【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属热处理领域，具体涉及一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法。
技术介绍
1、近年来，新能源汽车发展迅速，汽车节能减排的要求不断提高，汽车轻量化已经成为车企一个重要的发展方向。而使用热成形钢来替代传统钢制造白车身，在使用更少料厚的同时能获得更高的强度，在实现减重的同时也大幅加强了汽车的碰撞性能，热成形钢白车身拥有更高的强度和抗变形能力。在白车身中，热成形零件的比例在逐年增加，其比例也成为了汽车安全性的评判依据。
2、在汽车工业飞速发展的背景下，减轻车身重量、降低油耗(经济性)，降低废气的排放(环保)越来越受到人们的重视。与此同时，人们对汽车的安全性和舒适度的要求也逐步提高。为适应这种发展趋势，各大钢铁企业开发出了应用于车身部件的高强钢板，同时也带来了高强钢板的成形问题。在常温下高强钢板成形困难，由此，热成形技术应运而生。
3、热成形技术主要是针对高强钢板而开发的，其工艺过程为：首先将常温下强度为500～600mpa的硼合金钢板加热到850～950℃，使之均匀奥氏体化，然后送入内部带有冷却系统的模具内冲压，最后快速冷却，将奥氏体转变为马氏体，使冲压件得到硬化，大幅度提高强度(安全性)。
4、采用热成形技术可极大提高车身整体结构的刚度和强度，大幅度提高整车碰撞安全性能与nvh性能；大量运用该技术可有效减轻整车的质量，提高整车的经济性能。根据车身结构强度的要求，车身以下部位推荐使用热成形件。
5、但是随着材料强度越来越高，达到1500mpa级甚至2000mpa级抗拉强度
6、2019年讴歌rdx车型上热冲压激光焊接内外前门环系统被第一次应用，将激光拼焊热成形技术深深印入了国内汽车材料工程师的脑海中。其实早在2014年，讴歌mdx车型就向世界展示了激光焊接外门环。
7、激光拼焊热成形技术，是指在热冲压工艺之前，用激光能源将不同材质、板厚、镀层的板材拼合并焊接而形成一块整体板材然后整体进行热冲压的技术。拼焊板技术的出现解决了超宽板及不同部位不同工艺性能要求的问题，对减轻车身重量、降低整车成本、节能环保等都有着重要的作用。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中热成形零件硬度高、塑性低，铆接时易出现铆钉无法穿过、铆钉变形、钢板开裂等状况，通过软化技术做到较小区域软化的同时保证零件不发生较大的变形量。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法。通过激光光束移动照射热成形零件表面，使其达到所需软化温度，实现局部回火的效果，根据软化温度的不同(100℃-800℃)，以及设计激光移动轨迹和速度，实现所需局部区域的不同软化效果，进而解决热成形零件铆接过程中的问题。
3、为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
4、本专利技术提供一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，包括以下步骤：
5、(1)将热成形零件固定在夹具上；
6、(2)利用激光光束按照设定好的激光参数和扫描工艺激光加热软化所述热成形零件的铆接区域，通过回火使铆接区域硬度降低、塑性增加，激光加热软化后取下所述热成形零件，自然冷却。
7、进一步地，所述步骤(2)中，所述加热软化的铆接区域的形状为三角形、四边形或圆形，如图1，面积为20mm2-1600 mm2。
8、进一步地，所述步骤(2)中，所述扫描工艺的激光光束移动路径方式为多线段式，折线式，同心圆式或中心环绕式。
9、进一步地，所述步骤(2)中，所述激光光束为垂直照射零件铆接区域表面，扫描方向包括由前往后、由后往前、由左往右、由右往左、由内往外、由外往内，包括但不限于上述所列举的扫描方向，合适的激光扫描方向能获得更小软区变形。
10、进一步地，所述步骤(2)中，激光加热软化时，激光光斑移动路径的重叠率为0-60％。
11、进一步地，所述步骤(2)中，激光参数的激光焦距为40mm-500mm；激光加热软化的温度随着激光加热软化区域的硬度进行设置，当硬度为400hv-350hv时，温度设置为250℃-400℃；当硬度为349hv-300hv时，温度设置为400℃-550℃；当硬度为299hv-250hv时，温度设置为550℃-700℃；当硬度为249hv-200hv时，软化温度设置为700℃-800℃。
12、进一步地，所述热成形零件的厚度为0.6mm-4mm，激光光束的移动速度为2mm/s-1000mm/s；所述热成形零件的厚度越大，激光光束的移动速度减慢。零件厚度过低零件激光软化后易变形，零件厚度过高会导致上下表面温差过高，需要长时间激光照射才能温度一致，有较均匀的软化效果，并非厚度范围外就无法进行激光软化。
13、进一步地，所述步骤(2)中，取出的方法为镭射切边；所述激光加热软化在热成形零件的镭射前或镭射后进行均能实现热成形零件的铆接区域软化。
14、进一步地，所述热成形零件的材质为无镀层板和铝硅镀层或镀锌的热成形钢中的一种。
15、进一步地，在步骤(1)中，所述热成形零件的硬度为405hv-600hv，热成形零件的抗拉强度为1300mpa-2000 mpa。
16、进一步地，所述步骤(1)中，夹具为具有支撑和固定零件型面功能的金属夹具，有补偿和控制零件软区变形的作用。
