基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺的制作方法

文档序号:15006192发布日期:2018-07-24 21:18阅读:562来源:国知局

本发明涉及激光焊接,尤其涉及基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺。



背景技术:

现有技术中,为了即减少钢材重量,又要满足不锈钢面板的强度要求,会采取在面板后连接加强筋板的办法。例如在电梯行业中,为了降低轿厢的材料投入成本和运行重量(成本),一般采用将非不锈钢加强板与不锈钢面板进行粘接的方式进行连接,以提高不锈钢面板的强度。对于以上方法,存在如下问题:

采用粘接的方式在长期使用的过程中容易失效脱落,易造成事故,而且对于加强板的选用也有较大的限制,并不耐用。

当然,最好的连接方式是焊接。但对于轿厢来说,不锈钢面板的表面美观度也是一个必备的技术指标。在国内、国际上有多家企业、科研机构尝试了各种焊机方法,但是,由于焊接后不锈钢面板的表面留有较为明显的焊接痕迹和明显的色差、影响外观而不能应用。历经多年,也没有解决。



技术实现要素:

为解决现有技术中不锈钢面板焊接会在表面留下色差或痕迹的问题,本发明提供了基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的:

基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,包括以下步骤,

a、将不锈钢面板固定在夹具上,将焊接板层叠式放置到不锈钢面板背面,且通过夹具将不锈钢面板与焊接板夹紧;

b、将焊接板与激光焊接镜头相对,设置好参数进行连续激光或准连续激光焊接,使焊点穿透所述焊接板并控制焊点在不锈钢面板上的熔融深度不超过所述不锈钢面板的厚度;

c、松开夹具,取下不锈钢面板。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述步骤b中在焊接过程中还通入惰性保护气体。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述步骤b中采用连续激光时设置的参数包括激光焊头的功率p以及激光焊头的移动速度v。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述激光焊头的功率p为300w至3000w。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述激光焊头的移动速度v为2mm/s至300mm/s。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述步骤b中采用准连续激光时设置的参数包括激光焊头的功率p1、激光焊头的移动速度v1、脉冲能量以及脉冲频率和脉冲宽度。

如上所述的基于准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺,所述脉冲能量的最大值为100j,所述脉冲频率为50hz至10000hz。

如上所述的基于准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺,所述脉冲宽度为0.05ms至50ms。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述激光焊头的功率p1为300w至3000w,所述激光焊头的移动速度v1为2mm/s至00mm/s。

如上所述的基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面焊接工艺,所述焊接板为镀锌板,所述镀锌板的厚度为0.8mm至2mm。

与现有技术相比,本发明有如下优点:

1、本发明提供了基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺,其通过采用激光焊接将加强板焊接至不锈钢面板的背面,起到加强筋的作用,提升了不锈钢面板的强度。通过控制焊点不穿透不锈钢面板的表面,使得焊接后的不锈钢面板表面无痕迹;并且控制焊接点的热量积累,避免焊接后出现色差;从而保证了不锈钢面板的外观。且本方案提供2种连续激光焊接的方式,其焊接的效率高,整个焊接工艺流程简单、快速,而且焊接强度好,焊接后的不锈钢面板与加强板的抗拉强度达到100kg/cm2左右,不易失效。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺的示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明是通过以下技术方案实现的:

如图1所示,基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺,包括以下步骤,a、将不锈钢面板固定在夹具上,将焊接板层叠式放置到不锈钢面板背面,且通过夹具将不锈钢面板与焊接板夹紧;b、将焊接板与激光焊接镜头相对,设置好参数进行连续激光或准连续激光焊接,使焊点穿透所述焊接板并控制焊点在不锈钢面板上的熔融深度不超过所述不锈钢面板的厚度;c、松开夹具,取下不锈钢面板。本发明提供了基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺,其通过采用激光焊接将加强板焊接至不锈钢面板的背面,起到加强筋的作用,提升了不锈钢面板的强度。通过控制焊点不穿透不锈钢面板的表面,使得焊接后的不锈钢面板表面无痕迹;并且控制焊接点的热量积累,避免焊接后出现色差;从而保证了不锈钢面板的外观。且本方案提供2种连续激光焊接的方式,其焊接的效率高,整个焊接工艺流程简单、快速,而且焊接强度好,焊接后的不锈钢面板与加强板的抗拉强度达到100kg/cm2左右,不易失效。

本发明提供了两种连续激光焊接的方案,一种采用连续激光,另一种采用准连续激光;连续激光器有稳定的工作状态,即是稳态。连续激光器中各能级的粒子数及腔内辐射场均具有稳定分布。其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出,可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行;而准连续激光又称长脉冲激光,其产生ms量级的脉冲,占空比为10%。这使得脉冲光(准连续激光)具有比连续光高十倍以上的峰值功率,对于焊接等应用来说非常有利。

