CN108581198B - 激光焊接方法 - Google Patents

激光焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108581198B
CN108581198B CN201810404830.9A CN201810404830A CN108581198B CN 108581198 B CN108581198 B CN 108581198B CN 201810404830 A CN201810404830 A CN 201810404830A CN 108581198 B CN108581198 B CN 108581198B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
laser
panel
coating
welding method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810404830.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108581198A (zh
Inventor
唐景龙
彭和思
李彦卿
陈兵华
邓时累
陈根余
陈焱
高云峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Han's Intelligent Equipment Co.,Ltd.
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Hans Laser Smart Equipment Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd, Hans Laser Smart Equipment Group Co Ltd filed Critical Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority to CN201810404830.9A priority Critical patent/CN108581198B/zh
Publication of CN108581198A publication Critical patent/CN108581198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108581198B publication Critical patent/CN108581198B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B23K26/703—Cooling arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种激光焊接方法，用于将涂镀板焊接于面板上，所述涂镀板包括基板和覆盖于所述基板的镀层，包括以下步骤：对所述面板和所述涂镀板进行除油除污清理；去除所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层；将所述面板和所述涂镀板贴合并夹紧；采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接，其中，所述光纤激光器的光纤芯径小于50μm，焊接速度大于或等于5m/min，离焦量为‑5mm～5mm。上述激光焊接方法，使得面板和涂镀板的连接更牢固，此外，由于光纤激光器发射的激光能量呈高斯分布，具有光斑能量高度集中的优势，能够有效减少光斑周围热输入量，从而在对涂镀板去除镀层的区域进行焊接时，有效避免镀层的存在产生大量的飞溅而在面板背面形成痕迹。

