐渐增大且表现为它的最大值在熔核11的外周附近(即在图3中的区域X2中)。已经在熔核11的外周附近成为其最大值的熔核11的硬度在熔核11内的全部区域中保持基本上不变。
具有直径d=4√t的熔核11的硬度(图3中的线L3)也从外部朝向熔核11的中心逐渐增大且表现为它的最大值在熔核11的外周附近(即在图3中的区域X3中),但是一旦达到熔核11的内部,硬度则急剧地下降。在熔核11内的外周附近已经降低的硬度就会在熔核11内的全部区域中保持低值基本上不变。
基于如上所述的第一检定试验的结果,发明人已经发现熔核11的直径d应该设定在等于或小于3√t(d≤3√t)的范围中。
紧接着,发明人进行第二检定试验,集中注意力于当在焊接部1处接合的多个钢板10受到电沉积涂料(ED)时,如果形成焊接部1的熔核11之间的间距p太小,则易于在熔核组11A内产生气穴,结果可能导致钢板10中有缺陷ED的百分比增大。因此,在第二检定试验中,对在具有不同间距尺寸p的各种焊接部1处接合的钢板10测定ED的不合格率。
将参照图4来描述第二检定试验的结果。图4是示出标绘于竖轴(单位%)的钢板10的有缺陷ED的百分比和标绘于横轴(单位mm)的熔核11间的间距p之间的关系曲线图。图4中的字母“d”表示熔核11的直径d。
如图4所示,一旦熔核11之间的间距p超过d(mm),则钢板10的有缺陷的ED的百分比随着间距p的增大而由100%逐渐减少。当在熔核11之间的间距p达到2d(mm)时,钢板10的有缺陷的ED的百分比变为0%,并且在那之后不管间距p的值增大多少,不合格率保持在0%。
基于如上所述的第二检定试验的结果,发明人已经发现熔核11之间的间距p应该等于或大于2d(p≥2d)。
紧接着,发明人进行第三检定试验,集中注意力于前述的静态剥离强度在熔核11之间的间距p变得太大时而倾向于变得更低。对通过具有不同间距p的各种焊接部1所接合的钢板10测量每个焊接部1的静态剥离强度。
将参照图5来描述第三检定试验的结果。图5是示出标绘于竖轴的静态剥离强度比和标绘于横轴(单位mm)的熔核11间的间距p之间的关系曲线图。“静态剥离强度比”是通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的焊接部的静态剥离强度与通过传统激光焊接方法所形成的且具有与待测量的焊接部1的闭合曲线12(见图1A)的直径相似的直径的圆形熔核的静态剥离强度之比,并且由相对于后者的被定义为1的数值的数值来表示。图5中所示的字母“d”表示熔核11的直径d。
如图5所示,静态剥离强度比在熔核11之间的间距p为3d(p=3d)时表现为其最大值2,然后随着间距p的增大而逐渐减少。当熔核11之间的间距p超过5d(mm)时,静态剥离强度比变为小于1。
基于如上所述的第三检定试验的结果,发明人已经发现熔核11之间的间距p应该等于或小于5d(p≤5d)。
因此,基于第一检定试验至第三检定试验的结果,发明人已经发现对于由多个熔核11所形成的焊接部1:(1)每个熔核11的直径d应该等于或小于3√t(d≤3√t);(2)相邻熔核11之间的间距p应该等于或大于2d但不大于5d(2d≤p≤5d),以及(3)熔核11的数量应该为3个以上,而且连接这些熔核11的假想线不应该为直线而是应该总是形成多边形的形状。因而,基于这些研究结果已经完成依照本发明的第一实施例的激光焊接方法。在以上说明书中使用的字母“t”表示多个钢板10中最薄的钢板10的厚度。
将对发明人为了确认根据第一实施例的激光焊接方法的效果所进行的验证试验进行说明。首先,将描述为了确认有关静态强度的效果而由发明人进行的验证试验。
发明人准备了通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的三种不同类型的焊接部1,使得每个焊接部1的闭合曲线12由圆形(见图1A)限定,且分别具有4mm、6mm和8mm的直径D(以下,称作“本发明的静态强度测试样本”)。此外,发明人准备了作为用于与本发明的静态强度测试样本相比较的目标的焊接部,该焊接部通过传统激光焊接方法形成且由具有与本发明的静态强度测试样本的闭合曲线12的直径相似的直径的三种不同类型的圆形熔核和环形熔核形成(以下,称作“第一比较静态强度测试样本”)。此外,发明人准备了作为用于与本发明的静态强度测试样本相比较的目标的焊接部,该焊接部通过传统的点焊方法形成且由各具有6.5mm直径的熔核形成(以下,称作“第二比较静态强度测试样本”)。
