本發明屬于材料加工技術領域,尤其是涉及一種高鐵電瓶箱激光-電弧復合焊接方法。
背景技術:
電瓶箱是指容納電池組的箱體,其主要起到保護電池組不受碰撞、絕緣防水以及幫助電池散熱的作用,激光-電弧復合焊是采用激光熱源、電弧熱源復合的方式,同時作用在工件的同一加工位置,通過兩熱源相互作用及復合熱源與工件作用,完成焊接過程。激光-電弧復合焊接在汽車、航空航天、船舶等行業的精密焊接中獲得了廣泛的應用,兼具高能量密度、指向精準、以及電弧等離子體的高熱電轉化率、工藝成熟等優點,但是由于激光焊接是通過激光在焊接表面熔出形成激光匙孔,熔池金屬的流動性增加,產生浪涌現象,該過程極易發生飛濺問題,而且由于熔池中心溫度極高,凝固時與焊縫邊緣處溫差巨大,極容易產生應力集中并造成裂紋,成為制約激光-電弧復合焊進一步廣泛應用的一個原因。
技術實現要素:
為解決上述技術問題,本發明提出了一種尤其適用于高鐵電瓶箱激光-電弧復合焊接方法激光方法,采用兩束激光斜向照射的方式,降低了飛濺與應力,提高了焊接質量。
本發明完整的技術方案包括:
一種高鐵電瓶箱激光-電弧復合焊接方法,包括如下步驟:
1)在焊接面處加工坡口;
2)焊接工藝,采用激光加電弧作為復合熱源,所述的激光焊接光束包括第一激光束和第二激光束,第一激光束和第二激光束分別從左右兩側加熱焊縫表面進行焊接,所述第一激光束和第二激光束之間角度30-45°,分別斜向照射焊縫表面,光束直徑范圍為焊縫邊緣至越過焊縫中線,但尚未超過另一側焊縫,即第一激光束和第二激光束分別有一部分照射左右焊縫邊緣,同時在焊縫中線附近形成部分重合。
所述的坡口為Y形坡口、U形坡口或K形坡口中的一種。
第一激光束和第二激光束功率是2-4KW,電流為200-220A,焊接速度為0.2-0.8m/min。
電弧采用鎢電極,電弧長度2~3mm,焊接電流100~150A,焊接速度0.2-0.8m/min,氬氣氣體流量12-18L/min;
本發明相對于現有技術的優點在于:采用兩束激光斜向照射的方式,并在焊縫中央部分部分重合,使得焊縫中央部分溫度最高,而邊緣部分和中央部分形成溫度梯度,這樣避免了飛濺的產生,而且邊緣部位得到預熱,在后續冷卻過程中減少了溫差,降低了裂紋產生的傾向。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明做進一步說明。
實施例1:
高鐵電瓶箱在焊接面處加工坡口;采用Y形坡口,坡口角度26°,鈍邊高度2mm,鈍邊間隙1mm,隨后采用第一CO2激光器和第二CO2激光器分別從左右兩側沿焊縫進行焊接,兩束激光角度35°,光束直徑2mm,光束一端的邊緣部分越過焊縫邊緣,另一端的邊緣越過焊縫中線,激光束功率是2KW,電流為220A,焊接速度為0.6m/min,焊接時由于斜向照射,激光光熱轉化率降低,因而越過焊縫邊緣的光束并不能融化工件,僅使其溫度上升,而在焊縫范圍內的光束面積大,熱量多,激光在焊接表面熔出形成激光匙孔,同時得到的熱量從焊縫邊緣到中央依次增大,溫度也依次升高,焊縫中央的熔池內金屬液不能躍出焊縫邊界,降低了飛濺的問題,同時邊緣的溫度上升,與焊縫內溫度差減小,在后續凝固過程中也降低了裂紋產生的傾向,電弧加熱采用鎢電極,電弧長度2.5mm,焊接電流50A,焊接速度與激光行進速度相同。
本發明相對于現有技術的優點在于:采用兩束激光斜向照射的方式,并在焊縫中央部分部分重合,使得焊縫中央部分溫度最高,而邊緣部分和中央部分形成溫度梯度,這樣避免了飛濺的產生,而且邊緣部位得到預熱,在后續冷卻過程中減少了溫差,降低了裂紋產生的傾向。
實施例2:
坡口采用V形坡口,角度為30°,其余參數與實施例1相同。
以上所述,僅是本發明的較佳實施例,并非對本發明作任何限制,凡是根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化,均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。