CN107252971A - 镀锌板激光叠焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及镀锌板焊接，提供一种镀锌板激光叠焊方法，取待焊接的两块镀锌板，在其中一镀锌板上开设有若干焊接通孔，各焊接通孔离散分布；将两块镀锌板叠合，各焊接通孔均位于两块镀锌板之间的重合部位；采用激光器焊接两块镀锌板，且激光器的发出光位于具有焊接通孔的镀锌板一侧；激光器的发出光依次射入各焊接通孔内以焊接两块镀锌板。本发明中，在其中一镀锌板上预先开设焊接通孔，激光器的激光束照射至各焊接通孔内，进而可以使得两块镀锌板在各焊接通孔对应位置处形成焊接效果，在该过程中产生的锌蒸汽可以由通孔及时扩散排除，可以有效解决气孔以及飞溅问题，焊接后良率在99.8％以上，同时能够满足拉力要求。

Description

镀锌板激光叠焊方法

技术领域

本发明涉及镀锌板焊接，尤其涉及一种镀锌板激光叠焊方法。

背景技术

镀锌钢中由于镀锌层的存在，使得镀锌钢的焊接工艺性大为降低。原因是在镀锌钢的焊接过程中，镀锌层和基体钢物理特性的极大差异(镀锌层锌的熔点是420度，沸点是908度，基体钢的熔点是1300度，沸点是2861度)，镀锌层锌的气化先于基体钢的熔化，这一现象对镀锌钢的焊接过程和质量都有很大影响。目前，镀锌钢的主要焊接工艺有三种：电阻电焊、电弧焊和激光焊接。对电阻点焊而言，由于镀锌层的存在，焊接时电极易于锌层合金化，降低了电极的寿命；而采用电弧焊焊接镀锌钢时，由于锌的低沸点，在电弧刚接触到镀锌层时，锌迅速气化，产生的锌蒸气向外喷射，很容易使焊接产生熔渣粒子、气孔、飞溅、未熔合及裂纹等焊接缺陷，电弧的稳定性也因此受到影响，焊接质量下降，同时焊接过程中还会产生大量烟雾灰尘，另外，由于电弧焊的焊缝宽度较大，且热输入量大，镀层锌的大量气化降低了镀锌钢焊缝处的抗腐蚀性能；而采用激光焊接时，当高能量密度的激光束照射到工件表面，工件吸收激光能量，温度迅速升高，由于锌的低沸点，镀锌钢板的镀层锌极易气化而形成锌蒸气，而当锌蒸气被压入焊接熔池时，对熔池产生扰动，熔池中的气泡不易排出，对焊接过程的影响最大，因为激光焊接熔池的冷却速度很快，熔池凝固时间很短，熔池中的气泡极易使焊缝产生焊接缺陷，如飞溅、熔渣、气孔、未熔合，影响焊缝成形，降低焊缝质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镀锌板激光叠焊方法，旨在用于解决现有的镀锌板焊接后强度较低、不稳定以及良品率不高的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种镀锌板激光叠焊方法，包括以下步骤：

