一种镀镍磷钢的焊接方法技术

本发明专利技术实施例提供一种镀镍磷钢的焊接方法，该焊接方法包括：通过第一激光模块用于输出第一激光；通过第二激光模块用于输出第二激光；通过激光转接头用于输出复合激光，以使得通过复合激光对待焊接区域进行焊接，复合激光包括第一激光和第二激光，第一激光的聚焦光斑直径小于第二激光的聚焦光斑直径，且复合激光中第一激光和第二激光同轴，待焊接区域为两块镀镍磷钢的接触区域。本发明专利技术实施例通过使用两种聚焦光斑直径大小不同的两束激光，通过小聚焦光斑直径的激光保证焊缝熔深和焊接效率，通过大聚焦光斑直径的激光破坏待焊处磷层、扩大熔池体积以及延缓熔池冷却速度，以便减少焊接过程中出现的大量气孔的问题。

A Welding Method for Nickel-plated Phosphorus Steel

The embodiment of the present invention provides a welding method for nickel-plated phosphorus steel. The welding method includes: using the first laser module to output the first laser; using the second laser module to output the second laser; and using the laser adapter to output the composite laser so that the welding area can be welded by the composite laser. The composite laser includes the first laser and the second laser. The focal spot diameter of the laser is smaller than that of the second laser, and the first laser and the second laser are coaxial in the composite laser. The welding area is the contact area of two pieces of nickel-plated phosphorus steel. The embodiment of the present invention uses two laser beams with different focal spot diameters to ensure weld penetration and welding efficiency by laser with small focal spot diameters, destroys the phosphorus layer at the welding site by laser with large focal spot diameters, enlarges the volume of the molten pool and delays the cooling speed of the molten pool, so as to reduce the problem of a large number of gas holes in the welding process.