对多个本发明的静态强度测试样本、第一比较静态强度测试样本以及第二比较静态强度测试样本测定静态剥离强度,然后比较结果。
将参照图6来描述为了确认静态强度的效果而因此进行的验证试验的结果。图6是通过沿竖轴标绘静态剥离强度(单位kN)而沿横轴排列样本来示出本发明的静态强度测试样本以及第一和第二比较静态强度测试样本的静态剥离强度的曲线图。
如图6所示,通过依照第一实施例的激光焊接方法以形成具有4mm、6mm以及8mm直径D的闭合曲线12所形成的本发明的全部静态强度测试样本,展示出比具有相似直径的第一比较静态强度测试样本更高的静态剥离强度。将具有6mm直径D的闭合曲线12的本发明的静态强度测试样本与具有6.5mm直径的熔核的第二比较静态强度测试样本相比较,本发明的静态强度测试样本展示出较高的静态剥离强度。此外,当尽管熔核的直径不同但是通过传统激光焊接方法所形成的第一比较静态强度测试样本的静态剥离强度基本上相同时,本发明的静态强度测试样本的静态剥离强度随着闭合曲线12的直径D的增大而增加。这意指根据第一实施例的激光焊接方法能够通过改变闭合曲线12的直径D的值向焊接部1提供任何要求的静态剥离强度。
接下来,将对由发明人为了确认有关动态(冲击)强度的效果而进行的验证试验进行说明。
发明人准备了通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的焊接部1,使得焊接部1的闭合曲线12(见图1A)由具有6mm直径D的圆所限定,且每个熔核11具有1.4mm的直径d(以下,称作“本发明的动态强度测试样本”)。另外,发明人准备了作为用于与本发明的静态强度测试样本相比较的目标的焊接部,该焊接部通过传统的激光焊接方法形成且由具有与本发明的动态强度测试样本的闭合曲线12的直径相似的直径(6mm)的圆形熔核形成(以下,称作“第一比较动态强度测试样本”)。此外,发明人准备了作为用于与本发明的静态强度测试样本相比较的目标的焊接部,该焊接部通过传统的激光焊接方法形成且由具有5mm直径的熔核形成(以下,称作“第二比较动态强度测试样本”)。
对本发明的动态强度测试样本、第一比较动态强度测试样本以及第二比较动态强度测试样本测定冲击剪切强度和冲击剥离强度,然后比较测量结果。
将参考图7A至图9B来描述为了确认有关动态强度的效果而进行的验证试验的结果。图7A至图9B是分别示出冲击载荷和冲击载荷加速度随时间的变化的曲线图。在图7A至图9B中,竖轴表示冲击载荷(单位kN)和冲击载荷加速度(单位G),而横轴表示经过时间(单位msec)。
图7A至图9B依次示出本发明的动态强度测试样本、第一比较动态强度测试样本以及第二比较动态强度测试样本的测量结果。在图7A至图9B中,带有后缀A的那些图示出沿剪切方向施加冲击载荷的测量结果,而带有后缀B的那些图示出沿剥离方向施加冲击载荷的测量结果。此外,在图7A至图9B中,冲击载荷的变化通过连续的实线来显示,而冲击载荷的加速度的变化通过连续的虚线来显示。
在图7A至图9B中,表示如上所述的“冲击剪切强度”或“冲击剥离强度”的所吸收的能量由竖轴、横轴以及表示冲击载荷变化程度的连续线所限定的区域面积来表示。
