不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬材料焊接工程領(lǐng)域，尤其是一種單面無(wú)痕、不銹鋼面板之間的強(qiáng)度高的不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其步驟如下：將不銹鋼面板放置在工作臺(tái)上；將兩個(gè)不銹鋼面板固定在所需位置，將不銹鋼面板平整的夾緊；通過(guò)調(diào)整激光工藝參數(shù)，使焊接點(diǎn)穿透焊接面處的上層不銹鋼面板，并控制焊點(diǎn)在下層不銹鋼面板上所達(dá)到的熔融深度在不銹鋼面板厚度的1/3-2/3之間；本方法是單面加工，可以通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)保證焊后下層不銹鋼板表面光滑，無(wú)痕跡，無(wú)變形，保證了外觀質(zhì)量，且有很好的組合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。加工完后，不需要后續(xù)的拋光、拉絲處理，既提高了生產(chǎn)效率，又改善了作業(yè)環(huán)境，極大的提高了經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料焊接工程領(lǐng)域，尤其是一種不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法。

【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼面板常用的焊接方式有電弧焊、氬弧焊、電阻焊和激光焊等。
[0003]電弧焊、氬弧焊，在焊接過(guò)程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時(shí)，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動(dòng)，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。但電弧焊、氬弧焊由于焊接的熱量、位置、精度不易控制，特別是對(duì)于鈑金件的面與面之間的焊接，容易出現(xiàn)焊穿、變形等現(xiàn)象，不能達(dá)到很好是焊接效果。
[0004]電阻焊是當(dāng)電流通過(guò)兩工件的連接端時(shí)，該處因電阻很大而溫度上升，當(dāng)加熱至塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力作用下連接成為一體。由于電阻焊需要在兩面施加壓力，容易出現(xiàn)壓印、焊痕的現(xiàn)象。另外對(duì)于一些結(jié)構(gòu)比較特殊的大鈑金件和小鈑金件之間的焊接面不容易壓接，焊接起來(lái)很不方便。
[0005]一般的激光焊接會(huì)使兩面沒有足夠的焊接牢度或者鈑金件的使用面產(chǎn)生激光的燒痕，輕則需要拋光或重焊，重則產(chǎn)品報(bào)廢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種單面無(wú)痕、不銹鋼面板之間的強(qiáng)度高的不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其步驟如下:
(1)、將清潔干凈的不銹鋼面板放置在工作臺(tái)上；上層不銹鋼面板和下層不銹鋼面板的厚度均為0.4-1.5mm ；
(2)、利用模具將兩個(gè)不銹鋼面板固定在產(chǎn)品所需的尺寸位置，將不銹鋼面板平整的夾緊；
(3)、使用氮?dú)庾鳛楹附颖Ｗo(hù)氣體，用機(jī)械手臂帶動(dòng)激光頭按設(shè)定的焊接路徑行走，并對(duì)不銹鋼面板進(jìn)行激光焊接，通過(guò)調(diào)整激光工藝參數(shù)，使焊接點(diǎn)穿透焊接面處的上層不銹鋼面板，并控制焊點(diǎn)在下層不銹鋼面板上所達(dá)到的熔融深度在不銹鋼面板厚度的1/3-2/3之間；采用脈沖激光器，其激光工藝參數(shù)為:激光波長(zhǎng)為1.06μπι;電流范圍控制在200Α-550Α之間，電流隨著不銹鋼面板的厚度增加而增加；脈寬為5-8ms ;焊接速度為20-50mm/s ;頻率為 4-8HZ ;離焦量為-2_+2mm。
[0008]作為優(yōu)選，當(dāng)上層和下層的不銹鋼面板的厚度在0.4mm-1.0mm時(shí)，采用300W的脈沖激光器；當(dāng)上層或下層的不銹鋼面板的厚度在1.0mm-1.5mm時(shí)，采用600W的脈沖激光器，在焊接不同厚度的不銹鋼面板過(guò)程中采用不同功率的脈沖激光器，可有效的降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可方便對(duì)激光焊接時(shí)電流的控制。
