CN117020475A - 一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，V：≤1.0％，B：＜0.1％，Ti：0.5％～0.7％。焊丝成分中的Cr、Mo、Sn、Sb等元素在融化形成焊缝的过程中，能够充分的降低焊缝的膨胀系数，有效的减少焊接过程中产生的气孔；铬元素在焊接时具有淬透性，使得焊缝具有较高的耐高温氧化的性能，钼元素在焊接时有增加焊缝的湿润性的作用，增加焊缝的强度和硬度，提升了焊缝的耐热性和耐腐蚀性；锑锡元素在焊接过程中使焊接材料更好地润湿焊接接头和基材表面，提高接触面积和接触性能提供足够的热量和流动性，优化焊缝的连接性能。

Description

一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法
技术领域
本发明涉及铝硅涂层板焊接技术领域，特别涉及一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法。
背景技术
激光拼焊在汽车制造中具有显著提升材料利用率、强度按区分配以及在汽车轻量化中发挥重要作用的优势。这使得它成为汽车制造业中的重要连接技术，为汽车结构设计提供了更多的灵活性和可持续性发展的可能性。然而上述的含铝的涂层热成形钢尤其是铝硅涂层热成形钢激光拼焊过程中，铝硅镀层中的Al与Fe形成金属间化合物，这些化合物热冲压成形后具有较大脆性；同时焊缝在焊接过程中存在较大的膨胀系数，导致焊缝成型不足。这种现象可能会影响焊接接头的连接性能，降低焊接接头的强度。
目前，激光拼焊板在汽车白车身上广泛应用。有些车身零部件，例：B柱加强板、A柱加强板、单门环或双门环等，在拼焊完成后，在焊缝或距离焊缝0.1-0.5mm范围内存在裂纹(图4)，再进行热压成型过程中，造成在焊缝位置开裂或焊缝无法满足拼焊的强度要求。
在CN110587135B专利中公布了激光拼焊板焊缝防冲压开裂的焊接方法，该方法是采用预制焊缝间隙在0.2mm-0.4mm，之后融化焊丝填入预制间隙中进行拼接。但该方法在实际的焊接过程中，材料的定位装置对于间隙控制的一致性较差，无法完全满足拼焊的高精度要求，造成焊缝的成型效果不稳定，而且拼焊加工过程较复杂。
在CN113967789A专利中公布了一种铝硅涂层钢的激光拼焊方法，该方法是采用一种特殊的钼含量较高的不锈钢焊丝，并确保拼接间隙的宽度小于焊丝直径的50％，进行填丝焊接。但该方法依据存在间隙高精度的控制问题，存在焊道易造成焊偏的情况，同时，采用该焊丝在焊缝成型过程中，在焊缝0.1-0.5mm范围中存在焊接裂纹，降低焊缝的塑性和韧性下降，焊缝成型不足，焊缝不平整(焊缝效果见图3)。
在CN218193136U专利中公布了一种提升成型性能的激光拼焊板方法，该方法是采用对材料拼接接头相接端均设有配合互扣的联接结构以及焊接过程中焊缝位置的散热结构用于提升拼焊焊接的强度以及减少焊缝热变形。但该方法提升了拼焊焊接的加工难度，针对于厚度在3mm以下的材料无法满足配合互扣连接接头的加工要求。
在CN114178698A专利中公布了一种9Ni钢窄间隙激光填丝焊接方法，该方法是依据传统弧焊的焊接方式，对焊接的接头形成“V”字型坡口，已达到去除镀层的目的进行拼焊焊接。但该方式需要再拼焊焊接前对材料进行加工，增加了焊接工序，焊接过程较为复杂。
在CN106874620B专利中公布了一种度量激光热丝焊接工艺中能量效率的方法，该方法中讲述采用提前将焊丝加热，使用激光对加热后的焊丝融化来实现拼接。但该方法中加热焊丝需要热丝机和材料形成闭合回路，同时加热效果将受到板材的清洁度等影响，使拼焊过程中夹紧装置的更为复杂，焊接效果将受到热丝加热的影响，增加了拼焊焊接的影响因素。
上述方法包括改变连接接头的成分、改变接头的连接方式以及去除材料涂层，旨在提升拼焊焊接的连接强度。然而，这些方法存在加工复杂性和高精度要求的问题，因此无法完全保证拼焊焊接的一致性和稳定的强度要求。
而在所述的拼焊焊接过程中，存在一些问题导致焊缝成型不稳定，影响拼接强度及焊接成品率，由于激光在短时间内产生较高的能量，易产生金属蒸汽，激光在穿透金属蒸汽时造成激光功率发生损耗时，送丝机构因板材对接平整度或预制间隙时焊丝在热丝过程中会软化会偏位导致母材融化不及时，使得焊缝成型不稳定(不良图片见图3)。在进行拼焊板的热压成型过程中，焊缝位置受到加热后的热应力的影响，加上拼焊过程中焊缝成型不稳定，进而造成热压成型后焊缝位置存在裂缝，降低了拼焊位置拼接强度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法。本发明的第一目的在于提供一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，用于保证拼焊焊接的一致性和稳定的强度要求。本发明的第二目的在于解决在拼焊焊接过程中，由于激光在短时间内产生较高的能量，易产生金属蒸汽，激光在穿透金属蒸汽时造成激光功率发生损耗时，送丝机构因板材对接平整度或预制间隙时焊丝在热丝过程中会软化会偏位导致母材融化不及时，使得焊缝成型不稳定，进而影响拼接强度及焊接成品率的问题。