图7A中所示的且表示本发明的动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sa1的面积大于图8A中所示的且表示第一比较动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sa2面积。因此,应当确认的是通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的本发明的动态强度测试样本优于通过传统激光焊接方法所形成的第一比较动态强度测试样本且具有比其更高的冲击剪切强度。图7B中所示的且表示本发明的动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sb1的面积大于图8B中所示的且表示第一比较动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sb2的面积。因此,应当确认的是通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的本发明的动态强度测试样本优于通过传统激光焊接方法所形成的第一比较动态强度测试样本且具有比其更高的冲击剥离强度。
另一方面,图7A中所示的且表示本发明的动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sa1的面积基本上等于图9A中所示的且表示第二比较动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sa3的面积。因此,应当确认的是通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的本发明的动态强度测试样本具有与通过点焊方法所形成的第二比较动态强度测试样本的冲击剪切强度基本上相同的冲击剪切强度。此外,图7B中所示的且表示本发明的动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sb1的面积基本上等于图9B中所示的且表示第二比较动态强度测试样本的所吸收的能量的区域Sb3的面积。因此,应当确认的是通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的本发明的动态强度测试样本具有与通过传统的点焊方法所形成的第二比较动态强度测试样本的冲击剥离强度基本上相同的冲击剥离强度。
基于验证试验的结果,可以确认的是依照第一实施例的激光焊接方法能够提供与传统的激光焊接方法或点焊方法相比较来说相等或更高水平的静态强度和动态(冲击)强度。
依照第二实施例的激光焊接方法
将参照图10A至图12B来描述根据本发明的第二实施例的激光焊接方法。依照第二实施例的激光焊接方法是用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法,且为了给钢板间的焊接部提供与通过传统的点焊方法所形成的焊接部(接合部)的强度特性基本上相等的强度特性,已经改进了该焊接方法。
基本上以与通过如上所述的根据第一实施例的激光焊接方法所形成的焊接部1的相同方式来构造通过依照第二实施例的激光焊接方法所形成的焊接部。因此,以下描述将主要由不同于第一实施例的特征构成。
为了检验依照第二实施例的激光焊接方法,发明人进行如下所述的各种检定试验,集中注意力于形成焊接部1的熔核组11A的定位(见图1A和图1B)。发明人进行第四检定试验,集中注意力于熔核组11A的定位的影响程度取决于熔核11的数量而不同的事实。具体地,由不同数量的以不同定位排列的熔核所形成的熔核组11A形成的焊接部1的剪切强度和剥离强度。术语“剥离强度”具有与静态剥离强度相同的意思。术语“剪切强度”意指由当施加拉伸载荷以便于沿剪切方向逐渐增大拉伸载荷时焊接部1能够抵抗而不破裂的最大拉伸载荷所表示的静态剪切强度。
将参照图10A和图10B来描述第四检定试验的结果。图10A是通过沿竖轴标绘剪切强度(单位kN)示出熔核组A的剪切强度,同时为许多熔核11中的每一个熔核示出沿上横轴和下横轴的熔核组11A的形成的图形。熔核组11A的形成基于它们的方向性而分成沿上横轴的熔核组11A的形成和沿下横轴的熔核组11A的形成,使得沿上横轴所示的熔核组11A具有与沿下横轴所示的熔核组11A不同的定位。图10B是通过沿竖轴标绘剥离强度(单位kN)示出熔核组A的剥离强度,同时为许多熔核11中的每一个熔核示出沿上横轴和下横轴的熔核组11A的形成的图形。熔核组11A的形成基于它们的定位而分成沿上横轴的熔核组11A的形成和沿下横轴的熔核组11A的形成,使得沿上横轴所示的熔核组11A具有与沿下横轴所示的熔核组11A不同的定位。