Description

激光焊接方法
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种激光焊接方法。
背景技术
在电梯轿厢和高铁车厢等的生产过程中，为了满足使用要求的同时尽量减轻自身的质量，经常会采用大尺寸且较薄的不锈钢板。为了加强不锈钢板的刚度，防止其变形，一般会在其背面增加一条或者多条加强筋，加强筋的材质一般为镀锌薄板。
目前，加强筋与不锈钢板的连接主要采用的是胶粘的方式，但是此种方式成本高，更重要的是胶粘的方式耐久性差，强度低，使用时间较长便会出现脱落。
发明内容
基于此，有必要针对现有采用胶粘的方式耐久性差，强度低的问题，提供一种激光焊接方法。
一种激光焊接方法，用于将涂镀板焊接于面板上，所述涂镀板包括基板和覆盖于所述基板的镀层，包括以下步骤：
对所述面板和所述涂镀板进行除油除污清理；
去除所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层；
将所述面板和所述涂镀板贴合并夹紧；
采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接，其中，所述光纤激光器的光纤芯径小于50μm，焊接速度大于或等于5m/min，离焦量为-5mm～5mm。
上述激光焊接方法，采用光纤激光器进行焊接，面板和涂镀板的连接更牢固，此外，由于光纤激光器发射的激光能量呈高斯分布，具有光斑能量高度集中的优势，能够有效减少光斑周围热输入量，从而在对涂镀板去除镀层的区域进行焊接时，有效避免镀层的存在产生大量的飞溅而在面板背面形成痕迹。
在其中一个实施例中，所述去除所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层的步骤中，采用机械打磨法、化学腐蚀法或激光烧蚀法去除镀层，待去除的镀层的宽度为0.2mm～2mm，被去除的镀层厚度占镀层总厚度的比例大于或等于80％。
在其中一个实施例中，所述化学腐蚀法包括用盐酸腐蚀所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层。
在其中一个实施例中，所述激光烧蚀法包括依次选用能量为300W～450W的第一激光束和能量为80W～200W的第二激光束对所述涂镀板上的焊接区域进行扫描。
在其中一个实施例中，所述涂镀板为镀锌板，所述面板为碳钢板、预涂板、拉丝面不锈钢板或镜面不锈钢板，所述面板的厚度为0.8mm～1.5mm。
在其中一个实施例中，所述对所述面板和所述涂镀板进行除油除污清理的步骤包括利用清洗液对所述面板和所述涂镀板进行清洗并用干燥的压缩空气吹干所述面板和所述涂镀板。
在其中一个实施例中，采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接时，通过液氮喷枪朝所述面板远离所述涂镀板的表面喷射液氮。
在其中一个实施例中，所述液氮喷枪与所述面板的夹角为10°～45°。
在其中一个实施例中，所述液氮喷枪的末端与所述光纤激光器出射的激光束的距离为20mm～60mm。
在其中一个实施例中，采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接时，所述液氮喷枪和所述光纤激光器射出的激光束保持同步移动。
具体实施方式
一种激光焊接方法，用于将涂镀板焊接于面板上，涂镀板包括基板和覆盖于基板的镀层，包括以下步骤：
步骤S110，对面板和涂镀板进行除油除污清理；
步骤S120，去除涂镀板上位于焊接区域内的镀层；
步骤S130，将面板和涂镀板贴合并夹紧；
步骤S140，采用光纤激光器对涂镀板和面板进行焊接，其中，光纤激光器的光纤芯径小于50μm，焊接速度大于或等于5m/min，离焦量为-5mm～5mm。
上述激光焊接方法，采用光纤激光器进行焊接，面板和涂镀板的连接更牢固，此外，由于光纤激光器发射的激光能量呈高斯分布，具有光斑能量高度集中的优势，能够有效减少光斑周围热输入量，从而在对涂镀板去除镀层的区域进行焊接时，有效避免镀层的存在产生大量的飞溅而在面板背面形成痕迹。
光纤芯径越小，光斑直径越小，能量密度越高，则形成的焊缝宽度越窄，选用光纤芯径小于50μm的光纤激光器，则激光器的功率较低，能够减少焊接过程中焊接热输入量。在其余工艺参数相同的条件下，焊接速度越小热输入量越大，焊缝越宽，通过控制焊接速度不小于5m/min，以减少焊接热输入量。离焦量的绝对值越大则光斑尺寸越大，激光能量越分散，焊接深度相同的条件下离焦越大，焊接功率更高，相应的热输入量也越大，将离焦量限制在±5mm之内，能够控制热输入量，防止面板上背面痕迹的产生。
步骤S110中，对面板和涂镀板进行除油除污清理的步骤包括利用清洗液对面板和涂镀板进行清洗并用干燥的压缩空气吹干面板和涂镀板。进一步地，可将面板和涂镀板放置于超声波清洗机中用酒精清洗15分钟，然后用无尘布充分擦拭干净，并利用干燥的压缩空气吹净，确保焊接区域内无残留油污及其他颗粒。
步骤S120中，去除涂镀板上位于焊接区域内的镀层可采用机械打磨法、化学腐蚀法或激光烧蚀法去除镀层，待去除的镀层的宽度为0.2mm～2mm，被去除的镀层厚度占镀层总厚度的比例大于或等于80％。
镀层通常为锌或锌合金。由于涂镀板上镀层的熔点通常低于基板的熔点，在焊接过程中由于受热而产生大量的金属蒸汽，导致明显的飞溅，通过去除涂镀板上位于焊接区域内的镀层，能够进一步避免出现金属蒸汽而导致焊接过程中面板上产生背面痕迹。
需要说明的是，只需去除涂镀板上位于焊接区域内的镀层，即待去除的镀层的宽度为0.2mm～2mm，被去除的镀层厚度占镀层总厚度的比例大于或等于80％，防止涂镀板的基板完全暴露在空气中而发生腐蚀。
化学腐蚀法包括用盐酸腐蚀涂镀板上位于焊接区域内的镀层。