17、进一步地，所述步骤(2)中，激光光束为半导体激光器或固体激光器所发射的高斯光束；所述半导体激光器或固体激光器通过温度传感器实时检测零件温度并调节功率以达到设定温度。
18、进一步地，所述步骤(2)中，激光加热软化的功率为0kw-8kw，波长为600nm-1200nm，光斑直径为1mm-20mm。
19、本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
20、(1)本专利技术所述的利用激光软化热成形零件铆接区域的方法使用激光作为热源，能耗低，能量利用率高，绿色无污染。
21、(2)本专利技术所述的利用激光软化热成形零件铆接区域的方法使用激光按照预定轨迹加热铆接区域，能灵活制备出任意形状和大小的软区。
22、(3)本专利技术所述的利用激光软化热成形零件铆接区域的方法通过激光使扫描区域升温回火，使热成形零件的硬度降低至200hv-450hv，能够解决原来铆接工艺中铆钉无法穿过、铆钉变形、钢板开裂等问题，使得热成形零件铆接工艺合格。
23、(4)本专利技术所述的利用激光软化热成形零件铆接区域的方法降低铆接区域硬度后，可以降低铆接工艺难度，降低铆钉材料要求，节约成本。
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1.一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述扫描工艺的激光光束移动路径方式为多线段式，折线式，同心圆式或中心环绕式；激光加热软化时，激光光束的移动路径重叠率为0-60％。
3.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光参数的激光焦距为40mm-500mm；激光加热软化的温度随着激光加热软化区域的硬度进行设置，当硬度为400HV-350HV时，温度设置为250℃-400℃；当硬度为349HV-300HV时，温度设置为400℃-550℃；当硬度为299HV-250HV时，温度设置为550℃-700℃；当硬度为249HV-200HV时，软化温度设置为700℃-800℃。
4.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述热成形零件的厚度为0.6mm-4mm，激光光束的移动速度为2mm/s-1000mm/s；所述热成形零件的厚度越大，激光光
5.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述热成形零件的材质为无镀层板和铝硅镀层或镀锌的热成形钢中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述热成形零件的硬度为405HV-600HV，热成形零件的抗拉强度为1300MPa-2000 MPa。
7.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光光束为半导体激光器或固体激光器所发射的高斯光束；所述半导体激光器或固体激光器通过温度传感器实时检测零件温度并调节功率以达到设定温度。
8.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述夹具为具有支撑和固定零件型面功能的金属夹具，有补偿和控制零件软区变形的作用。
9.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光光束为垂直照射热成形零件的铆接区域，扫描方向包括由前往后、由后往前、由左往右、由右往左、由内往外或由外往内，合适的激光扫描方向能获得更小软区变形。
10.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光加热软化的功率为0kW-8kW，波长为600nm-1200nm，光斑直径为1mm-20mm。
...【技术特征摘要】
1.一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述扫描工艺的激光光束移动路径方式为多线段式，折线式，同心圆式或中心环绕式；激光加热软化时，激光光束的移动路径重叠率为0-60％。
3.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，激光参数的激光焦距为40mm-500mm；激光加热软化的温度随着激光加热软化区域的硬度进行设置，当硬度为400hv-350hv时，温度设置为250℃-400℃；当硬度为349hv-300hv时，温度设置为400℃-550℃；当硬度为299hv-250hv时，温度设置为550℃-700℃；当硬度为249hv-200hv时，软化温度设置为700℃-800℃。
4.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述热成形零件的厚度为0.6mm-4mm，激光光束的移动速度为2mm/s-1000mm/s；所述热成形零件的厚度越大，激光光束的移动速度减慢。
5.根据权利要求1所述的一种利用激光软化热成形零件铆接区域的方法，其特征在于，所述热成形零件的材质为无镀层板和铝硅镀...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子健，彭玉青，彭则，梁肖，王强，张静，
申请(专利权)人：江西豪斯特汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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