CN204771189U - 一种激光穿透焊接的焊缝结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光穿透焊接的焊缝结构，可应用于汽车零部件天窗的激光焊接。是在曲面两层钢板零件的连接处，设置C形的焊接焊缝轨迹形式，所述？C形焊缝轨迹，是不封闭的腰形线，其两头为半圆，C形焊缝宽度为激光照射后融化金属形成的焊缝，其宽度值为两连接板材较薄板材的厚度值。本实用新型有效地解决曲面上下两板激光穿透焊接连接的强度、刚度问题。

Description

一种激光穿透焊接的焊缝结构

技术领域

本实用新型涉及一种激光穿透焊接的焊缝结构，可应用于汽车零部件天窗的激光焊接。

背景技术

激光焊接在汽车零部件制造领域，由于焊接热影响区域小、焊接速度快，应用越来越广泛。对于两层板的激光穿透焊接，采用激光穿透两层板，将两层板之间金属熔化，冷却后形成焊缝，实现两层板间的连接。

由于焊接中激光束的聚集，使得零件表面金属迅速熔化，对有镀锌层的板材，由于镀层熔点低，镀层会迅速汽化形成熔渣颗粒，当激光穿透焊接时，镀层的汽化熔渣颗粒存在于两层板之间，在焊缝中形成夹渣、气孔，从而直接影响到焊接焊缝的成形性，并影响到焊接强度。

具体在汽车零部件天窗的开发中，天窗的外表面为曲面，下面贴合的加强件，选用的都是镀锌板材，在采用激光焊接时，遭遇了大面积连接、及镀锌层的汽化影响焊接强度问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中弧型曲面两层镀锌板材的激光穿透焊接的上下层板间激光穿透焊接镀层熔渣颗粒问题、焊缝成形性以及焊接强度。

本实用新型的具体技术方案是：一种激光穿透焊接的焊缝结构，是在曲面两层钢板零件的连接处，设置C形的焊接焊缝轨迹形式，所述C形焊缝轨迹，是不封闭的腰形线，其两头为半圆，C形焊缝宽度为激光照射后融化金属形成的焊缝，其宽度值为两连接板材较薄板材的厚度值，C形焊缝的具体尺寸可根据连接零件的大小确定，可以通过调整焊接工艺参数来实现。

进一步的，上述曲面两层钢板零件的上层曲面镀层钢板厚度在1~1.5mm；下层加强镀层钢板的厚度在1.5~2mm

进一步的，在上述两层板之间设置焊接间隙，以容接钢板镀层汽化的熔渣颗粒；所述焊接间隙设置是在焊缝处，在下板上，设有一凹塘，凹塘的深度取值在0.1~0.2mm，凹塘的周界由焊缝尺寸a*b及凹塘界宽度确定，凹塘的界宽取值5~7mm；下板通过夹具定位装配后，贴合在上板下面，在上、下板之间，形成焊缝间隙。

进一步的，上述焊接间隙取值为0.1~0.2mm。

当焊接时，采用C形的焊缝结构，增大焊接点的面积区域，增加两层板的连接强度、刚度；在上、下两层板间设置间隙，容接镀层汽化的熔渣颗粒，增强焊缝的成形性，增加了焊缝强度。

本实用新型采用C形焊缝，均匀布置于天窗零件表面，减少激光连续一字焊接的变形问题，在上下板设置合理间隙，保证上板的完整美观、又解决了镀层汽化颗粒对焊接的影响。

附图说明

图1是本实用新型C形焊缝的结构示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是下层零件的凹塘成型结构示意图。

图4是图3中的B-B剖视图。

图5是本实用新型焊缝强度试验拉伸曲线图。

图中：

1-上层曲面镀锌板材，厚度在1~1.5mm；

2-下层加强件镀锌板，厚度在1.5~2mm；

3-C形焊缝,焊缝尺寸用a*b表示，a为C形宽、b为C形长；

4-焊缝处上下板间隙，间隙取值为0.1~0.2mm;