激光烧蚀法包括依次选用能量为300W～450W的第一激光束和能量为80W～200W的第二激光束对涂镀板上的焊接区域进行扫描。采用能量为300W～450W的第一激光束进行扫描时，利用高能量密度激光束冲击涂镀板表面的镀锌层，使大部分镀锌层气化脱离基板表面，同时，高能量密度激光束会使涂镀板表面出现黄化层。采用能量为80W～200W的第二激光束进行扫描，旨在利用低能量密度激光束去除涂镀板待焊接区域的黄化层。依次选用能量为300W～450W的第一激光束和能量为80W～200W的第二激光束对涂镀板上的焊接区域进行扫描，能够保证去除涂镀板表面的镀层，同时不引入其他杂质，以确保焊接质量。
涂镀板为镀锌板，面板为碳钢板、预涂板、拉丝面不锈钢板或镜面不锈钢板，面板的厚度为0.8mm～1.5mm。
步骤S140中，采用光纤激光器对涂镀板和面板进行焊接时，通过液氮喷枪朝面板远离涂镀板的表面喷射液氮，根据莱顿弗罗斯特效应，可以最大限度的消除焊接过程中面板背面的热积累效应，避免焊缝背面出现烧伤变形、氧化变色等缺陷。
进行激光焊接时，激光束的移动与液氮喷枪的移动保持同步，有效避免焊接过程中面板背面的热积累效应。液氮喷枪与面板的夹角为10°～45°。液氮喷枪的末端光纤激光器出射的激光束的距离20mm～60mm，即液氮喷枪在距离光纤激光器出射的激光束20mm～60mm位置处朝面板喷射液氮，从而保证液氮喷枪喷射出的液氮能够覆盖面板上尽可能大的区域，明显改善面板焊接区域的散热，使得焊缝背面没有任何变形和氧化变色。进一步地，液氮的喷射速度为300m/min～500m/min时，可以更显著地改善面板焊接区域的散热，焊接完成后观察焊缝背面没有任何变形和氧化变色。上述激光焊接方法尤其适用于导热系数较低的不锈钢面板。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光焊接方法，用于将涂镀板焊接于面板上，所述涂镀板包括基板和覆盖于所述基板的镀层，其特征在于，包括以下步骤：
对所述面板和所述涂镀板进行除油除污清理；
去除所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层，被去除的镀层厚度占镀层总厚度的比例等于80％；
将所述面板和所述涂镀板贴合并夹紧；
采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接，其中，所述光纤激光器的光纤芯径小于50μm，焊接速度大于或等于5m/min，离焦量为-5mm～5mm。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述去除所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层的步骤中，采用机械打磨法、化学腐蚀法或激光烧蚀法去除镀层，待去除的镀层的宽度为0.2mm～2mm。
3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述化学腐蚀法包括用盐酸腐蚀所述涂镀板上位于焊接区域内的镀层。
4.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述激光烧蚀法包括依次选用能量为300W～450W的第一激光束和能量为80W～200W的第二激光束对所述涂镀板上的焊接区域进行扫描。
5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述涂镀板为镀锌板，所述面板为碳钢板、预涂板、拉丝面不锈钢板或镜面不锈钢板，所述面板的厚度为0.8mm～1.5mm。
6.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述对所述面板和所述涂镀板进行除油除污清理的步骤包括利用清洗液对所述面板和所述涂镀板进行清洗并用干燥的压缩空气吹干所述面板和所述涂镀板。
7.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接时，通过液氮喷枪朝所述面板远离所述涂镀板的表面喷射液氮。
8.根据权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，所述液氮喷枪与所述面板的夹角为10°～45°。
9.根据权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，所述液氮喷枪的末端与所述光纤激光器出射的激光束的距离为20mm～60mm。
10.根据权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，采用光纤激光器对所述涂镀板和所述面板进行焊接时，所述液氮喷枪和所述光纤激光器射出的激光束保持同步移动。
CN201810404830.9A 2018-04-28 2018-04-28 激光焊接方法 Active CN108581198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810404830.9A CN108581198B (zh) 2018-04-28 2018-04-28 激光焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810404830.9A CN108581198B (zh) 2018-04-28 2018-04-28 激光焊接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108581198A CN108581198A (zh) 2018-09-28
CN108581198B true CN108581198B (zh) 2020-10-16

