一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法技术

本发明专利技术提供的一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，V：≤1.0％，B：＜0.1％，Ti：0.5％～0.7％。焊丝成分中的Cr、Mo、Sn、Sb等元素在融化形成焊缝的过程中，能够充分的降低焊缝的膨胀系数，有效的减少焊接过程中产生的气孔；铬元素在焊接时具有淬透性，使得焊缝具有较高的耐高温氧化的性能，钼元素在焊接时有增加焊缝的湿润性的作用，增加焊缝的强度和硬度，提升了焊缝的耐热性和耐腐蚀性；锑锡元素在焊接过程中使焊接材料更好地润湿焊接接头和基材表面，提高接触面积和接触性能提供足够的热量和流动性，优化焊缝的连接性能。缝的连接性能。缝的连接性能。

【技术实现步骤摘要】
一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法


[0001]本专利技术涉及铝硅涂层板焊接
，特别涉及一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法。

技术介绍

[0002]激光拼焊在汽车制造中具有显著提升材料利用率、强度按区分配以及在汽车轻量化中发挥重要作用的优势。这使得它成为汽车制造业中的重要连接技术，为汽车结构设计提供了更多的灵活性和可持续性发展的可能性。然而上述的含铝的涂层热成形钢尤其是铝硅涂层热成形钢激光拼焊过程中，铝硅镀层中的Al与Fe形成金属间化合物，这些化合物热冲压成形后具有较大脆性；同时焊缝在焊接过程中存在较大的膨胀系数，导致焊缝成型不足。这种现象可能会影响焊接接头的连接性能，降低焊接接头的强度。
[0003]目前，激光拼焊板在汽车白车身上广泛应用。有些车身零部件，例：B柱加强板、A柱加强板、单门环或双门环等，在拼焊完成后，在焊缝或距离焊缝0.1
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0.5mm范围内存在裂纹(图4)，再进行热压成型过程中，造成在焊缝位置开裂或焊缝无法满足拼焊的强度要求。
[0004]在CN110587135B专利中公布了激光拼焊板焊缝防冲压开裂的焊接方法，该方法是采用预制焊缝间隙在0.2mm
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0.4mm，之后融化焊丝填入预制间隙中进行拼接。但该方法在实际的焊接过程中，材料的定位装置对于间隙控制的一致性较差，无法完全满足拼焊的高精度要求，造成焊缝的成型效果不稳定，而且拼焊加工过程较复杂。
[0005]在CN113967789A专利中公布了一种铝硅涂层钢的激光拼焊方法，该方法是采用一种特殊的钼含量较高的不锈钢焊丝，并确保拼接间隙的宽度小于焊丝直径的50％，进行填丝焊接。但该方法依据存在间隙高精度的控制问题，存在焊道易造成焊偏的情况，同时，采用该焊丝在焊缝成型过程中，在焊缝0.1
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0.5mm范围中存在焊接裂纹，降低焊缝的塑性和韧性下降，焊缝成型不足，焊缝不平整(焊缝效果见图3)。
[0006]在CN218193136U专利中公布了一种提升成型性能的激光拼焊板方法，该方法是采用对材料拼接接头相接端均设有配合互扣的联接结构以及焊接过程中焊缝位置的散热结构用于提升拼焊焊接的强度以及减少焊缝热变形。但该方法提升了拼焊焊接的加工难度，针对于厚度在3mm以下的材料无法满足配合互扣连接接头的加工要求。
[0007]在CN114178698A专利中公布了一种9Ni钢窄间隙激光填丝焊接方法，该方法是依据传统弧焊的焊接方式，对焊接的接头形成“V”字型坡口，已达到去除镀层的目的进行拼焊焊接。但该方式需要再拼焊焊接前对材料进行加工，增加了焊接工序，焊接过程较为复杂。
[0008]在CN106874620B专利中公布了一种度量激光热丝焊接工艺中能量效率的方法，该方法中讲述采用提前将焊丝加热，使用激光对加热后的焊丝融化来实现拼接。但该方法中加热焊丝需要热丝机和材料形成闭合回路，同时加热效果将受到板材的清洁度等影响，使拼焊过程中夹紧装置的更为复杂，焊接效果将受到热丝加热的影响，增加了拼焊焊接的影响因素。
[0009]上述方法包括改变连接接头的成分、改变接头的连接方式以及去除材料涂层，旨
在提升拼焊焊接的连接强度。然而，这些方法存在加工复杂性和高精度要求的问题，因此无法完全保证拼焊焊接的一致性和稳定的强度要求。
[0010]而在所述的拼焊焊接过程中，存在一些问题导致焊缝成型不稳定，影响拼接强度及焊接成品率，由于激光在短时间内产生较高的能量，易产生金属蒸汽，激光在穿透金属蒸汽时造成激光功率发生损耗时，送丝机构因板材对接平整度或预制间隙时焊丝在热丝过程中会软化会偏位导致母材融化不及时，使得焊缝成型不稳定(不良图片见图3)。在进行拼焊板的热压成型过程中，焊缝位置受到加热后的热应力的影响，加上拼焊过程中焊缝成型不稳定，进而造成热压成型后焊缝位置存在裂缝，降低了拼焊位置拼接强度。