如图10A所见,在具有相同数量但不同定位的每对熔核组11A之间无法观察到显著不同的剪切强度。因此,熔核组11A定位的影响程度不显著。取决于熔核组11A的熔核11的数量,定位的影响程度没有显著不同。当熔核11的数量在从3个以上至大约6个以下的范围内时,不管熔核组11A的定位如何,剪切强度随着熔核11的数量的增加而增大。如图10B所见,当熔核11的数量为3个时,剥离强度取决于熔核组11A的定位而显著地不同。因此,熔核组11A定位的影响程度是显著的。当熔核11的数量为4个时,剪切强度没有取决于熔核组11A的定位而显著地不同,因此,熔核组11A的定位的影响程度不显著。
基于如上所述的第四检定试验的结果,发明人已经得出如下结论:为了使熔核组11A定位的影响程度减至最低,熔核11的数量应该为至少4个以上。
发明人于是集中注意力于假想的闭合曲线12的直径d(见图1A)和熔核组11A的定位之间的关系,并通过准备具有不同直径D(D=6mm、8mm和10mm)的焊接部1的样本和为熔核组11A的每一个定位测定样本的剪切强度和剥离强度来进行第五检定试验。另一方面,通过由传统的点焊方法形成焊接部来准备比较样本,使得每个熔核具有6.5mm的直径,并同时测定该比较样本的剪切强度和剥离强度。比较样本的焊接部的熔核11的数量为6个。
将参照图11来描述第五检定试验的结果。图11A是通过沿竖轴标绘剪切强度(单位kN),同时沿横轴标绘闭合曲线12的直径D(见图1A)和通过传统的点焊方法形成的熔核的直径来示出对于每一个定位的样本和比较样本的剪切强度的图形。图11B是通过沿竖轴标绘剥离强度(单位kN),同时沿横轴标绘闭合曲线12的直径D(见图1A)和通过传统的点焊方法所形成的熔核的直径来示出对于每一个定位的样本和比较样本的剥离强度的图形。
如图11A所见,剪切强度随着闭合曲线12的直径D的值变得更大而逐渐增大,然而对于直径D(D=6mm、8mm和10mm),剪切强度表现为基本上相同的值而不会受熔核组11A的定位显著地影响。应当确认的是在具有6mm直径D的闭合曲线12中所形成的熔核组11A展示出充分高于通过传统的点焊方法所形成的熔核(具有6.5mm直径)的剪切强度的剪切强度。
如图11B所见,剥离强度随着闭合曲线12的直径D的值变得更大而逐渐增大,然而对于直径D(D=6mm、8mm和10mm),剥离强度表现为基本上相同的值而不会受熔核组11A的定位显著地影响。应当确认的是在具有6mm直径D的闭合曲线12中所形成的熔核组11A展示出充分高于通过传统的点焊方法所形成的熔核(具有6.5mm的直径)的剥离强度的剥离强度。
基于第五检定试验的结果,发明人已经得出如下结论:不管熔核组11A的定位如何,只要熔核11的数量为至少6个以上,通过改变闭合曲线12的直径D,就能够获得任何要求的剪切强度或剥离强度。当闭合曲线12的直径D为至少6mm以上时,该熔核组11A具有与通过传统的点焊方法所形成的具有相似直径的熔核的剪切强度和剥离强度相等或更高的剪切强度和剥离强度。
基于第四检定试验和第五检定试验的结果和各种其它研究的结果,发明人已经得出如下结论:当焊接部1由多个熔核11形成时:(1)每个熔核11的直径d应该为√t以上但不大于3√t(√t≤d≤3√t);(2)在相邻熔核11之间的间距p应该为0.8d以上但不大于3d(0.8d≤p≤3d);以及(3)熔核11的数量应该为4个以上但不大于12个。发明人因此达到依照第二实施例的激光焊接方法的完成。在以上说明书中的字母“t”表示彼此叠置的多个钢板10中最薄的钢板10的厚度。闭合曲线12的直径D应该为3√t以上但不大于10√t(3√t≤D≤10√t)。
将对发明人为了确认根据第二实施例的激光焊接方法的效果所进行的验证试验进行说明。首先,发明人准备了由SCGA590制成且分别具有1.4mm和1.2mm厚度的两块钢板10(见图1A)。然后,通过根据第二实施例的激光焊接方法来接合这些钢板10。
