振镜扫描式激光叠焊镀锌钢板工艺研究

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1、第３４卷第６期应用激光Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．６２０１４年１２月ＡＰＰＬＩＥＤＬＡＳＥＲＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１４振镜扫描式激光叠焊镀锌钢板工艺研究刘源１，冯爱新１，３，罗敬文２，王博１，钟国旗１，周俭４，许炎４，曹宇３（１江苏大学机械工程学院，江苏镇江２１２０１３；２上海团结普瑞玛激光设备有限公司，上海２０１１１１；３温州大学机电工程学院，浙江温州３２５０３５；４温州冠盛汽车零部件集团有限公司，浙江温州３２５００６）摘要针对短距离激光叠焊镀锌钢板易产生气孔、裂纹、凹坑等缺陷，采用上海团结普瑞玛激光设备有限公司提供的振镜扫描式激光焊接机，在叠焊开始

2、阶段增加一段功率缓升曲线，在叠焊末端增加一段功率缓降曲线，通过设置起始功率、结束功率、作用距离等参数，对短距离镀锌钢板激光叠焊进行工艺试验。研究发现，起始阶段的功率爬升曲线有助于改善叠焊起始阶段焊缝余高过高及裂纹问题，末端的功率缓降曲线有助于改善叠焊凹坑过深及焊接裂纹问题。关键词激光叠焊；镀锌钢板；焊接工艺；焊缝质量中图分类号：ＴＧ４５６．７文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＡＬ２０１４３４０６．５７７ＴｈｅＳｔｕｄｙｏｆＬａｓｅｒＬａｐＷｅｌｄｉｎｇＧａｌｖａｎｉｚｅｄＳｔｅｅｌＵｓｉｎｇＧａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒＳｃａｎｎｉｎｇ１，Ｆｅ

3、ｎｇＡｉｘｉｎ１，３，ＬｕｏＪｉｎｇｗｅｎ２，ＷａｎｇＢｏ１，ＺｈｏｎｇＧｕｏｑｉ１，ＺｈｏｕＪｉａｎ４，ＬｉｕＹｕａｎ４，ＣａｏＹｕ３ＸｕＹａｎ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ；２ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｔｙＰｒｉｍａＬａｓｅｒＭａｃｈｉｎｅｒｙＣＯ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１１１，Ｃｈｉｎａ；３ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｅｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓ

4、ｉｔｙ，Ｗｅｎｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３２５０３５，Ｃｈｉｎａ；４ＷｅｎｚｈｏｕＧｕａｎｓｈｅｎｇＡｕｔｏＰａｒｔｓＧｒｏｕｐＬｉｍｉｔｅｄ，Ｗｅｎｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ３２５００６，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｔｉｓｅａｓｙｔｏｐｒｏｄｕｃｅｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｃｒａｃｋ，ｃｏｎｃａｖｉｔｙａｎｄｏｔｈｅｒｄｅｆｅｃｔｓｆｏｒａｓｈｏｒｔ－ｒａｎｇｅｌａｓｅｒｌａｐｗｅｌｄｉｎｇｇａｌｖａｎｉｚｅｄｓｔｅｅｌｂｙｇａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒｓｃａｎｎｉｎｇ．Ｕｓｉｎｇｇａｌｖａｎｏｍｅｔｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｌａｓｅｒｗｅｌｄｉｎｇｍａｃｈ

5、ｉｎｅｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｔｙＰｒｉｍａＬａｓｅｒＭａ－ｃｈｉｎｅｒｙＣｏ．Ｌｔｄ．，ｒａｍｐ－ｕｐｐｕｌｓｅｓｈａｐｅｉｓａｄｄｅｄａｔｔｈｅｂｅｇｉｎｎｉｎｇａｎｄｃｏｏｌ－ｄｏｗｎｐｕｌｓｅｓｈａｐｅｉｓａｄｄｅｄａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｌａｓｅｒｌａｐｗｅｌｄｉｎｇ．Ｂｙｓｅｔｔｉｎｇｔｈｅｓｔａｒｔｉｎｇｐｏｗｅｒ，ｔｈｅｅｎｄｉｎｇｐｏｗｅｒ，ｔｈｅｔｉｍｅａｎｄｏｔｈｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｓｈｏｒｔ－ｒａｎｇｅｌａｓｅｒｌａｐｗｅｌｄｉｎｇｇａｌ－ｖａｎｉｚｅｄｓｔｅｅｌ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈ

6、ｏｗｓｔｈａｔｗｅｌｄｉｎｇｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｎｄｗｅｌｄｉｎｇｃｒａｃｋｃａｎｂｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙｒａｍｐ－ｕｐｐｕｌｓｅｓｈａｐｅａｔｔｈｅｂｅ－ｇｉｎｎｉｎｇ，ｃｏｎｃａｖｉｔｙａｎｄｃｒａｃｋｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙｃｏｏｌ－ｄｏｗｎｐｕｌｓｅｓｈａｐｅａｔｔｈｅｅｎｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌａｓｅｒｌａｐｗｅｌｄｉｎｇ；ｇａｌｖａｎｉｚｅｄｓｔｅｅｌ；ｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓ；ｗｅｌｄｉｎｇｓｅａｍｑｕａｌｉｔｙ０引言当采用镀锌钢板焊接时，最薄弱的环节是搭接接［２］头的性能。激光焊接在汽车工业中充分发挥了其先

7、进、快速、灵活的加工特点，它既是汽车新产品开发的对于镀锌钢板的激光叠焊而言，镀锌层在高功技术保证，又是高质量、低成本生产不可或缺的技率密度的激光作用下，形成了锌蒸汽及其离子云，不术手段［１］。随着汽车轻量化的发展，高强度镀锌仅会影响焊缝对激光功率的吸收，发生未焊透现象，［３］同时也会严重影响焊缝的形状和质量，出现裂纹、钢板已成为汽车生产中需求量最大的材料之一，收稿日期：２０１４－０９－０１；收到修改稿日期：２０１４－１１－１８基金项目：科技部中俄双边政府间２０１４－２０１５科技合作资助项目（项目编号：ＣＲ１７－１１）；浙江省国际科技合作专项资

8、助项目（项目编号：２０１３Ｃ１４００７）；国家自然科学基金资助项目（项目编号：５１１７５２３７，５１３０５０５０）；温州市工业科技研究开发资助项目（项目编号：Ｊ２０