叠置的金属工件的快速远程激光焊接制造技术

一种激光焊接包括至少两个叠置的金属工件（12、14）的工件堆叠（10）的方法包括使激光束（24）相对于工件堆叠（10）的顶部表面（20）的平面从开始点（84）到终止点（86）沿着光束行进图案（78）以大于8米每分钟的高的激光束行进速度前进。两个或者更多个叠置的金属工件（12、14）可以是钢工件或者其可以是铝工件，且金属工件（12、14）中的至少一个包括表面涂覆层（40）。使激光束（24）沿着光束行进图案（78）前进形成焊接接头（76），其包括源自被熔融焊池（80）穿透的金属工件（12、14）中的每一个的重新凝固的复合工件材料，其将金属工件（12、14）熔焊在一起。相对高的激光束行进速度有助于改善焊接接头（76）的强度性能。

Fast Long-distance Laser Welding of Overlapped Metal Workpieces

A method for laser welding of workpiece stacking (10) consisting of at least two overlapping metal workpieces (12, 14) includes making the plane of laser beam (24) relative to the top surface (20) of workpiece stacking (10) move along the pattern (78) of the beam traveling from the start point (84) to the end point (86) at a high laser beam traveling speed greater than 8 meters per minute. Two or more overlapping metal workpieces (12, 14) may be steel or aluminum, and at least one of the metal workpieces (12, 14) includes a surface coating (40). A welded joint (76) is formed by advancing the laser beam (24) along the beam traveling pattern (78), which includes a re-solidified composite workpiece material from each of the metal workpieces (12, 14) penetrated by the molten weld pool (80), which welds the metal workpieces (12, 14) together. Relatively high laser beam traveling speed is helpful to improve the strength performance of welded joints (76).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】叠置的金属工件的快速远程激光焊接
本公开的
大体涉及激光焊接，且更具体地，涉及将两个或者更多个叠置的金属工件远程激光焊接在一起的方法，其中，所述工件中的至少一个包括表面涂覆层。技术背景激光焊接是一种金属接合过程，其中激光束被引导到金属工件堆叠，以提供能够在叠置的构成金属工件之间实现焊接接头的集中能量源。一般而言，两个或者更多个金属工件首先对齐且相对于彼此堆叠，使得其接合面/搭接面叠置且面对面以在预期焊接位置内建立接合界面（或者多个接合界面）。激光束然后被引导到工件堆叠的顶部表面处。从来自激光束的能量的吸收生成的热引起金属工件的熔化，且在工件堆叠内建立熔融焊池。熔融焊池穿透通过由激光束直射的金属工件，且穿到下层一个或者复数个金属工件中至与所建立的接合界面中的每一个相交的深度。而且，如果激光束的功率密度足够高，则小孔在激光束的正下方产生，且被熔融焊池环绕。小孔是源自金属工件的气化的金属的柱，其可以包括等离子体。一旦激光束直射工件堆叠的顶部表面，激光束在非常短的时间内创建熔融焊池。在形成熔融焊池之后，激光束可以沿着工件堆叠的顶部表面前进，这通常涉及以1.0到5.0米每分钟（m/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远程激光焊接包括至少两个叠置的金属工件的工件堆叠的方法，所述方法包括：提供包括叠置的金属工件的工件堆叠，所述金属工件中的每一个包括由钢或者铝组成的基底金属基板，所述工件堆叠包括至少第一金属工件和第二金属工件，所述第一金属工件提供所述工件堆叠的顶部表面，且所述第二金属工件提供所述工件堆叠的底部表面，其中，在所述工件堆叠内的每一对相邻叠置的金属工件之间建立接合界面，以及其中，在所述工件堆叠中的金属工件中的至少一个包括表面涂覆层；将激光束引导到所述工件堆叠的所述顶部表面处以产生小孔和环绕所述小孔的熔融焊池，所述小孔和所述熔融焊池中的每一个从所述堆叠的所述顶部表面朝所述堆叠的所述底部表面穿透到...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种远程激光焊接包括至少两个叠置的金属工件的工件堆叠的方法，所述方法包括：提供包括叠置的金属工件的工件堆叠，所述金属工件中的每一个包括由钢或者铝组成的基底金属基板，所述工件堆叠包括至少第一金属工件和第二金属工件，所述第一金属工件提供所述工件堆叠的顶部表面，且所述第二金属工件提供所述工件堆叠的底部表面，其中，在所述工件堆叠内的每一对相邻叠置的金属工件之间建立接合界面，以及其中，在所述工件堆叠中的金属工件中的至少一个包括表面涂覆层；将激光束引导到所述工件堆叠的所述顶部表面处以产生小孔和环绕所述小孔的熔融焊池，所述小孔和所述熔融焊池中的每一个从所述堆叠的所述顶部表面朝所述堆叠的所述底部表面穿透到所述工件堆叠中；以及通过使所述激光束相对于所述工件堆叠的所述顶部表面的平面且沿着光束行进图案前进以致于使所述小孔和环绕的熔融焊池沿着对应路线相对于所述工件堆叠的所述顶部表面平移来形成焊接接头，所述激光束以范围从8米/分钟到100米每分钟的激光束行进速度从所述光束行进图案的开始点前进到所述光束行进图案的终止点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一金属工件具有外表面和第一接合面，且所述第二金属工件具有外表面和第二接合面，所述第一金属工件的外表面提供所述工件堆叠的所述顶部表面，且所述第二金属工件的外表面提供所述工件堆叠的所述底部表面，以及其中，第一和第二金属工件的第一和第二接合面叠置且面对以建立接合界面。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一金属工件具有外表面和第一接合面，且所述第二金属工件具有外表面和第二接合面，所述第一金属工件的外表面提供所述工件堆叠的所述顶部表面，且所述第二金属工件的外表面提供所述工件堆叠的所述底部表面，以及其中，所述工件堆叠包括位于第一和第二金属工件之间的第三金属工件，所述第三金属工件具有相对的接合面，其中一个叠置且面对所述第一金属工件的第一接合面以建立第一接合界面，且其中另一个叠置且面对所述第二金属工件的第二接合面以建立第二接合界面。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述工件堆叠中的叠置的金属工件中的每一个是钢工件，以及其中，所述钢工件中的至少一个包括锌、锌合金或者基于铝的材料的表面涂覆层。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于铝的材料是元素铝、铝硅合金、铝锌合金或者铝镁合金。6.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述激光束沿着所述光束行进图案的前进期间，所述小孔和所述环绕的熔融焊池完全穿透到所述工件堆叠中。7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述工件堆叠中的叠置的金属工件中的每一个是铝工件，以及其中，所述铝工件中的至少一个包括耐高温氧化物的表面涂覆层。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述激光束沿着所述光束行进图案的前进期间，所述小孔和所述环绕的熔融焊池穿透到所述工件堆叠中足够远，使得其与在所述堆叠内建立的每个接合界面相交，但是仅部分穿透堆叠。9.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述激光束前进通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨上陆，W陶，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US