[发明专利]激光焊接工艺

说明书

本发明公开了一种激光焊接工艺。公开了一种用于将第一部件和第二部件焊接在一起的方法。首先通过在第一部件的一侧上引导激光束而在第一部件上形成分隔焊道。随后将第二部件装配到第一部件的一侧。之后通过在分隔焊道附近按照局部圆形图案引导第二激光束而将第二部件焊接到第一部件。焊缝的端部终止于局部圆形图案的径向内部。

技术领域

本公开涉及用于焊接具有防腐层的部件的激光焊接工艺。

背景技术

多种焊接工艺用于将薄金属面板或其它类型的部件接合在一起。激光焊接是一种具有以下优势的焊接工艺：诸如能够从将要被焊接的部件的一侧进行焊接而不需接近将要被焊接的部件的背侧(在点焊或阻焊时需要)。激光焊接还可在没有填充焊丝的情况下(如手工惰性气体保护(MIG)焊接或钨极惰性气体保护(TIG)焊接)执行。激光焊接消除了焊嘴、焊条和焊枪的维护。

涂覆有锌或锌基涂层组分的防腐层的焊接件因涂层具有比钢基板低的熔点而产生关于激光焊接工艺方面的问题。当在激光焊接操作期间涂层被加热时，涂层蒸发产生烟流和气体排放。通过在焊接区域吹动空气来将烟流从激光路径移除。由涂覆到以面对面的关系装配在一起的两个部件的区域的涂层蒸发所产生的气体排放必须被允许从面板之间排出，否则气体排放可通过熔化的激光焊缝向上冒泡并在焊缝中产生气孔。

曾有人提出通过使用“驼峰效应(humping effect)”(其中，激光用于加热将要被接合在一起的两个面板之一的内表面)在面板之间设置一系列突起(protuberance)或凸块(bump)。在面板面对面放置以使突起位于面板之间之后，激光焊缝形成在组件的一侧，同时来自涂层的排气通过在面板之间由凸块形突起所创建的空隙排出。凸块形突起的一个问题是难以一致地控制凸块的高度。

以面对面关系布置的激光焊接面板的另一问题是焊接可能在焊缝的末端产生增多的气孔。如果气孔影响大于特定长度的焊缝时，则焊缝中的气孔是不可接受的。取代点焊缝的激光焊缝通常被配置为直径小于9mm并具有25mm的曲线长度的C形。如果产生过多的气孔，则没有足够的空间来延伸C形焊缝的长度。

本公开旨在通过减少焊接气孔来解决促进涂层进行排气并保证焊接质量的问题，并解决关于激光焊接的其它问题。

发明内容

根据本公开的一方面，公开一种用于将第一部件和第二部件焊接在一起的方法。首先通过在第一部件的一侧上引导激光束而在第一部件上形成分隔焊道。随后将第二部件装配到所述第一部件的一侧。随后通过在分隔焊道附近按照局部圆形图案引导第二激光束并形成终止于局部圆形图案的径向内侧的焊缝端部而将第二部件焊接到第一部件。

根据本公开的另一方面，所述方法还包括：在第一部件和第二部件中的至少一个上设置涂层，并使涂层从由分隔焊道分隔的第一部件与第二部件之间排气，其中，在装配步骤中，在第一部件和第二部件装配在一起时，所述涂层位于第一部件与第二部件之间。

形成分隔焊道的步骤可通过在所述第一部件的一侧上朝向间隔开的位置引导第一激光束而形成间隔开的多个升高区域来执行。将第二部件焊接到第一部件的步骤可通过在间隔开的升高区域外侧按照局部圆形路径引导第二激光束来执行，所述焊缝端部形成在局部圆形路径内侧。

形成分隔焊道的步骤可通过在C形路径中引导第一激光束而形成C形焊道来执行。将第二部件焊接到第一部件的步骤可通过在C形焊道外侧按照局部圆形路径引导第二激光束来执行，所述焊缝端部形成在C形焊道内侧。

形成分隔焊道的步骤可通过按照第一C形路径引导第一激光束而形成第一C形焊道并通过按照位于第一C形路径的径向外侧的第二C形路径引导第一激光束而形成第二C形焊道来执行。将第二部件焊接到第一部件的步骤可通过按照第一C形焊道与第二C形焊道之间的局部圆形路径引导第二激光束来执行，所述焊缝端部形成在第一C形焊道内侧。