激光焊接对镀锌平板力学性能及拉伸断口影响研究

２０ ０ ２焊接接头拉伸试验方法 ， 将焊接样件用 电火
花数 控线 切 割 机 切 成 检 验 的标 准 试 样 ， 图 １所 如
摘要 ： 用光 纤激 光对 海 工装备 中的镀锌 平板 进行 焊 接 ， 采 对镀 锌 平 板 焊接 接 头母 材 区、 影响 区、 热
焊缝区的微观硬度进４ ￣量 ， 究了焊接试样的拉伸性能和断 口形貌。结果表 明， －， 研 ／Ｉ － 激光焊接接头 的 强度和硬 度 均 高于母 材 。焊缝 区接 头组 织 获得 了低碳 马氏体 ， 因而接 头硬度 不及 热 影响 区 高。
收 稿 日期 ：０ １ ６—１ ２ １ —０ ７
为抑制气孑 形成 ， Ｌ 光纤激光器的激光功率设置
基金项 目： 江苏省重大成果转化专项资助项 目（Ａ ０ ９ ７ ） Ｂ ２ ０ ０ ６ 作者简介 ： 倪 ￣ （９ ３ ， ， 黄冈人 ， １ ６ ～） 男 湖北 南通 中 远船 务工程 有限公 司工程 师 主要从 事海洋工程装备 制造技术 的研究工作 。
省 材料 ， 大大 降低 车身 的制造成 本 。许多 学 者对镀 锌 钢 板 的 激 光 搭 接 焊 进 行 了 研 究 ＿ 。 Ｒ ｈｎ １ ｅａ Ｊ Ａ ｈｅ ２认 为这种 接 头 的结 构 必须 保 证 留有 一定 ｋ ｔ Ｊ 的 间隙 才能 获得 良好 的焊 缝 ， 是 现实 生产 中难 于 但
表 １ 样 件材 料化 学成分
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保证合适 的间隙要求。Ｔ ｅｇＹ Ｆ －ｊ ｚｎ Ｅ ５ 采用脉冲激
光焊 接无 间 隙叠层 镀 锌钢板 获 得成 功 ， 是这 种规 但
范仅仅限制在很窄的许可限度内， 容易受到锌层种 类 及厚 度 、 钢板 厚 度 、 光 种 类 和 功 率 诸 因 素 的影 激 响。Ｘｅ ＿采用双束激光 （ ｉＪ ６ Ｊ 一前一后） 焊接镀锌钢 板也获得 了良好效果 ， 这种双束激光的机构是采用
・
应 用研 究 ・
倪
涛
屠
艳
鲁金 忠 等
激 光焊 接对镀 锌 平板 力学 性能 及拉 伸 断 口影 …… ７ ３
激 光焊 接 对 镀 锌 平 板 力学 性 能 及 拉 伸 断 口影 响研 究
倪 涛 屠 ， 艳 鲁金 忠 张磊 张 永康 ， ， ， ２ ６０ ） ２０ ６ ２２ １） １０３ （． １ 南通 中远 船务 工 程有 限公 司 ， 江苏 南通 （ ． 苏 大学机 械 工程 学 院 ， 苏 镇 江 ２江 江
，
７ ４
２ １ 年 ９ 中国制造业信息化 ０１ 月
第４卷 ０
第 １ 期 ７
为 ２Ｏ０ ， 束直 径约 为 ０ ５ｍｍ， ０Ｗ 光 ．３ 焦斑 的功率 密 度可 达到 ９４ ４×１ ／ｒ２ ．３ ０Ｗ ｅ 。为保 证 焊缝 熔 深 质 ａ 量， 焊接 速度在 ３ ｍｍ／ ５ｍｍ／ 之 间 ； 点位 于 ０ ｓ ０ ｓ 焦 工件 表面 以下 ， 焦 量 小 于 ０ ４ 离 ．ｍｍ。为 保 护 聚 焦
始 应用 自动 化 生产 线 ， 照发 展 历 程 ， 车 自动 化 按 汽
头进行拉伸试验 ， 研究激光焊接前后材料力学性能 的变 化 。对 拉 伸 断 口进 行 观 察 分析 ， 比较 母 材 、 焊 缝 区和热影响区断 口形貌异 同。最后进行 了硬度
生产线的主要典型代表有柔性制造系统 、 柔性传输 生 产线 、 可重 组 制造 系统 。当代 汽 车 白车身 柔性 焊
接生 产线 越来 越 多 地应 用 于各 大 汽 车 公 司 的实 际
测量 。
生产中， 它可 以实现在 同一条焊装生产线上完成多
种 车型 的快 速组 装 ， 少 焊接线 的建设 数量 和建设 减
１ 试 验 方 法
１ １ 试样材料 准备 ．
采用 左 前 门内板 材 料 冷 轧超 低 碳 镀 锌钢 作 为 研 究 对 象 ， 材 料 为 宝 钢 Ｄ ５Ｄ ＋ Ｚ ４ ／５一 该 Ｃ６ Ｆ ５４
关键 词 ： 光纤激 光 ； 焊接 ； 锌平板 ； 伸性 能 ； 镀 拉 微观 组 织
中 图分类 号 ：Ｎ ４ Ｔ ２９
文献标 识码 ： Ａ
文章 编 号 ：６ ２ ６６ ２ １ ）７—０ ７ １７ —１ １ （０ １ １ ０ ３—０ ４
早在 ２ 世纪 ２ 年Biblioteka ， ０ Ｏ 福特汽车制造公司就开
面积 ， 提高 自动化程度及效率 ， 显著 降低新车型 的 开发 成本 。激 光 焊 接是 工业 发 达 国家 汽 车 车 身 制
造 中应用 广 泛 的一 种 成 熟 工 艺 。采 用 机 器 人 激 光
焊接技术取代传统的焊接工艺 ， 不仅可以提高焊接 质量 ， 改善车身部件 的机械力学性能 ， 而且可以节
了特殊 设计 的 ， 需 要 前 后 焊 接规 范 的 良好 配 合 。 还 正 是 由于这些 难点 和不 足 ， 得 各 国大力 投入 激光 使
的应用 研发 【 １ 。 卜 １ ｊ
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表 ２ 样 件 材 料 机 械 性 能
１ ２ 激 光 焊接 ．
本试验 采 用 两 块 镀 锌 钢 板 搭 接 焊 ， 过 在 上 通
板、 下板之间垫人标准塞尺再夹紧的方法控制板材 间的间隙。
本 文 采 用激 光 焊 接 对左 前 门 内板 材料 冷 轧 超 低碳 镀锌 钢进 行焊 接处 理 ， 对镀 锌板 的激 光焊 接 接
Ｆ Ｙ， Ｄ— 厚度为 ０ ８ ｎ 为双面镀锌钢 ， 主要化 ． ｍｉ， 其 学 成分 和机 械 性 能见 表 １和表 ２ 。试 验 样 件 尺 寸 为 ８ｍ ０ ｍ× ０ ｍ， ２ ｍ 均用上海 团结普瑞玛激 光设 备
有 限公 司生产 的激 光 切 割 机 切 割 而成 ， 切缝 光 滑 、 无 毛刺 、 无挂 渣 。