本发明的具体技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：V：≤1.0％，Ti：0.5％～0.7％。
在上述配方中各组分的作用是：Ti不仅可以作为脱氧元素，还能进行固氮，减少氮气孔，钛的含量：0.5％～0.7％，用钛替换传统的硅作脱氧元素。钒的话可以细化晶体，减少由于铁素体的长条晶体减弱焊缝强度。
作为优选，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，B：＜0.1％。
在上述配方中各组分的作用是：
硅是焊丝中的脱氧元素，它可以防止铁与氧结合，并可在熔池中还原氧化铁；而当硅的含量低于0.4％使，使得硅融入焊缝中的铁素体减少，造成铁素体的含量较高，使得焊缝强度降低；当焊丝中硅的含量大于0.6％，会产生较多的氧化物，而该氧化物颗粒细小，难从熔池中浮出，易造成焊缝夹渣，因此本焊丝中硅的重量百分比控制在0.4-0.6％范围内。
钼在焊丝中添加量在5-13％时，有助于提高焊接接头的熔点，是在高温环境下确保焊缝的热稳定性，同时有了钼的加入促进材料的石墨化倾向，而石墨有良好的导热性和较好的湿润性，导热性可使在焊接过程中过多的热量能有效的分散，有效的抑制了热应力和变形的产生，湿润性能更好的促进焊缝和连接材料的接触和结合，进而提升焊缝的强度和可靠性。而钼元素本身具有良好的抗腐蚀性，特别是对酸性介质和高温环境下的腐蚀具有较高的抵抗能力，进而提高了焊缝的抗腐蚀性。而当含量高于13％时，易造成焊缝中石墨含量的增加，使得焊缝催化，降低了焊接强度。因此本焊丝中钼的重量百分比控制在5～13％。
铬能提高钢的强度和硬度而塑性和韧性降低不大。铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。同时具有很强的耐蚀、耐酸的能力，能够提升焊缝的抗腐蚀和抗氧化的作用。而当焊丝中铬的含量较低时，使得钢的淬透性不足，造成焊缝脆化，因此，在本焊丝中的铬的重量百分比控制15-25％。
锡的元素的加入可以改善焊缝的流动性，使焊缝更容易填充和覆盖焊接接头，减少气孔和缺陷的产生。在焊接过程中可以与其他金属形成互溶合金，促进金属的融合和结合，提高焊缝的强度和密封性，促进焊接反应；同时加入过量的锡元素，易造成焊缝中存在大量的合金杂质，进而降低焊缝焊接强度，因此，在本焊丝中的锡的重量百分比控制0.8％。
硼在焊缝组织中含量适当，可以使焊缝组织得到细化。同时硼微量元素的加入，有利于保证焊缝在急高速冷却状态下的淬硬性,而且微量的硼可以导致固溶强化，且硼在晶界的偏聚导致进一步增加淬透性，使焊缝得到更高的抗拉强度。当硼的含量较多或较少时，焊缝组织将出现细化不充分或产生新的杂质焊渣，降低焊缝的抗拉强度，因此，在本焊丝中硼的重量百分比分别控制在0.0005％。
锑可以改善焊缝的外观和形貌，使其更加光滑、均匀，减少焊缝内部的缺陷。可以促进焊缝形成稳定的氧化物膜，阻止氧气和其他氧化剂进一步侵蚀焊缝，提高其抗拉强度和冲击韧性，同时锑还可以降低焊缝的熔点，使焊接过程更容易进行和控制；当锑的含量较高时，易造成焊丝焊缝的融化性无法有效控制，进而破坏了焊缝成型的稳定性，因此，在本焊丝中锑的重量百分比≤1.0％。
钒在焊接过程中可以细化焊接材料晶粒提高焊接接头的强度和韧性，在高温环境下可以防止焊接接头的氧化和氧化皮的形成，从而保持焊接接头的性能并提高焊缝的耐腐蚀性能。
在本专利焊接填丝过程中，焊丝成分中的Si、Cr、Mo、Sn、Sb等元素在融化形成焊缝的过程中，能够充分的降低焊缝的膨胀系数，同时硅元素还能有效的减少焊接过程中产生的气孔；铬元素在焊接过程中具有淬透性，使得焊缝具有较高的耐高温氧化的性能，钼元素在焊接过程有增加焊缝的湿润性的作用，不仅增加焊缝的强度和硬度，而且提升了焊缝的耐热性和耐腐蚀性；锑锡元素在在焊接过程中使焊接材料更好地润湿焊接接头和基材表面，提高接触面积和接触性能提供足够的热量和流动性，有助于将气孔和夹杂物排除出焊接接头，进一步优化焊缝的连接性能。