发明人在钢板10之间所形成的焊接部1上进行激光焊接,使得每个熔核11的直径d为大约1.4mm(d=1.4mm),且在每个熔核组11A中的熔核11的数量为6个,以及相邻熔核11之间的间距p为3mm(p=3mm)。使用具有聚焦0.6mm直径光的激光来形成焊接部1,使得形成由具有6mm直径D(D=6mm)的圆所限定的闭合曲线12。
发明人还准备了类似于通过传统的点焊方法所形成的钢板10的两块钢板作为用于比较的目标。这样形成的熔核直径类似于闭合曲线12的直径D。
使用依照第二实施例的激光焊接方法接合的两块钢板10(以下,称作“本发明的样本钢板”),以及使用传统的点焊方法接合的两块钢板(以下,称作“比较样本钢板”)受到沿剪切方向施加的拉伸载荷以获得静态剪切强度,以及受到沿剥离方向施加的拉伸载荷以获得静态剥离强度,然后进行拉伸强度的测量。
将参照图12A和图12B来描述为了确认根据第二实施例的激光焊接方法的效果而进行的验证试验的结果。图12A和图12B是通过沿竖轴标绘拉伸载荷(单位kN),同时沿横轴标绘相对移动距离(单位mm)来示出对于本发明的样本钢板和比较样本钢板的两钢板的拉伸载荷和相对移动距离(移动行程)之间关系的曲线图。图12A是示出在获得静态剪切强度时的拉伸载荷和相对移动距离之间关系的曲线图,而图12B是示出在获得静态剥离强度时的拉伸载荷和相对移动距离之间关系的曲线图。
如图12A所见,应当确认的是为获得静态剪切强度而施加给本发明的样本钢板的拉伸载荷和施加给比较样本钢板的拉伸载荷在整个移动距离(移动行程)的范围中是基本上相同的。如图12B所见,为获得静态剥离强度而施加给本发明的样本钢板的拉伸载荷和施加给比较样本钢板的拉伸载荷在移动距离(移动行程)的开始阶段的范围(移动距离很小的范围)中是基本上相同的。然而,一旦移动距离(移动行程)超过特定值,施加给本发明的样本钢板的拉伸载荷变得高于施加给比较样本钢板的拉伸载荷。
基于上述的验证试验的结果,应当确认的是依照第二实施例的激光焊接方法可能提供等于或高于传统点焊方法的静态强度。
依照第三实施例的激光焊接方法
将参照图13来描述根据本发明的第三实施例的激光焊接方法。依照第三实施例的激光焊接方法是用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法。为了给钢板间的接合部提供比通过传统的激光焊接方法所形成的线形焊接部(接合部)更高的剥离强度,已经改进了该焊接方法。
如图13A所示,例如,通过依照第三实施例的激光焊接方法所形成的焊接部3A由在通过圆形所限定的假想闭合曲线32A上以一定间距排列的多个熔核31A形成。每个熔核31A通过上述的扫描成形方法形成准环形的形状,该准环形形状不是完整的环形形状而是部分地设置有间隙31a。熔核31A排列为使得其间隙31a面向闭合曲线32A的中心。确定闭合曲线32A的直径为使得相邻熔核31A彼此相交的尺寸。
可替换地,例如,通过依照第三实施例的激光焊接方法所形成的焊接部3B可以由在通过如图13B所示的圆形所限定的假想闭合曲线32B上以一定间距排列的多个熔核组31B形成。熔核组31B中的每一个由具有小直径的圆形形状的多个熔核31b形成。这些熔核31b在形成熔核组31B的假想闭合曲线32b上以一定间距排列。每个熔核组31B设置有缺失部分31c,在所述缺失部分31c中,一个或多个熔核31b(在该实施例中为一个熔核)从闭合曲线32b中缺失。熔核组31B排列为使得其缺失部分31c面向闭合曲线32B的中心。确定闭合曲线32B的直径使得相邻的熔核组31B(更具体地,熔核组31B的闭合曲线32b)彼此相交。
发明人已经有关于如上所述所构造的焊接部3A或焊接部3B的发现:(1)每个熔核31A或每个熔核组31B的直径d应该为√t以上(d≥√t);(2)闭合曲线32A或闭合曲线32B的形状应该为圆形或椭圆形;以及(3)在相邻熔核31A或相邻熔核组31B的中心轴之间所形成的角度θ应该为120度以下(θ≤120度)。基于这些发现,发明人已经达成依照第三实施例的激光焊接方法的完成。在以上说明书中使用的字母“t”表示彼此叠置的钢板中最薄的钢板的厚度。