Family

ID=63620190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810404830.9A Active CN108581198B (zh) 2018-04-28 2018-04-28 激光焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108581198B (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2274257A (en) * 1993-01-19 1994-07-20 British Aerospace Method of preparing and welding zinc coated steel
CN101905379B (zh) * 2010-08-05 2012-11-21 武汉钢铁(集团)公司 高强耐候冷轧集装箱镀层板激光焊接工艺
CN106077954B (zh) * 2016-07-11 2018-01-30 长沙理工大学 一种非熔透激光焊接方法
CN106334875A (zh) * 2016-10-27 2017-01-18 宝山钢铁股份有限公司 一种带铝或者铝合金镀层的钢制焊接部件及其制造方法
CN106583925B (zh) * 2016-12-07 2018-07-31 上海临仕激光科技有限公司 一种汽车用镀锌钢板的激光焊接方法
CN107030382B (zh) * 2017-05-31 2018-10-02 长沙理工大学 一种镀锌钢板激光叠接焊接方法
CN107243694B (zh) * 2017-07-19 2019-08-30 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种汽车用镀锌板的叠焊方法
CN107900519A (zh) * 2017-11-16 2018-04-13 广州中国科学院工业技术研究院 电池外壳激光封焊的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108581198A (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108436270B (zh) 一种用于铝合金激光焊接的表面预处理方法
CN106583925B (zh) 一种汽车用镀锌钢板的激光焊接方法
JP2007039716A (ja) レーザー光によるメッキ層剥離方法、加工メッキ鋼板、作業機械の防錆燃料タンク及びレーザー加工機
CN102861990A (zh) 一种提高铝合金激光焊接过程中熔深的方法
JP2009545455A (ja) 耐食性及び加工性を有する金属薄板の製造方法
CN106862177B (zh) 钢丝绳油污的激光清洗设备及方法
CN113732519B (zh) 一种铝合金飞机蒙皮激光除漆工艺参数设计方法
CN112894132A (zh) 铝-钢异种材料激光焊接的方法
CN105149789A (zh) 0.5mm镀锌板角接激光焊接工艺
CN110042390A (zh) 一种压铸模具的柔性贴膜激光熔覆强化方法
CN108581198B (zh) 激光焊接方法
CN107245724A (zh) 一种镁合金工件焊前表面激光清洗方法
JP2013176785A (ja) 金属接合部材の製造方法及び金属接合部材
CN111218703A (zh) 一种激光清洗辅助的电镀加工方法
CN112007919B (zh) 一种不锈钢表面脉冲激光清洗形成非晶纳米晶改性层的方法
CN206277035U (zh) 一种汽车用镀锌钢板的激光焊接装置
CN110682010A (zh) 一种激光切割或打孔产生的金属挂渣去除方法
CN116851870A (zh) 一种水下湿法电弧焊接或增材制造装置及使用方法
CN107052550B (zh) 一种镀锌钢板焊接方法
CN113681162B (zh) 一种多尺寸表面微结构复合调控的铝不锈钢激光连接方法
CN115478237A (zh) 一种热镀锌钢卷及其生产工艺
CN114012261A (zh) 一种有色金属激光焊接方法
CN110420935B (zh) 一种激光清洗-毛化复合加工头
JP2019517624A (ja) 溶接により接合した鉄製部品の洗浄前処理の方法
KR101552115B1 (ko) 메탈 피씨비용 알루미늄 가공방법 및 여러 종류의 금속 가공시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210928

Address after: 518000 No. 9988 Shennan Road, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong

Patentee after: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd.

Patentee after: Tianjin Han's Intelligent Equipment Co.,Ltd.

Address before: 518051 Dazu laser building, 9 new West Road, North Nanshan District high tech park, Shenzhen, Guangdong

Patentee before: HAN'S LASER TECHNOLOGY INDUSTRY GROUP Co.,Ltd.

Patentee before: HAN'S LASER SMART EQUIPMENT GROUP Co.,Ltd.