进一步地，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：C：0.01～0.04％，Mn：0.1～0.3％，P：0.007～0.009％，Al：＜1.0％，S：0.004～0.006％，Cu：0.25～0.45％。
进一步地，焊丝的余量为Fe。
进一步地，焊丝的直径为0.4mm～1.2mm。
本焊丝成分中金属Al的含量较低，在进行拼焊的过程中，使用0.4mm-1.2mm的焊丝直径进行熔化连接。焊接部其焊缝抗拉强度大于低强钢母材抗拉强度，延伸率大于4％，从而满足该种差强拼焊部件在汽车热冲压领域的应用要求，进而保证拼焊焊接的一致性和稳定的强度要求。
第二方面，本发明提供了一种拼焊方法，使用了上述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，包括焊接台面和激光焊接设备，焊接台面的侧边设置有吹气装置，包括以下步骤：
步骤一：清理产品胚料上焊接截面上的毛刺或其他杂物，将两个拼焊胚料的焊接截面贴合，同时将焊丝的伸长量为5mm-10mm；
步骤二：激光焊接设备的功率2000w-6000w，焊接的速度为3.5-5m/min，光斑焊接直径为0.5-1.2mm，非负离焦光斑，送丝速度为1.2-3m/min；
步骤三：并调整好出气口的位置，并检查吹气装置的气压，气压值在0.2MPa-0.4MPa范围内，焊接前开启吹气装置。
进一步地，还包括步骤四，将焊接好的胚件再经过900～950度保温4～7分钟的加热处理，在通水模具中冷却8～12秒中，水温为11°～12.5°。
与传统的镀层清洗焊接工艺相比，本发明减少去除镀层的工序，杜绝去除过程中存在失效风险对焊接强度的影响。与传统的填丝焊接工艺相比本发明去除预制焊接间隙工艺。简化拼焊的焊接工艺流程和智能工装的要求，减少对进口高尖端智能设备及算法的依赖同时具有更优的焊接强度及焊接外观，在焊缝形成过程中，我们采取措施来优化焊接过程并改善焊缝的质量。其中一项重要的策略是取消了预制间隙同时降低焊缝的膨胀系数，这有助于减小焊缝在冷却过程中的变形。我们还可以通过控制焊接热量的堆积，避免焊缝中不必要的相变，从而减少焊缝组织中铁素体的形成。这些措施的实施可以显著提升焊接接头的力学性能，使其更加可靠和耐用。焊接过程中增加了吹保护气体装置，确保焊缝形成过程中与焊缝熔池与空气进行接触。同时在直接水冷淬火和通水膜冷中对比中，焊缝状态保持一致，如图2所示，弥补了拼焊板在各种急剧工况下的焊缝拉伸屈服强度及稳定性。针对焊缝长度的有效性提升至焊缝在终起点2-3mm，在焊缝终起点的2-3mm范围取样，拉伸检测有效，拉伸及取样效果如图14。
本发明具有以下优点：
(1)在进行拼焊的过程中，使用0.4mm-1.2mm的焊丝直径进行熔化连接。焊接部其焊缝抗拉强度大于低强钢母材抗拉强度，延伸率大于4％，从而满足该种差强拼焊部件在汽车热冲压领域的应用要求，进而保证拼焊焊接的一致性和稳定的强度要求；
(2)与传统的镀层清洗焊接工艺相比，本发明减少去除镀层的工序，杜绝去除过程中存在失效风险对焊接强度的影响。
(3)与传统的填丝焊接工艺相比本发明去除预制焊接间隙工艺。简化拼焊的焊接工艺流程和智能工装的要求，减少对进口高尖端智能设备及算法的依赖同时具有更优的焊接强度及焊接外观，在焊缝形成过程中，我们采取措施来优化焊接过程并改善焊缝的质量。
附图说明
图1是本发明的焊接结构的示意图；
图2是本发明的焊接效果图；
图3是本发明的现有技术的焊缝效果；
图4是本发明的现有技术的焊缝效果放大图；
图5是本发明的实施例1至实施例15中的材料1和材料2的焊接完成图；
图6是本发明的实施例1至实施例15中的焊接接头拉伸曲线图；
图7是本发明的实施例1至实施例15中的断裂部位图；
图8是本发明的实施例1至实施例15中的硬度检测位置图；
图9是本发明的实施例5中的E1-E3试片的断裂部位图；
图10是本发明的实施例16至实施例18中的焊接接头拉伸曲线图；
图11是本发明的实施例16至实施例18中的断裂部位图；
图12是本发明的实施例19至实施例22中的
图13是本发明的焊接接头拉伸曲线图；
图14是本发明的拉伸及取样效果；
图15是本发明的实施例1至实施例15中接头金相表；
图16是本发明的实施例9、实施例14、实施例15中的常温冲击试验断裂状态件图；
图中：1、焊接台面，2、激光焊接设备，3、吹气装置，4、焊丝、5、焊缝，6、焊道，7、材料1，8、材料2。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