取待焊接的两块镀锌板，在其中一所述镀锌板上开设有若干焊接通孔，各所述焊接通孔离散分布；

将两块所述镀锌板叠合，各所述焊接通孔均位于两块所述镀锌板之间的重合部位；

采用激光器焊接两块所述镀锌板，且所述激光器的发出光位于具有所述焊接通孔的所述镀锌板一侧；

所述激光器的发出光依次射入各所述焊接通孔内以焊接两块所述镀锌板。

进一步地，控制所述激光器的激光束沿每一所述焊接通孔的边沿移动。

进一步地，各所述焊接通孔均呈圆柱状或者长方体。

进一步地，控制所述激光器的激光束移动过程中，相邻两个激光光斑之间的重合度至少为60％。

进一步地，在将两块所述镀锌板叠合时，两块所述镀锌板之间采用磁铁吸合连接。

进一步地，各所述焊接通孔均绕两块所述镀锌板之间的重合部位的边沿分布。

进一步地，所述激光器采用光纤传导激光器，所述光纤传导激光器的光纤通过三维工作台控制移动。

进一步地，所述光纤传导激光器的工作物质为YAG棒晶体，且采用水冷保护。

本发明具有以下有益效果：

本发明的叠焊方法中，在将两块镀锌板叠焊时，在其中一块镀锌板上预先开设有若干焊接通孔，当然各焊接通孔的尺寸不应过大，激光器的激光束照射至各焊接通孔内，进而可以使得两块镀锌板在各焊接通孔对应位置处形成焊接效果。在上述焊接过程中产生的锌蒸汽可以由通孔及时扩散排除，可以有效解决气孔以及飞溅问题，焊接后良率在99.8％以上，同时能够满足拉力要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的镀锌板激光叠焊方法中镀锌板的结构示意图；

图2为图1的镀锌板的焊接通孔的焊接后结构示意图；

图3为图1的镀锌板叠焊的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的镀锌板激光叠焊方法中激光器的结构示意图；

图5为图4的激光器中激光工作示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种镀锌板激光叠焊方法，主要是用于将两块镀锌板1叠合后进行激光焊接，具体地包括以下步骤：

参见图1以及图2，先取待焊接的两块镀锌板1，然后在其中一块镀锌板1上开设有若干焊接通孔11，各焊接通孔11为离散式分布，焊接通孔11的尺寸不应过大，具体可根据镀锌板1的尺寸来确定，比如镀锌板1规格为400x400x1mm，假若焊接通孔11呈圆柱形时，则焊接通孔11的直径为3mm，相比镀锌板1整体来说，焊接通孔11较小，焊接通孔11不会影响对应镀锌板1的其它特性，当然焊接通孔11还可以采用其它的结构形式，比如整体呈长方体，对应截面为长方形或者正方形；

参见图3，将两块镀锌板1叠合，各焊接通孔11均位于两块镀锌板1之间的重合部位，两块镀锌板1之间的重合部位对应两者之间的焊接部位，且在叠合后两块镀锌板1之间应被定位，对于定位方式应根据焊接工作台来确定；

参见图1以及图4，采用激光器2焊接叠合后的两块镀锌板1，且激光器2的发出光位于具有焊接通孔11的镀锌板1一侧，具体地，将两块镀锌板1叠合后安装于激光器2的工作台上，其中没有焊接通孔11的镀锌板1位于下方，而具有焊接通孔11的镀锌板1叠放于其上方，激光器2的出光头则位于两者的上方，对于两块镀锌板1之间可以采用夹具的方式定位，也可以采用磁铁吸合的方式进行定位，将两块镀锌板1设置于两块磁铁之间，针对上述镀锌板1的规格，两块磁铁大小为600x300mm，吸合的两块磁铁对两块镀锌板1夹紧固定，比较方便，可以有效避免焊接的过程中两块镀锌板1产生移位；

参见图3以及图4，激光器2工作后，激光器2的发出光依次射入各焊接通孔11内，进而实现两块镀锌板1之间的焊接固定，具体为激光器2的发出光先射入其中一焊接通孔11内，对两块镀锌板1对应该焊接通孔11的位置进行激光焊接，然后激光器2的发出光射入另一焊接通孔11内，如此依次对两块镀锌板1对应各焊接通孔11的区域进行激光焊接。

在上述叠焊过程中，两块镀锌板1的镀锌层在高温气化为锌蒸汽，而锌蒸汽则可以由对应位置处的焊接通孔11扩散，即焊接过程中产生的锌蒸汽可以及时排出，进而可有效避免镀锌板1产生气孔以及飞溅的问题，保障焊接后质量，以使焊接后良率在99.8％以上，同时能够满足拉力要求，当采用上述型号的镀锌板1与焊接通孔11后，焊接后镀锌板1之间的拉力可以达到25KN以上。