在通过依照第三实施例的激光焊接方法所形成的焊接部3A或焊接部3B中,焊接部分的端部(更具体地,在熔核31A中的间隙31a或在熔核组31B上的缺失部分31c)位于闭合曲线32A或闭合曲线32B的周界的内部。在通过传统的激光焊接方法所形成的线形焊接部(接合部)中,例如,外力倾向于集中在相对端,则可能导致剥离。和这种传统的方法不同,依照第三实施例的激光焊接方法能够确保稳定的质量。
依照第四实施例的激光焊接方法
紧接着,将参照图14A至图17B来描述依照本发明的第四实施例的激光焊接方法。依照第四实施例的激光焊接方法是用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法,且为提高通过依照第一实施例至第三实施例的激光焊接方法所形成的焊接部(接合部)的防腐蚀性能,已经改进了该焊接方法。
根据下述步骤来执行依照第四实施例的激光焊接方法。首先,如图14A所示,焊接部4通过依照第一实施例的激光焊接方法形成在多个(本实施例中为两个)彼此叠置的钢板40上。
焊接部4由在用圆形限定的假想闭合曲线42上以一定间距排列的多个熔核41形成。如图14B中以剖视图所示,每个熔核41的相对端面(在与钢板40的与其彼此接合的表面相反的表面的同一侧上的每个熔核的部分;以下同样适用)形成在其中央部分稍微凹陷的碗状形状。当钢板40拥有由具有这种形状的多个熔核41所形成的焊接部4时,水或类似物倾向于集中在熔核41的凹陷的碗状形状的部分中,且由此焊接部4处于易于生锈的状态。
随后,如图15A所示,在区域Z上进行熔融加工,该区域Z由在闭合曲线42的内侧上(在内周界侧上)沿闭合曲线42形成的内曲线42a和在闭合曲线42的外侧上(在外周界侧上)沿闭合曲线42形成的外曲线42b所包围且包含形成焊接部4的全部熔核41。具体地,如图15B中以剖视图所示,在区域Z(该区域由图15B中的双点划线所包围)内的熔核41的端面的周缘区上执行。内曲线42a和外曲线42b接触全部熔核41。
当完成熔融加工时,如图16A所示,全部熔核41位于区域Z的底面上。这意味着,如图16B所示,通过熔融加工已经熔化的环绕熔核41端面的区域流入熔核41的端面的凹陷部,由此熔核41的相对端面变得与区域Z的底面齐平。结果,即使当钢板40在由如上所述所构造的多个熔核41所形成的焊接部4处接合时,也会消除水集中于熔核41的碗状形状部分的倾向性,且可以提高焊接部4的防腐蚀性。
将对发明人为了确认通过在区域Z上进行熔融加工而可能提供给焊接部4的强度的影响所进行的验证试验进行说明。
发明人准备了通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的三个不同的焊接部4,使得焊接部4的闭合曲线42(见图16A)分别由圆形限定且分别具有4mm、6mm和8mm的直径D。所有这些焊接部4受到根据第四实施例的激光焊接方法的熔融加工(下文中,称为“本发明的强度测试样本”)。发明人还准备了作为用于与本发明的强度测试样本相比较的目标的三个不同的焊接部1,所述焊接部1由通过根据第一实施例的激光焊接方法形成,没有进行熔融加工,使得焊接部1的闭合曲线12(参见图1A)分别由圆形限定且分别具有4mm、6mm和8mm的直径D(以下,称作“比较强度测试样本”)。形成焊接部4的熔核41的数量或形成焊接部1的熔核11的数量都为六个。
测定和比较这些本发明的强度测试样本和比较强度测试样本的剪切强度和剥离强度。
将参照图17来描述如上所述进行的验证试验的结果。图17A是通过沿竖轴标绘剪切强度(单位kN)同时沿横轴标绘本发明的强度测试样本和比较强度测试样本的闭合曲线12和42的直径D来示出本发明的强度测试样本和比较强度测试样本的剪切强度的图形。图17B是通过沿竖轴标绘剥离强度(单位kN)同时沿横轴标绘本发明的强度测试样本和比较强度测试样本的闭合曲线12和42的直径D来示出本发明的强度测试样本和比较强度测试样本的剥离强度的图形。