技术实现思路

[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法。本专利技术的第一目的在于提供一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，用于保证拼焊焊接的一致性和稳定的强度要求。本专利技术的第二目的在于解决在拼焊焊接过程中，由于激光在短时间内产生较高的能量，易产生金属蒸汽，激光在穿透金属蒸汽时造成激光功率发生损耗时，送丝机构因板材对接平整度或预制间隙时焊丝在热丝过程中会软化会偏位导致母材融化不及时，使得焊缝成型不稳定，进而影响拼接强度及焊接成品率的问题。
[0012]本专利技术的具体技术方案为：
[0013]第一方面，本专利技术提供了一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：V：≤1.0％，Ti：0.5％～0.7％。
[0014]在上述配方中各组分的作用是：Ti不仅可以作为脱氧元素，还能进行固氮，减少氮气孔，钛的含量：0.5％～0.7％，用钛替换传统的硅作脱氧元素。钒的话可以细化晶体，减少由于铁素体的长条晶体减弱焊缝强度。
[0015]作为优选，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，B：＜0.1％。
[0016]在上述配方中各组分的作用是：
[0017]硅是焊丝中的脱氧元素，它可以防止铁与氧结合，并可在熔池中还原氧化铁；而当硅的含量低于0.4％使，使得硅融入焊缝中的铁素体减少，造成铁素体的含量较高，使得焊缝强度降低；当焊丝中硅的含量大于0.6％，会产生较多的氧化物，而该氧化物颗粒细小，难从熔池中浮出，易造成焊缝夹渣，因此本焊丝中硅的重量百分比控制在0.4
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0.6％范围内。
[0018]钼在焊丝中添加量在5
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13％时，有助于提高焊接接头的熔点，是在高温环境下确保焊缝的热稳定性，同时有了钼的加入促进材料的石墨化倾向，而石墨有良好的导热性和较好的湿润性，导热性可使在焊接过程中过多的热量能有效的分散，有效的抑制了热应力和变形的产生，湿润性能更好的促进焊缝和连接材料的接触和结合，进而提升焊缝的强度和可靠性。而钼元素本身具有良好的抗腐蚀性，特别是对酸性介质和高温环境下的腐蚀具有较高的抵抗能力，进而提高了焊缝的抗腐蚀性。而当含量高于13％时，易造成焊缝中石墨含量的增加，使得焊缝催化，降低了焊接强度。因此本焊丝中钼的重量百分比控制在5～13％。
[0019]铬能提高钢的强度和硬度而塑性和韧性降低不大。铬能增加钢的淬透性并有二次
硬化作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。同时具有很强的耐蚀、耐酸的能力，能够提升焊缝的抗腐蚀和抗氧化的作用。而当焊丝中铬的含量较低时，使得钢的淬透性不足，造成焊缝脆化，因此，在本焊丝中的铬的重量百分比控制15
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25％。
[0020]锡的元素的加入可以改善焊缝的流动性，使焊缝更容易填充和覆盖焊接接头，减少气孔和缺陷的产生。在焊接过程中可以与其他金属形成互溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，其特征在于，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：V：≤1.0％，Ti：0.5％～0.7％。2.根据权利要求1所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，B：＜0.1％。3.根据权利要求2所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：C：0.01～0.04％，Mn：0.1～0.3％，P：0.007～0.009％，Al：＜1.0％，S：0.004～0.006％，Cu：0.25～0.45％。4.根据权利要求1或2或3所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，其特征在于，其特征在于，焊丝的余量为Fe。5.根据权利要求1或2或3所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，其特征在于，其特征在于，焊丝的直径为0.4mm～1.2mm。6.一种拼焊方法，使用了如权利要求1或2或3所述的提升铝硅涂层板激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉梦，刘梦荣，刘云，
申请(专利权)人：温州合思诚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：