[发明专利]镀锌钢板制部件用的激光搭接焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及镀锌钢板制部件用的激光搭接焊方法。

背景技术

考虑到耐腐蚀性，汽车的车身的很多部分中使用镀锌板。由镀锌板制成的用于形成车身部件的板被加压成型为三维形状并且在所述三维形状的外周部分处被焊接在一起，由此形成以强度上具有优势的中空截面为基础的车身结构。通常，这些车身板主要借助于点焊而被整合。然而，现在引入激光焊接作为允许以更高速度进行处理的可选技术。

已知的是，由于汽化锌(vaporized zinc)可能吹走熔化金属或作为气泡留在熔化金属中，所以当将镀锌板彼此紧密地重叠并且使用激光将镀锌板彼此焊接时，汽化锌可能导致诸如气孔等焊接缺陷。为了避免该问题，JP2571976B和JP10-216974A公开了如下技术：在任一镀锌板上形成突起，以形成在镀锌板彼此重叠的状态下用于排出锌蒸汽的间隙。

由于汽车的车身板通过加压成型而形成，所以在加压成型处理之后，通过利用配置在加压模内部的冲头使受压部件经受压印处理(embossing process)而在所述受压部件上形成突起。然而，当在原本设计为适用于点焊的部件上进行激光焊接时，所述部件并非设计为允许配置激光焊接所必需的突起。结果，存在由于有限的空间和接合表面上出现倾斜而不能布置突起的问题。还存在因为增加的突起而需要改变焊接位置的另一问题。

如果焊接位置被改变，则车身结构的强度性能和耐冲击性能被改变。由此，车身结构将需要再次经历性能确定试验。而且，新设计的部件不能直接利用以点焊为前提积累的设计数据。所述问题已经成为引入激光焊接的相当大的障碍。

而且，加压成型通常是单向加工，并且压印处理也沿与加压方向相同的方向执行。然而，汽车用的受压部件被形成为具有许多倾斜表面和弯曲表面的三维形状。因此，如果例如如图5的(A)所示在这些表面中的任一个表面上执行与加压方向P方向相同的压印处理(63)，则该处理不与被处理面71平行。

由此加工出的突起61在偏离冲头63的中央部63a的位置处具有实际的顶点61a。因此，顶点61a的凸出量(g′)与偏差61e成比例地增大，并且如图5的(B)所示，在相配部件81搭接在突起61上的状态下不能形成适当的间隙(形成了比设计间隙g大的间隙g′)。另外，当该突起61被夹紧在夹具64和65之间时，夹紧力不均匀地施加到相配部件81并且由于保持条件变得不稳定难以在接合表面之间维持均匀间隙。由此，不能获得良好的焊接质量。

发明内容

鉴于上述状况完成了本发明。本发明的目的是提供一种激光搭接焊方法，甚至当该方法应用于可以具有倾斜表面和弯曲表面的三维形状的受压部件的接合表面时仍能稳定地形成排出锌蒸汽用的均匀间隙，并且该方法能够获得良好的焊接质量。

为了解决上述问题，一种镀锌钢板制部件用的激光搭接焊方法包括如下步骤：由镀锌钢板加压成型两个部件，使得所述两个部件包括在所述两个部件的相对表面将要焊接到一起的细长的接合区域，并且沿所述两个部件的所述接合区域中的至少一个接合区域的纵向以预定间隔在该接合区域上形成多个突起；将所述两个部件保持在所述接合区域彼此重叠的状态，使得在所述接合区域之间形成与所述突起的高度对应的间隙；以及将激光照射到所述两个部件的重叠的所述接合区域的一个表面上，使得重叠的所述接合区域被所述激光的能量熔化和焊接，并且伴随熔化产生的锌气体经由所述间隙被排出，其中，所述加压成型的步骤包括通过在与加压方向相同的方向上凸出的冲头加工所述多个突起，并且所述多个突起包括脊状突起，各所述脊状突起位于所述接合区域的相对于所述加压方向倾斜的倾斜部分并且各所述脊状突起与所述接合区域的所述倾斜部分的相对于所述加压方向的等高线平行地延伸。

根据该方法，相对于加压方向的等高线甚至当接合区域向加压方向倾斜时也相对于加压方向保持平坦。因此，能够通过使用具有相对于加压方向平坦的脊线的冲头来加工平行于等高线延伸的脊状突起。而且，能够与接合区域的曲率或倾角无关地使脊状突起设置有沿着脊线的距离接合区域的恒定高度，使得甚至在受压部件的接合区域具有三维形状的情况下，也能够稳定地形成排出锌蒸汽用的均匀间隙。由此，能够获得良好的焊接质量。

所述接合区域的相对于所述加压方向倾斜的倾斜部分在所述加压成型的步骤中形成为与正交于所述加压方向的基准轴线的方向平行的可展曲面，并且各所述脊状突起均形成为沿所述基准轴线的方向延伸的脊状突起。