如图17A和图17B所示,应当确认的是焊接部1和焊接部4彼此展示出基本上相似的剪切强度和剥离强度,与闭合曲线12和42的直径D(6mm、8mm或10mm)无关,并与样本是否受到依照第四实施例的激光焊接方法的熔融加工无关。
基于上述的验证试验的结果,应当确认的是依照第四实施例的激光焊接方法能够提高对于通过依照第一实施例至第三实施例中任何一个实施例的激光焊接方法所形成的焊接部(接合部)的防腐蚀性,而不涉及强度的减小。
通过依照上述第一实施例至第四实施例中任何一个实施例的激光焊接方法所形成的焊接部可以表现出如下所述的各种其它图案。
具体地,如图18A所示,当焊接部101由在用圆形限定的假想闭合曲线112上以一定间距排列的多个熔核111形成时,它可以通过在闭合曲线112的内部多增加一个熔核111来改变成焊接部101A。此外,如图18B所示,当焊接部201由在用圆形限定的假想的闭合曲线212上以一定间距排列的多个熔核211形成时,它可以通过组合与焊接部201分别具有相同排列的多个焊接部201同时共用一些熔核211来改变成焊接部201A。
依照第五实施例的激光焊接方法
将参照图10、图19和图20来描述依照本发明的第五实施例的激光焊接方法。依照第五实施例的激光焊接方法是用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法,且为了允许钢板之间的接合部具有使得仅改变剥离强度而没有显著地改变剪切强度的定位,开发了该激光焊接方法。
发明人在研究根据第五实施例的激光焊接方法中关注上述第四检定试验的结果。
将描述第四检定试验的结果。如图10A所示,当熔核11(见图1)的数量为三个时,剪切强度没有取决于熔核组11A定位而显著改变。另一方面,如图10B所示,当熔核11的数量为三个时,剥离强度取决于熔核组11A的定位而显著地改变。更具体地,当熔核11的数量为三个时,剥离强度在一个熔核11然后两个熔核11沿外力方向顺序排列(这意味着一个熔核11首先受到外力)时变得比在两个熔核11然后一个熔核11沿外力方向顺序排列(这意味着两个熔核11首先受到外力)时更高。
基于第四检定试验的结果,发明人已经发现通过将熔核11的数量限制为三个,能以仅改变剥离强度而不显著改变剪切强度的这种定位排列熔核组11A。因此,如图19所示,通过依照第五实施例的激光焊接方法所形成的焊接部5由在例如用圆形限定的假想的闭合曲线52上以间距p、P排列的三个熔核51形成。
发明人进一步进行各种研究和试验,并且基于其结果,已经有关于由多个熔核51形成的焊接部5的发现:(1)每个熔核51的直径d应该为√t以上但不大于3√t(√t≤d≤3√t);(2)相邻熔核51之间的间距p应该为1.5d以上但不大于5d(1.5d≤p≤5d),而间距P应该为0.5p以上但不大于2p(0.5p≤P≤2p);以及(3)熔核51的数量应该为3个。基于这些发现,发明人已经达成依照第五实施例的激光焊接方法的完成。在以上说明书中使用的字母“t”表示彼此叠置的多个钢板10中最薄的钢板10的厚度。设定闭合曲线12的直径D为3√t以上但不大于10√t(3√t≤D≤10√t)的值。
依照如上所述的第五实施例的激光焊接方法仅通过改变由少至3个熔核51所形成的焊接部5的定位就能够改变焊接部5的剥离强度但不会改变焊接部5的剪切强度。因此,如图20A所示,例如,当本发明的激光焊接方法应用于受到预定方向的外力F的结构55时,可以通过基于外力F1的方向而规定焊接部5的定位来减低焊接部5的数量,且因此还可以减低形成焊接部5的熔核51的数量,从而可以提供经济优势。此外,如图20B所示,例如,可以多增加一个熔核51至通过沿外力F2方向顺序排列两个熔核51然后一个熔核51所形成的焊接部5。可替换地,通过沿外力F3方向顺序排列两个熔核51然后一个熔核51所形成的焊接部5A可以与通过沿外力F3方向顺序排列两个熔核51然后一个熔核51所形成的焊接部5B组合,同时两个熔核51中的其中一个共同使用。如此,可以轻松地提高焊接部5、5A以及5B的剥离强度。