[0009]作為優(yōu)化，在焊接過(guò)程中，上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間緊密貼合，該方法使不銹鋼表面板之間平整無(wú)間隙，這是因?yàn)楫?dāng)兩板面因不平整而有間隙時(shí)，其上層不銹鋼板熔融的熱量不易傳導(dǎo)至下層的不銹鋼板中，導(dǎo)致下層不銹鋼板沒有足夠的熔融深度而產(chǎn)生虛焊或焊接不牢固，且所需的激光功率很大；當(dāng)板面間無(wú)間隙后，上層板底部的熔融熱量會(huì)馬上傳導(dǎo)給下層不銹鋼板，此時(shí)處于焊接點(diǎn)下的下層不銹鋼板隨著快速升溫開始熔融，將上層不銹鋼板與下層不銹鋼板焊接在一起，可降低焊接相同厚度的不銹鋼面板時(shí)所需的電流大小，從而降低能量的消耗。
[0010]作為優(yōu)化，所述上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間通過(guò)氣缸夾鉗固定；該方法是將兩不銹鋼面板放置在工作臺(tái)面上，用模具固定放置位置，確保達(dá)到工件裝配尺寸，再用氣缸夾鉗，將兩不銹鋼板夾緊在工作臺(tái)面和夾鉗之間，使兩板面平整無(wú)間隙；工作臺(tái)面和夾鉗應(yīng)以銅為制作材料，夾鉗和工作臺(tái)面的夾持面須保證光滑、平整、無(wú)顆粒雜質(zhì)，否則會(huì)損傷不銹鋼板面或使焊接不良。
[0011]本發(fā)明所得到的不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本方法是單面加工，可以通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)保證焊后下層不銹鋼板表面光滑，無(wú)痕跡，無(wú)變形，保證了外觀質(zhì)量，且有很好的組合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。加工完后，不需要后續(xù)的拋光、拉絲處理，既提高了生產(chǎn)效率，又改善了作業(yè)環(huán)境，極大的提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0012]2、激光焊接熱輸入集中，每個(gè)焊接點(diǎn)只出一次激光即可完成焊接，提高了焊接加工的速度，加熱和冷卻速度快，焊縫組織細(xì)密，熱影響區(qū)小，且提高了焊接點(diǎn)的力學(xué)性能。
[0013]3、本方法工藝簡(jiǎn)單，操作便利，且是無(wú)接觸加工，沒有工具損耗和工具調(diào)換等問(wèn)題，節(jié)省了生產(chǎn)投入。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的焊接示意圖；
圖2為實(shí)施例1焊接后焊點(diǎn)處的截面示意圖；
圖3為不銹鋼面板的厚度為0.6mm時(shí)焊點(diǎn)在下層不銹鋼面板的熔融深度與平均單點(diǎn)橫向拉斷力曲線；
圖4為焊點(diǎn)在下層不銹鋼面板的熔融深度達(dá)到1/2板厚時(shí)所需的電流隨板厚變化的曲線。
[0015]其中1-激光器、2-激光、3-上層不銹鋼面板、4-下層不銹鋼面板。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0017]實(shí)施例1:
如圖1所示，本實(shí)施例描述的不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法:采用的兩塊不銹鋼面板均為0.6mm厚的304不銹鋼面板。
[0018]將經(jīng)折彎?rùn)C(jī)折彎出工件裝配所需形狀后的不銹鋼面板撕下覆膜，疊放在工作臺(tái)面上，兩頭用模具固定好位置，啟動(dòng)腳踏開關(guān)，用氣缸夾鉗將兩不銹鋼工件的焊接面平整的夾緊，夾鉗呈鋸齒形，鋸齒的空隙處為焊接區(qū)域，氣缸壓力保持在0.8MPA左右。
[0019]根據(jù)焊接位置的具體尺寸對(duì)機(jī)械臂控制器進(jìn)行編程；焊接氣體為氮?dú)?，氣流量?0L/min ;用300W脈沖激光器進(jìn)行焊接，激光波長(zhǎng)為1.06 μ m ;其焊接參數(shù)為段電流215A，脈寬6.4ms,頻率6Hz,離焦量+0.5mm,焊接速度50mm/s。
[0020]焊后如圖2所示，下層不銹鋼面板表面無(wú)焊痕；進(jìn)行拉力試驗(yàn)后，測(cè)得平均單點(diǎn)橫向拉斷力為65N，達(dá)到了抗拉強(qiáng)度要求。
[0021]如圖3，從曲線上可以看出，焊點(diǎn)熔融深度小于板厚的1/3時(shí)，其斷點(diǎn)拉伸強(qiáng)度會(huì)小于45N，不足以達(dá)到產(chǎn)品牢固程度要求；當(dāng)熔融深度超過(guò)板厚的2/3時(shí)，易使在表面出現(xiàn)印痕而影響外觀，而且需要更大的電流，不利于降低生產(chǎn)成本。