另外,所述步骤b中在焊接过程中还通入惰性保护气体。比如通入氮气、二氧化碳气体或两者混合气体,能够保护焊接时不出现氧化,提高焊接质量。

而且,在步骤b中采用光纤激光器作为连续激光或准连续激光的输出设备,光纤通常是以sio2为基质材料拉成的玻璃实体纤维,主要广泛应用于光纤通讯,其导光原理就是光的全内反射机理。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-62.5um)、中间为低折射率硅玻璃包层(芯径一般为125um)和最外部的加强树脂涂层组成。且光纤可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤:中心玻璃芯较细(直径9um+0.5um),只能传一种模式的光,其模间色散很小,具有自选模和限模的功能。多模光纤:中心玻璃芯较粗(50um+1um),可传多种模式的光,但其模间色散较大,传输的光不纯。

且光纤激光器具有以下优点:光纤激光器具有体积小、能耗低、寿命长、稳定性高、免维护、多波段、绿色环保等特征,它以优越的光束质量、稳定的性能、超高的光电转换效率,赢得了众多激光业内人士的肯定。光纤激光器以其超高的可靠性,卓越的光束质量,低廉的运行成本,为激光加工行业建立了新的标准。它增益介质长、耦合效率高、散热好、结构简单紧凑、使用灵活方便、输出激光光束质量好且输出波长范围宽(400~3400nm)。

1、高功率:高功率光纤激光器都是双包层光纤,泵浦光打到外包层上,能量被吸收,再部分转换为激光,因此包层的材料和结构对光纤激光器的影响很大,目前各国已研制出各种形状的光纤,有圆形的、d形的、矩形的、非稳腔形、梅花形、正方形、平面螺纹形等。

2、无需热电冷却器:这种大功率的宽面多模二极管可在很高的温度下工作,只须简单的风冷,成本低。

3、很宽的泵浦波长范围:高功率的光纤激光器内的活性包层光纤掺杂了铒/镱稀土元素,有一个宽且又平坦的光波吸收区(930-970nm),因此,泵浦二极管不需任何类型的波长稳定装置

4、效率高:泵浦光多次横穿过单模光纤纤芯,因此其利用率高。

5、高可靠性

进一步地,所述步骤b中采用连续激光时设置的参数包括激光焊头的功率p以及激光焊头的移动速度v。且所述激光焊头的功率p为300w至3000w。所述激光焊头的移动速度v为2mm/s至300mm/s。可根据焊接板的厚度以及焊接的深度来调节参数变化,以满足焊接要求,一般焊接板采用1mm至1.8mm厚度的镀锌板作为加强板的作用。

再进一步地,所述步骤b中采用准连续激光时设置的参数包括激光器的功率p1、激光焊头的移动速度v1、脉冲能量以及脉冲频率和脉冲宽度。具体地,所述脉冲能量的最大值为100j,所述脉冲频率为50hz至10000hz。所述脉冲宽度为0.05ms至50ms。所述激光器的功率p1为300w至3000w,所述激光焊头的移动速度v1为2mm/s至300mm/s。

另外,所述焊接板为镀锌板,所述镀锌板的厚度为0.8mm至2mm。

而且,在采用准连续激光焊接时,所述步骤b中还包括对所述镀锌板进行除锌处理。除锌处理为采用激光器对镀锌板的表面进行扫描,其中设置功率在20w至200w,扫描镜速度在2000mm/s至8000mm/秒。除锌后能够提高焊接的质量。当然,连续激光焊接时先除去焊接位置的锌对焊接质量也有好处。

本发明提供了基于连续激光、准连续激光的不锈钢面板表面无痕无色差焊接工艺,其通过采用激光焊接将加强板焊接至不锈钢面板的背面,起到加强筋的作用,提升了不锈钢面板的强度。通过控制焊点不穿透不锈钢面板的表面,使得焊接后的不锈钢面板表面无痕迹;并且控制焊接点的热量积累,避免焊接后出现色差;从而保证了不锈钢面板的外观。且本方案提供2种连续激光焊接的方式,其焊接的效率高,整个焊接工艺流程简单、快速,而且焊接强度好,焊接后的不锈钢面板与加强板的抗拉强度达到100kg/cm2左右,不易失效。

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式,并不认定本发明的具体实施只局限于这些说明。凡与本发明的方法、结构等近似、雷同,或是对于本发明构思前提下做出若干技术推演,或替换都应当视为本发明的保护范围。

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