5-下板凹塘界宽（距离C形焊缝尺寸），一般取值5~7mm；

6-下层板凹塘深度，取值为0.1~0.2mm；

7-凹塘周界；

8-焊缝宽度，为两焊接板材薄板的厚度。

具体实施方式

在汽车零部件天窗的开发中，天窗的上板1面为曲面，下板2是左右加强件，通过激光焊接在上板1上，焊缝采用C形焊缝；在下板2上，在C形焊缝周边处，制造处深度为0.15mm的凹塘，容接上下板层间的汽化镀层熔渣颗粒，焊接后的产品，焊缝经强度测试，达到了汽车零部件焊接强度要求。而现有没有设置下板凹塘形成间隙焊接时，焊缝成形后，焊接强度不符合要求。

如图1~4所示，选取天窗焊接总成件上2号焊缝,上层板厚度为1.5mm、材料牌号为HC300BDZ50/50，下层板厚度2mm、材料牌号为H380LAZ50/50,由材料牌号确定了焊接板材的强度最小值为300MPa。两层板叠起后采用激光穿透焊接，焊缝外形尺寸为a*b=6*12，焊缝尺寸用a*b表示，a为C形宽、b为C形长。即在曲面上设立C形焊缝，尺寸在a=6mm、b=12mm，相比通常的一字焊缝，连接区域面积增大，增加了零件的连接刚性。焊接的激光轨迹，按在a=6mm、b=12mm的C形长腰线进行布置。

焊接间隙的形成，是在下板2零件上，用冷冲成型的方法，将零件表面向下压出一个凹坑，形成0.1~0.2mm深的凹塘，当下板与上班装配贴合后，在上下板1、2之间，形成一定的间隙空间4，该两层板之间的间隙为0.15mm，可容接激光穿透焊接时上下板间的镀层汽化的熔渣颗粒，在焊缝成形过程中，这些汽化的熔渣颗粒的逃逸，减少了焊缝金属的夹渣、气孔，增强了焊缝强度。

两层镀锌板连接焊接，板材为曲面形状，采用如图1的C型焊缝形状，增大区域的连接面积。为了解决上下板层间的镀锌金属汽化颗粒的逃逸空间，在下层板上面，沿C型焊缝周边，成型一个凹塘坑，与上层板贴合后，在C型焊缝处四周，形成间隙（见图1中间隙4），当激光束从板材的上层（见图1激光焊接方向），穿透上板后到达下层板表面，上下板面汽化的金属镀层熔渣颗粒，逃逸在上下板的间隙里，这样很大程度上，减少了汽化的颗粒对焊缝成形的影响。

如图5由拉升试验曲线图所示，拉力为14.33kN,焊缝截面积34.05平方毫米，计算焊缝的抗拉强度为420.85MPa,已大于材料的强度最小值300MPa，满足焊接要求。

本实用新型有效地解决曲面上下两板激光穿透焊接连接的强度、刚度问题。

Claims (4)

1.一种激光穿透焊接的焊缝结构，其特征在于，是在曲面两层钢板零件的连接处，设置C形的焊接焊缝轨迹形式，所述C形焊缝轨迹，是不封闭的腰形线，其两头为半圆，C形焊缝宽度为激光照射后融化金属形成的焊缝，其宽度值为两连接板材较薄板材的厚度值。

2.根据权利要求1所述的一种激光穿透焊接的焊缝结构，其特征在于，所述曲面两层钢板零件的上层曲面镀层钢板厚度在1~1.5mm；下层加强镀层钢板的厚度在1.5~2mm。

3.根据权利要求1所述的一种激光穿透焊接的焊缝结构，其特征在于，在所述两层板之间设置焊接间隙，以容接钢板镀层汽化的熔渣颗粒；所述焊接间隙设置是在焊缝处，在下板上，设有一凹塘，凹塘的深度取值在0.1~0.2mm，凹塘的界宽取值5~7mm。

4.根据权利要求3所述的一种激光穿透焊接的焊缝结构，其特征在于，所述焊接间隙取值为0.1~0.2mm。