随着激光加工技术的发展,其在汽车工业的应用步伐逐渐加快,特别是汽车制造业的激光焊接技术,大大的提高了生产效率.车门不等厚板的激光拼焊技术可降低车门质量、增加车门的刚度、提高车门的碰撞缓冲性能的同时增加了车辆的安全性,因此成为汽车制造商关注的高新技术,在国内外先进汽车工业中应用效果显著.本研究工作针对车门镀锌钢板进行激光拼焊试验研究,对于不等厚的镀锌钢板拼接进行Disk激光焊接,观察焊缝形貌,检测焊缝硬度,同时进行杯突实验.分析不等厚镀锌板的焊缝成形和焊接性能,以控制车门激光焊接工艺质量.

针对切割后的板料表侧面质量差, 拼焊时因两板间隙产生挂渣、过烧和熔滴等问题, 对5 mm厚的22SiMn2TiB装甲钢进行了激光切割实验研究, 讨论了激光功率、切割速度、离焦量、喷嘴孔径和辅助气体压力等5个工艺参数对切割后板料表侧面质量影响的规律。实验结果表明: 激光切割22SiMn2TiB装甲钢时, 调整上述5个工艺参数在合理范围内时, 未产生挂渣、过烧和熔滴等缺陷。最后通过工艺优化得到了激光切割22SiMn2TiB装甲钢最佳工艺参数为切割速度2 000 mm/min、激光功率2 200 W、离焦量1 mm、喷嘴孔径1.5 mm、辅助气体压力0.15 MPa。

为了解决传统焊接工艺(填丝TIG焊)焊接传动轴总成滑移端壳体-法兰存在的焊缝余高太高, 造成应力集中; 焊缝熔化不均匀、气孔, 造成壳体和法兰在传递扭力时脱落; 整体焊缝外观成型质量差; 焊丝损耗比较大; 焊接效率低等问题。采用激光深熔焊接对传动轴总成滑移端壳体-法兰进行焊接, 并研究激光焊接后焊缝表面形貌、焊缝宽度和热影响区宽度、焊缝熔深、焊缝余高和焊缝显微硬度。结果表明: 激光深熔焊接后, 传动轴总成滑移端壳体-法兰焊缝熔化均匀、无气孔等缺陷; 焊缝表面形貌美观, 热影响区以及焊缝宽度远小于传统工艺焊接时的热影响区及焊缝宽度, 焊缝和热影响区的硬度均高于母材, 热影响区未出现软化, 焊接熔深达到焊接要求, 焊缝余高为0.3 mm, 同时激光焊接效率较高, 满足传动轴总成滑移端壳体-法兰的焊接要求。

为了研究激光焊接对5 mm厚异种材料45#钢与40Cr钢焊接的接头组织性能影响,利用6 kW高功率激光器在不同参数下进行拼焊试验,采用佳能7D型单反相机拍摄焊缝表面宏观形貌,采用X-350A型应力测定仪检测垂直焊缝方向的表面残余应力,通过HXD-1000型显微硬度计检测焊缝深度方向的显微硬度。结果表明: 相对其余情况,焊接速度为1.2 m/min时,焊缝表面形貌形状饱满,气孔等缺陷少,表面质量最好;离焦量为-2 mm,热输入量为210 J/mm时焊缝区出现高而窄的压应力分布,最大值为-187 MPa,能有效提高焊缝疲劳性能;离焦量为-2、-4 mm和0 mm三种情况时焊缝区整体显微硬度都比母材区高,并且离焦量为-2 mm时硬度分布最好,呈平缓减小趋势,最大值为38 HRC,比母材平均值高出14 HRC。选择适当的激光焊接参数能有效的改善45#钢与40Cr 钢焊接接头组织性能。