【技术实现步骤摘要】
一种镀镍磷钢的焊接方法
本专利技术实施例涉及激光焊接
，尤其涉及一种镀镍磷钢的焊接方法。
技术介绍
化学镀镍磷适用于铁件、钢件、磷合金、浸磷处理后的铝合金及铜合金表面镀镍磷合金层。无毒、无重金属、环保。不需电镀设备。只需恒温装置，镀层是光亮的镍磷合金层，耐蚀性极好，结合力极佳。镀液稳定性强，寿命超过12个周期。广泛应用于各种金属、非金属表面化学镀镍磷。化学镀镍磷基合金镀层，能获得均匀、致密、光亮的镍磷合金镀层，有金属光泽。因其硬度高、厚度均匀及耐磨性优异,在工业中得到了广泛应用，也因此镀镍磷钢的焊接需求越来越多，而且要求焊接后的镀镍磷钢镀磷层尽量少的损失，并能够获得高效率、高质量的焊缝。传统焊接工艺主要是采用手工电弧焊、熔化极气体保护焊、氩弧焊、电阻焊等方法来进行连接的。由于磷的熔点约为280℃，沸点约为590℃，而钢的熔点约为1540℃，采用传统工艺焊接时，当钢达到熔点时，磷早已气化，导致易产生大量气孔，磷层在电弧热的作用下剧烈蒸发，进入熔池，凝固时磷蒸汽残留在内形成大量气孔；单光纤激光焊接时，因为热输入大，作用时间短，焊缝熔深大，但是焊缝依然存在大量气孔，而采用单光纤激光或者单半导体激光等常规激光焊接也存在大量气孔的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种镀镍磷钢的焊接方法，用以解决现有技术中焊接时存在大量气孔的问题。本专利技术实施例提供一种镀镍磷钢的焊接方法，包括：通过第一激光模块用于输出第一激光；通过第二激光模块用于输出第二激光；通过激光转接头用于输出复合激光，以使得通过所述复合激光对待焊接区域进行焊接，所述复合激光包括第一激光和第二激光，所述第一激光的聚焦光斑直径小于所述第二激光的聚焦光斑直径，且所述复合激光中所述第一激光和所述第二激光同轴，所述待焊接区域为两块镀镍磷钢的接触区域。本专利技术实施例提供的一种镀镍磷钢的焊接方法，通过使用两种聚焦光斑直径大小不同的两束激光，通过小聚焦光斑直径的激光保证焊缝熔深和焊接效率，通过大聚焦光斑直径的激光破坏待焊处磷层、扩大熔池体积以及延缓熔池冷却速度，以便减少焊接过程中出现的大量气孔的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种镀镍磷钢的焊接方法的流程图；图2为本专利技术一实施例两块镀镍磷钢焊接接头为对接时的示意图；图3为本专利技术一实施例两块镀镍磷钢焊接接头为塔接时的示意图；图4为本专利技术一实施例两块镀镍磷钢焊接接头为角接时的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例一种镀镍磷钢的焊接方法的流程图，如图1所示，该焊接方法包括：S1，通过第一激光模块用于输出第一激光；S2，通过第二激光模块用于输出第二激光；S3，通过激光转接头用于输出复合激光，以使得通过所述复合激光对待焊接区域进行焊接，所述复合激光包括第一激光和第二激光，所述第一激光的聚焦光斑直径小于所述第二激光的聚焦光斑直径，且所述复合激光中所述第一激光和所述第二激光同轴，所述待焊接区域为两块镀镍磷钢的接触区域。在进行焊接之前，首先对两块镀镍磷钢的焊接位置进行去污去油清洗，然后将两块镀镍磷钢组装并固定在工作台上，使得两块镀镍磷钢的待焊处相接触，得到待焊接区域，允许待焊接区域两块镀镍磷钢接触处局部存在小于等于0.2mm的间隙量。在焊接时，通过第一激光模块输出第一激光，第二激光模块输出第二激光，第一激光的聚焦光斑直径和第二激光的聚焦光斑直径不同，因此，在焊接时第一激光和第二激光对焊接贡献的能量也不一样。在激光转接头部分对第一激光和第二激光进行处理，使得最后得到的复合激光为一束光，也就是说第一激光和第二激光同轴，并且第一激光的聚焦光斑直径小于第二激光的聚焦光斑直径。在使用过程中，分为如下几个步骤：焊接准备:根据待焊镀锌钢的焊接位置进行去污去油清洗，然后将待焊的镀锌钢组装并固定在工作台上，使两镀锌钢待焊处相接触，允许接触处局部存在≤0.2mm的间隙量；调整第一激光和第二激光的出光功率，并将输出的复合激光对准镀锌钢上的待焊接区；调整上述焊接装置与镀锌钢之间的相对距离，同时调整复合激光束入射待焊区的角度；相对距离和入射角度确定后，在焊接过程中均保持不变；调整好激光束的输出功率及上述相对距离和入射角度后，开始焊接镀锌钢。本专利技术实施例提供的一种镀镍磷钢的焊接方法，通过使用两种聚焦光斑直径大小不同的两束激光，通过小聚焦光斑直径的激光保证焊缝熔深和焊接效率，通过大聚焦光斑直径的激光破坏待焊处磷层、扩大熔池体积以及延缓熔池冷却速度，以便于减少磷蒸汽对焊缝质量的影响。本专利技术可有效解决镀镍磷钢焊接中出现的大量气孔问题，提高镀镍磷钢激光焊接的质量。在上述实施例的基础上，优选地，所述激光转接头包括第一准直镜、第二准直镜和聚焦镜，所述第一准直镜用于对所述第一激光进行准直，所述第二准直镜用于对所述第二激光进行准直，所述聚焦镜用于使准直后的第一激光和准直后的第二激光聚焦，聚焦后的第一激光与准直后的第二激光同轴。具体地，激光转接头内部通过第一准直镜、第二准直镜和聚焦镜来对第一激光和第二激光进行处理，使得准直后的第一激光和准直后的第二激光平行，然后准直后的第一激光和准直后的第二激光经过聚焦镜后变为一束激光，也就是本专利技术实施例中的复合激光，在复合激光中，第一激光和第二激光是同轴的。在上述实施例的基础上，优选地，在实际焊接过程中，所述第一激光模块在焊接过程中第一时间段内的输出功率由所述第一预设功率的预设比例逐渐变大至所述第一预设功率，在第二时间段内的输出功率保持所述第一预设功率不变，在第三时间段内的输出功率由所述第一预设功率逐渐变小直至所述第一预设功率的预设比例，所述第一时间段为焊接过程中的前50ms，所述第三时间段为焊接过程中的后100ms，所述预设比例为5％至20％。具体地，预设比例可以是5％到20％之间的任何比例，也就是说输出功率在第一时间段内的起始值在第一预设功率的5％到第一预设功率的20％之间。本专利技术实施例以输出功率在第一时间段内的起始值为第一预设功率的10％为例进行说明。在上述实施例的基础上，优选地，所述第二激光模块在焊接过程中的输出功率均为第二预设功率。具体地，第二激光模块在焊接过程中保持第二预设功率不变，也就是说第二激光模块在输出第二激光的过程中激光能量保持不变。在上述实施例的基础上，优选地，所述第二激光的聚焦光斑直径为所述第一激光的聚焦光斑直径的4倍以上。具体地，第二激光的聚焦光斑直径是第一激光的聚焦光斑直径的4倍以上，也就是说第一激光和第二激光的波长不同，这样在焊接时，通过不同波长激光焊接镀镍磷钢的焊接方法热输入效率较高，并且可以将能量集中在焊缝区域，所以对该焊接方法来说，总的热输入量比较低，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀镍磷钢的焊接方法，其特征在于，包括：通过第一激光模块用于输出第一激光；通过第二激光模块用于输出第二激光；通过激光转接头用于输出复合激光，以使得通过所述复合激光对待焊接区域进行焊接，所述复合激光包括第一激光和第二激光，所述第一激光的聚焦光斑直径小于所述第二激光的聚焦光斑直径，且所述复合激光中所述第一激光和所述第二激光同轴，所述待焊接区域为两块镀镍磷钢的接触区域。

【技术特征摘要】
1.一种镀镍磷钢的焊接方法，其特征在于，包括：通过第一激光模块用于输出第一激光；通过第二激光模块用于输出第二激光；通过激光转接头用于输出复合激光，以使得通过所述复合激光对待焊接区域进行焊接，所述复合激光包括第一激光和第二激光，所述第一激光的聚焦光斑直径小于所述第二激光的聚焦光斑直径，且所述复合激光中所述第一激光和所述第二激光同轴，所述待焊接区域为两块镀镍磷钢的接触区域。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述激光转接头包括第一准直镜、第二准直镜和聚焦镜，相应地：通过所述第一准直镜对所述第一激光进行准直；通过所述第二准直镜对所述第二激光进行准直；通过所述聚焦镜使准直后的第一激光和准直后的第二激光聚焦，聚焦后的第一激光与准直后的第二激光同轴。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在实际焊接过程中，所述第一激光模块在焊接过程中第一时间段内的输出功率由第一预设功率的预设比例逐渐变大至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴泽锋，汪伟，龚均明，周晚君，金超，李响，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42