镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法、系统及介质，包括：获取具有Zn镀层的双相DP钢板和非镀层的双相DP钢板，并对表面进行净化处理；将两块经过表面净化处理的DP钢板搭接置于工作台上；把双光束激光焊接工作头置于待焊试板上方；激光焊接工作头前方设有保护气侧吹装置，调节吹气口方向指向焊接熔池，并与激光入射方向成45°夹角；根据钢板厚度组合调整激光焊接工艺参数，完成Zn镀层DP钢板与非镀层DP钢板搭接接头的激光焊接。本发明专利技术只需调整合适的双光束激光焊接参数，利用前束激光与试板的相互作用减少焊接过程中Zn蒸汽的影响，前后双光束相互配合实现高速焊接，消除焊接缺陷，提高接头强度。

【技术实现步骤摘要】
镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法、系统及介质
本专利技术涉及焊接
，具体地，涉及一种镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法、系统及介质。尤其地，涉及一种提升镀锌双相钢板搭接焊缝成形质量和接头性能的串列双光束高速激光焊接方法。
技术介绍
为实现目前汽车行业对汽车安全性和轻量化的需求，先进高强度钢在国内外汽车行业得到了广泛的运用。先进高强钢性能优异，加工成本低廉，能够同时满足汽车安全性和轻量化的需求，其中，镀锌双相(DP)钢是应用最广泛的先进高强钢之一。双相钢是一种马氏体和铁素体双相组织的钢，具有较高的强度和塑性，加工性能好。但焊接过程中焊缝区容易产生较多的马氏体组织，强度和硬度上升明显，但塑性下降。镀锌DP钢广泛应用在汽车的边梁、侧面构件、横梁、支柱、底盘加强件、油箱支架及车体的结构件、加强件和防撞件，在车身用材料中位居主要地位，达到了74％。激光焊接是DP钢构件制造过程中不可缺少的一种关键技术，目前主要采用激光搭接焊的方式，这种焊接方式有利于减轻汽车的重量，吸收汽车的振动，同时提高汽车的安全性。Zn镀层的存在带来了许多优点，同时也给DP钢的激光搭接焊带来了许多难点。因为Zn的沸点较低，大约907℃，而钢的熔化温度较高，大约1500℃，由于焊接过程中的高温会导致Zn镀层在上下两板间的接合面蒸发，产生具有高度压力的Zn蒸汽。Zn蒸汽的存在会对焊接熔池产生强烈的冲击，将熔融态的金属冲出熔池,导致大量飞溅、气孔等焊接缺陷出现，从而严重降低焊接接头的力学性能。而当焊接速度较快时，由于焊接热输入量减少，导致焊接接合面面积较小，没有足够大的承载面积，使接头的力学性能受到影响。目前对于镀锌钢的激光搭接焊接，想要获得良好的焊缝成形，一般采用焊前预热、预留搭接间隙或者降低焊接速度等手段，这些手段工序繁多，且生产效率低下。针对以上问题，本专利技术提出了一种在不降低焊接生产效率的前提下，且无需焊前预热处理，无需预留搭接间隙，可直接对具有Zn镀层钢板搭接接头进行焊接，并获得成形良好，接头力学性能合格的激光搭接焊工艺。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于镀锌双相钢板的串列双光束激光焊接方法、系统及介质。根据本专利技术提供的用于镀锌双相钢板的串列双光束激光焊接方法，包括：步骤1：获取具有Zn镀层的双相DP钢板和非镀层的双相DP钢板，对两块双相DP钢板的表面进行净化处理；步骤2：将两块经过表面净化处理的双相DP钢板搭接置于工作台上；步骤3：把双光束激光焊接工作头置于待焊试板上方；步骤4：激光焊接工作头前方设有保护气侧吹装置，调节吹气口方向指向焊接熔池，并与激光入射方向成45°夹角；步骤5：根据钢板厚度组合调整激光焊接工艺参数，完成Zn镀层双相DP钢板与非镀层双相DP钢板搭接接头的激光焊接。优选的，具有Zn镀层的双相DP钢板厚度为0.8mm～2.0mm。优选的，所述净化处理包括：使用丙酮或者无水乙醇对具有Zn镀层和非镀层的双相DP钢板的表面进行油污清洗，再冷却风干。优选的，所述具有Zn镀层的双相DP钢板置于非镀层的双相DP钢板之上，两块钢板的搭接部位完全贴合，通过焊接夹具保持平整。优选的，所述双光束激光焊接工作头包括把一束输入激光分成两束激光输出的焊接工作头，两束激光之间的功率分配比和光斑间距在预设范围内连续可调；输入激光包括来自光纤激光器或DISK激光器的激光。优选的，激光束入射方向沿焊接方向倾斜7°，激光束指向熔池后壁，双光束光斑沿焊接方向串行排列。优选的，吹气口距焊接熔池中心20mm，所用侧吹气体为99.99％纯氩气体。优选的，所述焊接工艺参数包括：激光束焦点处光斑直径为450μm；两束激光均为零离焦；根据板厚组合激光输出总功率为5000～8000W；两束激光的光斑间距为0.6～2.0mm；前后两束激光的功率配比为30％:70％；根据板厚组合焊接速度为3～6m/min；侧吹气体流量为15～25L/min。