参见图2-图4，优化上述实施例，在采用激光器2焊接两块镀锌板1时，应控制激光器2的激光束沿每一焊接通孔11的边沿移动。具体地，当焊接通孔11为圆柱形时，则激光束在每一焊接通孔11内的焊接轨迹均为圆环形，且对应两块镀锌板1之间的接触位置，从而使得两块镀锌板1之间沿每一焊接通孔11的边沿焊接固定，对此每一焊接通孔11采用离散式分布，各焊接通孔11均绕两块镀锌板1之间的重合部位的边沿分布，从而保证两块镀锌板1之间焊接的牢固性，比如当两块镀锌板1之间的重合部位为方形时，则焊接通孔11可为四个，且每一焊接通孔11对应重合部位的一个拐角位置。另外在焊接时，控制激光器2的激光束的移动速度，进而使得相邻两个激光光斑12之间的重合度至少为60％，这进一步保证了焊接位置的牢固性。

参见图3-图5，进一步地，对于激光器2应采用光纤传导激光器，光纤传导激光器的光纤通过三维工作台21控制移动。本实施例中，激光器2的出光部位为光纤，可以实现柔性传输，光纤端部位于激光器2的三维工作台21正上方，当将两块镀锌板1固定于三维工作台21上后，光纤的端部位于具有焊接通孔11的镀锌板1的正上方，通过三维工作台21使得镀锌板1与光纤之间在XYZ三轴方向上相对移动，进而可以满足对各焊接通孔11的激光焊接。具体地，光纤采用陶瓷腔体，光纤长度为5m，纤芯尺寸为600um，而激光器2的激光功率为300W，激光波长为1064nm，且激光器2的单脉冲能量18J，激光器2频率8Hz，峰值功率为4Kw，可以满足两块镀锌板1之间的焊接要求。另外，激光器2的工作物质为YAG棒晶体22，采用工作预燃灯23作为泵浦源作用YAG棒晶体22，且在YAG棒晶体22的其中一端设置有光闸24与全反镜25，而另一端则为Q开关26与半反半透镜27，其中半反半透镜27的光子透过率为95％，从而限制了激光的出光方向，另外激光器2中还采用水冷进行散热保护，YAG棒晶体22激发产生的激光由半反半透镜27射出，且经过耦合系统后进入光纤内，再经光纤传输至端部后加工准直聚焦到镀锌板1表面，且通过激光器2控制系统调节三维工作台21。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种镀锌板激光叠焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

取待焊接的两块镀锌板，在其中一所述镀锌板上开设有若干焊接通孔，各所述焊接通孔离散分布；

将两块所述镀锌板叠合，各所述焊接通孔均位于两块所述镀锌板之间的重合部位；

采用激光器焊接两块所述镀锌板，且所述激光器的发出光位于具有所述焊接通孔的所述镀锌板一侧；

所述激光器的发出光依次射入各所述焊接通孔内以焊接两块所述镀锌板。

2.如权利要求1所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：控制所述激光器的激光束沿每一所述焊接通孔的边沿移动。

3.如权利要求1所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：各所述焊接通孔均呈圆柱状或者长方体。

4.如权利要求1所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：控制所述激光器的激光束移动过程中，相邻两个激光光斑之间的重合度至少为60％。

5.如权利要求1所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：在将两块所述镀锌板叠合时，两块所述镀锌板之间采用磁铁吸合连接。

6.如权利要求1所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：各所述焊接通孔均绕两块所述镀锌板之间的重合部位的边沿分布。

7.如权利要求1所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：所述激光器采用光纤传导激光器，所述光纤传导激光器的光纤通过三维工作台控制移动。

8.如权利要求7所述的镀锌板激光叠焊方法，其特征在于：所述光纤传导激光器的工作物质为YAG棒晶体，且采用水冷保护。