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《镀锌钢板的CO_2激光焊焊接性_崔怀洋》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第4期焊接学报Vol.25No.42004年8月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONAugust2004镀锌钢板的CO2激光焊焊接性1,222崔怀洋,陈铠,左铁钏(1.北京航空航天大学应用物理系,北京100083;2.北京工业大学国家产学研激光中心,北京100022)摘要:以裁焊板工业生产为背景,对汽车用镀锌钢板的CO2激光切割板坯的CO2激光焊焊接性进行了试验研究。对于不等厚和等厚的镀锌板拼接进行CO2激光焊接,在激光功率4000W时其焊接速度可达0.1m/s。对镀锌钢板激光切口拼接的激光焊接与
2、铣口拼接的激光焊接的焊缝形貌和硬度进行了比较,它们产生的焊缝宽度在0.5～1.0mm范围,激光焊缝最大硬度比母材硬度高出1～1.5倍,激光焊接对激光切口拼接与铣口拼接两者都可获得等同的宏观焊接质量。关键词:裁焊板;激光焊接;镀锌钢板中图分类号:TG665文献标识码:A文章编号:0253-360X(2004)04-115-04崔怀洋0序言近年来,国外广泛使用了裁焊板(Tailoredweld2edblank)以降低汽车制造成本。裁焊板是几种不同强度、厚度和镀层的钢板焊接在一起构成一块平板,[1～4]它被用来冲压成一个完整的汽车部件。图1为采用裁焊板制
3、造的几种典型的汽车部件,它们结构复杂,板厚不等,是厚度0.8～1.8mm的大块薄板,加工过程中需要用专门设计的高精度装夹具。在裁焊板生产中,一些工厂的生产方法为,镀锌钢板由精密剪床裁剪后,再拼接,由压滚焊焊接成裁[1][1,5]焊板。也有采用激光焊接取代压滚焊。激光图1裁焊板制造的几种典型汽车部件,焊接具有许多优点,它具有的狭窄焊缝使得镀锌钢其长2～4m,宽2～3m[5]板的防腐蚀性和深冲性能几乎不受焊接影响。Fig.1Typicalpartsmadeoftailoredweldedblanksfor现在的激光加工系统具有较好的激光光束质carma
4、nufacture,withsizeofabout2～4m量,它往往即可进行高质量的金属焊接又可进行高longand2～3mwidth质量的金属切割。因此,作者采用激光切割取代裁设计了薄板激光焊接的装夹具以控制拼接的动态精焊板生产中的精密剪切和激光焊接取代压滚焊的技确度。为了控制裁焊板激光焊接的焊缝形貌,术方案,以裁焊板生产为背景,对汽车用镀锌钢板的[9]Mombo-CaristanJ-C等设计了焊接过程的在线CO2激光切割板坯的CO2激光焊焊接性进行了试监控系统,以及质量统计方法。验研究。针对锌的影响,以及激光焊接的薄板还要适合镀锌钢板的CO2激
5、光焊接中存在的主要问[6～8]于后续的深冲加工(制造汽车部件),作者对焊接性题有,锌易蒸发,易形成等离子体并对激光束研究主要解决以下问题。有屏蔽阻断作用,另外,薄板拼接的准确性对激光焊[6](1)要抑制激光焊接中的光致等离子体对激光接有直接影响。PecasP等在激光焊接过程中采传输的影响。即采用侧吹保护气体的方法把锌的影用与激光束同轴吹保护气体抑制等离子体,并专门响减小到最低限度。收稿日期:2003-03-14(2)焊接强度要大于或等于母板,焊接板的成116焊接学报第25卷形性要好于或等于母板。因此研究了各种工艺参数下的激光焊缝显微结构和硬度分布,
6、以优化激光焊2试验结果与分析接工艺。试验中使用的激光光束能量束腰半径约2.1锌对激光焊接的影响0.2mm,它对被焊接的薄板有很高的规格要求,薄锌在多大程度上影响大功率激光焊接过程,取板边缘必须平直和方正。例如,要焊接长1m决于镀锌层厚度、激光功率密度和控制措施等因素。厚1mm的薄板,拼缝间隙不能大于0.1mm,那么锌的沸点为906℃,易于蒸发,在未采取任何控制措缝长与缝宽的比值不能大于0.01%。由于激光焊施的情况下,锌的蒸发不仅会导致表面镀锌层的大接过程中存在热应力,因此这个拼接要求必须是在面积破坏,还会由于锌蒸气的等离子体屏蔽而阻断动态下实现。
7、所以,使用数控机床CO2激光切割以[3,6,7]激光束传输,从而造成焊接行为的不稳定。为求切口平直和方正。而薄板边缘必须清洁。任何线此,在镀锌钢板的大功率激光焊接中,通常采用对焊度大于0.1mm的灰尘颗粒都可能给焊缝带来瑕逢吹保护气以抑制等离子体形成。疵。因此要求作业现场清洁。试验中,采用对焊逢侧吹保护气以抑制焊接中锌的等离子体形成,同时也在一定程度上抑制了铁1试验材料和试验方法的等离子体形成。对汽车用镀锌钢板,钢板厚0.8～2mm,镀锌层厚度约10～20μm,锌物质含量试验材料为上海宝山钢铁厂生产的热镀锌约1%左右,采用对激光焊接侧吹保护气的方法
8、后ST04Z钢板、ST06Z钢板、电镀锌SECE钢板和热镀锌对激光焊接的影响已降低到很弱的程度。锌IF钢板,它们的厚度分别