如上所述,依照第一实施例的激光焊接方法是用于接合彼此叠置的多个钢板10的激光焊接方法,且在钢板10之间的接合部处所形成的焊接部1由沿假想的闭合曲线12排列的多个熔核11形成。当最外面的钢板10中较薄的钢板10的厚度用t表示时,每个熔核11的直径d为3√t以下(d≤3√t),并且相邻熔核11之间的间距p为2d以上但不大于5d(2d≤p≤5d),以及熔核11的数量为3个以上。
在具有通过依照第一实施例的激光焊接方法所接合的多个钢板10的焊接结构中,在钢板10之间的接合部处所形成的焊接部1由沿假想的闭合曲线12排列的多个熔核11形成,且当最外面的钢板10中较薄的钢板10的厚度用t表示时,每个熔核11的直径d为3√t以下(d≤3√t),并且相邻熔核11之间的间距p为2d以上但不大于5d(2d≤p≤5d),以及熔核11的数量为3个以上。
依照第一实施例的激光焊接方法和如上文所述所构造的焊接结构能够形成由在假想的闭合曲线12上以恒定间距p排列的多个熔核12、12、…所形成的焊接部1,使得焊接部1恒定地具有相似于或高于通过传统的激光焊接方法所形成的具有与闭合曲线12的直径相似的直径的环形或圆形形状的焊接部的强度特性。
主要基于静态强度和动态(冲击)强度来评价“强度特性”。关于静态强度,由发明人进行的且在图6中示出的验证试验的结果已经证实,且关于动态(冲击)强度,由发明人进行的且在图7至图9中示出的验证试验的结果已经证实:通过依照第一实施例的激光焊接方法所形成的焊接部1具有相似于或高于具有与焊接部1的闭合曲线12的直径相似直径的环形或圆形形状的焊接部的强度特性。
在依照第四实施例的激光焊接方法中,在由分别在闭合曲线42的内侧和外侧上沿闭合曲线42所形成的假想内曲线42a和假想外曲线42b所包围的区域Z上来进行熔融加工,并且包含形成焊接部4的全部熔核41。
在具有通过依照第四实施例的激光焊接方法所接合的多个钢板40的焊接结构中,在由分别在闭合曲线42的内侧和外侧上沿闭合曲线42所形成的假想内曲线42a和假想外曲线42b所包围的区域Z上来进行熔融加工,并且包含形成焊接部4的全部熔核41。
如上所述的构造使得可以防止水或其它的流体停滞在熔核41的碗状凹槽中,从而提高焊接部4的防腐蚀性。
Claims (5)
1.一种焊接结构,包括:
多个钢板,各所述钢板通过激光焊接接合到至少另一个所述钢板,
其中,所述多个钢板包含焊接部,
所述焊接部在所述钢板接合至另一个所述钢板的接合部处形成,
所述焊接部由多个熔核形成,
所述多个熔核沿假想的闭合曲线排列,
当所述多个钢板中最薄的钢板的厚度用t表示、每一个所述熔核的直径用d表示并且在相邻熔核之间的间距用p表示时,d为3√t以下并且p为2d以上但不大于5d,并且
所述熔核的数量为3个以上。
2.根据权利要求1所述的焊接结构,其中,包含形成所述焊接部的全部所述熔核的区域为经熔融加工的,并且
所述区域由在所述闭合曲线的内侧上沿所述闭合曲线形成的假想内曲线和在所述闭合曲线的外侧上沿所述闭合曲线形成的假想外曲线所包围。
3.根据权利要求1或2所述的焊接结构,其中,所述多个钢板彼此叠置。
4.一种用于接合彼此叠置的多个钢板的激光焊接方法,包括:
在每一个所述钢板接合到至少另一个钢板的接合部处形成焊接部,
其中,所述焊接部由多个熔核形成,
所述多个熔核沿假想的闭合曲线排列,
当所述多个钢板中最薄的钢板的厚度用t表示、每一个所述熔核的直径用d表示并且在相邻熔核之间的间距用p表示时,d为3√t以下并且p为2d以上但不大于5d,并且
所述熔核的数量为3个以上。
5.根据权利要求4所述的激光焊接方法,进一步包括:
熔融加工区域,所述区域由在所述闭合曲线的内侧上沿所述闭合曲线形成的假想内曲线和在所述闭合曲线的外侧上沿所述闭合曲线形成的假想外曲线所包围,并且所述区域包含形成所述焊接部的全部所述熔核。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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