根据本专利技术提供的用于镀锌双相钢板的串列双光束激光焊接系统，包括：模块M1：获取具有Zn镀层的双相DP钢板和非镀层的双相DP钢板，对两块双相DP钢板的表面进行净化处理；模块M2：将两块经过表面净化处理的双相DP钢板搭接置于工作台上；模块M3：把双光束激光焊接工作头置于待焊试板上方；模块M4：激光焊接工作头前方设有保护气侧吹装置，调节吹气口方向指向焊接熔池，并与激光入射方向成45°夹角；模块M5：根据钢板厚度组合调整激光焊接工艺参数，完成Zn镀层双相DP钢板与非镀层双相DP钢板搭接接头的激光焊接。根据本专利技术提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术无需对Zn镀层试板进行焊前预热处理，也无需预留搭接间隙，只需调整合适的双光束激光焊接参数，利用前束激光与试板的相互作用就可以减少焊接过程中Zn蒸汽的影响，消除焊接缺陷，提高接头强度；2、本专利技术提高了镀锌双相DP钢板搭接接头焊接质量，同时也提高了生产效率；3、本专利技术采用串列双光束可以延长熔池冷却时间，降低了焊缝淬硬倾向，改善了组织性能。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的串列双光束激光焊接示意图；图2为采用单光束与串列双光束激光焊接表面质量对比图；图3为采用单光束与串列双光束激光焊接方法所得焊缝截面图；图4为串列双光束激光焊接接头与单光束激光焊接接头拉伸性能对比图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1：由于镀锌钢板上Zn镀层的存在，Zn蒸发温度与钢熔化温度差异巨大，焊接过程中蒸发的Zn蒸汽会对熔池产生冲击，形成大量飞溅，孔洞等缺陷，严重影响接头的力学性能。从基本原理出发，焊缝质量很大程度上与Zn在焊接过程中的蒸发有关。为了提高焊缝质量，提高接头强度，可从构建Zn蒸汽稳定逸出通道的方向寻找解决方案。基于上述原理，如图1所示，本专利技术提供一种提升镀锌双相钢板搭接焊缝成形质量和接头性能的串列双光束激光焊接工艺，具体包括以下步骤：步骤1：取一块具有Zn镀层的DP钢板与一块无镀层DP钢板，其厚度为0.8～2.0mm，对其表面进行净化处理，并准备焊接夹具，备用；步骤2：将两块经过表面净化处理的DP钢板搭接放置于工作台上，其中，有Zn镀层的钢板置于无镀层的钢板之上，并用焊接夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法，其特征在于，包括：/n步骤1：获取具有Zn镀层的双相DP钢板和非镀层的双相DP钢板，对两块双相DP钢板的表面进行净化处理；/n步骤2：将两块经过表面净化处理的双相DP钢板搭接置于工作台上；/n步骤3：把双光束激光焊接工作头置于待焊试板上方；/n步骤4：激光焊接工作头前方设有保护气侧吹装置，调节吹气口方向指向焊接熔池，并与激光入射方向成45°夹角；/n步骤5：根据钢板厚度组合调整激光焊接工艺参数，完成Zn镀层双相DP钢板与非镀层双相DP钢板搭接接头的激光焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法，其特征在于，包括：
步骤1：获取具有Zn镀层的双相DP钢板和非镀层的双相DP钢板，对两块双相DP钢板的表面进行净化处理；
步骤2：将两块经过表面净化处理的双相DP钢板搭接置于工作台上；
步骤3：把双光束激光焊接工作头置于待焊试板上方；
步骤4：激光焊接工作头前方设有保护气侧吹装置，调节吹气口方向指向焊接熔池，并与激光入射方向成45°夹角；
步骤5：根据钢板厚度组合调整激光焊接工艺参数，完成Zn镀层双相DP钢板与非镀层双相DP钢板搭接接头的激光焊接。


2.根据权利要求1所述的镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法，其特征在于，具有Zn镀层的双相DP钢板厚度为0.8mm～2.0mm。


3.根据权利要求1所述的镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法，其特征在于，所述净化处理包括：使用丙酮或者无水乙醇对具有Zn镀层和非镀层的双相DP钢板的表面进行油污清洗，再冷却风干。


4.根据权利要求1所述的镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法，其特征在于，所述具有Zn镀层的双相DP钢板置于非镀层的双相DP钢板之上，两块钢板的搭接部位完全贴合，通过焊接夹具保持平整。


5.根据权利要求1所述的镀锌双相钢板的串列双光束高速激光焊接方法，其特征在于，所述双光束激光焊接工作头包括把一束输入激光分成两束激光输出的焊接工作头，两束激光之间的功率分配比和光斑间距在预设范围内连续可调；
输入激光包括来自光纤激光器或DISK激光器的激光。


6.根据权利要求1所述的镀锌双相钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新华，朱正辉，崔海超，芦凤桂，徐力栋，张若林，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31