[0022]因此在保證產(chǎn)品功能所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下，又不破壞產(chǎn)品表面的美觀性，推薦將焊點(diǎn)在下層不銹鋼面板的熔融深度保證在板厚的1/2左右。不同板厚的不銹鋼面板要達(dá)到1/2熔融深度時(shí)的段電流變化近似于二次曲線如圖4所示，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求作相應(yīng)微調(diào)，板厚測(cè)試范圍在0.4mm-1.5mm之間。
[0023]實(shí)施例2:
將兩塊不銹鋼面板由0.6mm換成0.8mm厚的板件，將斷電流調(diào)整到260A，其他同實(shí)施例1 ;焊后下層不銹鋼面板表面無(wú)焊痕。進(jìn)行拉力試驗(yàn)后，測(cè)得平均單點(diǎn)橫向拉斷力為86N，達(dá)到了抗拉強(qiáng)度要求。
[0024]實(shí)施例3:
將兩塊不銹鋼面板由0.6mm換成1.0mm厚的板件，將斷電流調(diào)整到325A，用功率為600W的激光器焊接，其他同實(shí)施例1。焊后下層不銹鋼面板表面無(wú)焊痕。進(jìn)行拉力試驗(yàn)后，測(cè)得平均單點(diǎn)橫向拉斷力為112N，達(dá)到了抗拉強(qiáng)度要求。
[0025]實(shí)施例4:
將兩塊不銹鋼面板由0.6mm換成0.4mm厚的板件，將斷電流調(diào)整到200A，其他同實(shí)施例1 ;焊后下層不銹鋼面板表面無(wú)焊痕。進(jìn)行拉力試驗(yàn)后，測(cè)得平均單點(diǎn)橫向拉斷力為48N，達(dá)到了抗拉強(qiáng)度要求。
[0026]實(shí)施例5:
將兩塊不銹鋼面板由0.6mm換成1.5mm厚的板件，將斷電流調(diào)整到500A，其他同實(shí)施例1 ;焊后下層不銹鋼面板表面無(wú)焊痕。進(jìn)行拉力試驗(yàn)后，測(cè)得平均單點(diǎn)橫向拉斷力為135N，達(dá)到了抗拉強(qiáng)度要求。
【權(quán)利要求】
1.一種不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其特征是:其步驟如下: (1)、將清潔干凈的不銹鋼面板放置在工作臺(tái)上；上層不銹鋼面板和下層不銹鋼面板的厚度均為0.4-1.5mm ； (2)、利用模具將兩個(gè)不銹鋼面板固定在產(chǎn)品所需的尺寸位置，將不銹鋼面板平整的夾緊； (3)、使用氮?dú)庾鳛楹附颖Ｗo(hù)氣體，用機(jī)械手臂帶動(dòng)激光頭按設(shè)定的焊接路徑行走，并對(duì)不銹鋼面板進(jìn)行激光焊接，通過(guò)調(diào)整激光工藝參數(shù)，使焊接點(diǎn)穿透焊接面處的上層不銹鋼面板，并控制焊點(diǎn)在下層不銹鋼面板上所達(dá)到的熔融深度在不銹鋼面板厚度的1/3-2/3之間；采用脈沖激光器，其激光工藝參數(shù)為:激光波長(zhǎng)為1.06μπι;電流范圍控制在200Α-550Α之間，電流隨著不銹鋼面板的厚度增加而增加；脈寬為5-8ms ;焊接速度為20-50mm/s ;頻率為 4-8HZ ;離焦量為-2_+2mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其特征是:當(dāng)上層和下層的不銹鋼面板的厚度在0.4mm-1.0mm時(shí)，采用300W的脈沖激光器；當(dāng)上層或下層的不銹鋼面板的厚度在1.0mm-1.5mm時(shí),采用600W的脈沖激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其特征是:在焊接過(guò)程中，上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間緊密貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其特征是:所述上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間通過(guò)氣缸夾鉗固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種不銹鋼面板的單面無(wú)痕焊接方法，其特征是:所述上層不銹鋼面板與下層不銹鋼面板之間通過(guò)氣缸夾鉗固定。
【文檔編號(hào)】B23K26/21GK104139244SQ201410350743
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月23日
【發(fā)明者】夏如忠, 黃浩, 鐘杰, 何利仁 申請(qǐng)人:嘉興永發(fā)電子有限公司