总实施例：一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，V：≤1.0％ B：＜0.1％，C：0.01～0.04％，Mn：0.1～0.3％，P：0.007～0.009％，Al：＜1.0％，S：0.004～0.006％，Ti：0.5％～0.7％，Cu：0.25～0.45％，焊丝的余量为Fe和其他不可避免的杂质。
焊丝的直径为0.4mm～1.2mm。
一种拼焊方法，使用了上述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，如图1所示，包括焊接台面1和激光焊接设备2，焊接台面的侧边设置有吹气装置3，包括以下步骤：
步骤一：清理产品胚料上焊接截面上的毛刺或其他杂物，将两个拼焊胚料的焊接截面贴合，同时将焊丝的伸长量为5mm-10mm；
步骤二：激光焊接设备的功率2000w-6000w，焊接的速度为3.5-5m/min，光斑焊接直径为0.5-1.2mm，非负离焦光斑，送丝速度为1.2-3m/min；
步骤三：并调整好出气口的位置，并检查吹气装置的气压，气压值在0.2MPa-0.4MPa范围内，焊接前开启吹气装置。
步骤四，将焊接好的胚件再经过900～950度保温3～5分钟的加热处理，在通水模具中冷却8～12秒中，水温为11°～12.5°。
实施例1至实施例15：针对1.2mm-2.0mm板厚(t)各种板厚搭配拼接，采用本发明焊丝进行拼接的实验结果。
实施例1：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.2mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.2mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝成分见表(7)。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(1-3曲线)，断裂部位见图7(A1-A3试片)，接头金相见图15(A)，维氏硬度试验结果见表1(A)，硬度检测位置图8(A)。
实施例2：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.2mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.4mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(4-6曲线)，断裂部位见图7(B1-B3试片)，接头金相见图15(B)，维氏硬度试验结果见表1(B)，硬度检测位置图8(B)。
实施例3：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.2mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(7-9曲线)，断裂部位见图7(C1-C3试片)，接头金相见图15(C)，维氏硬度试验结果见表1(C)，硬度检测位置图8(C)。
实施例4：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.2mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.8mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(10-12曲线)，断裂部位见图7(D1-D3试片)，接头金相见图15(D)，维氏硬度试验结果见表1(D)，硬度检测位置图8(D)。
实施例5：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.2mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝2.0mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(13-15曲线)，断裂部位见图7(E1-E3试片)，接头金相见图15(E)，维氏硬度试验结果见表1(E)，硬度检测位置图8(E)。
实施例6：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.4mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(16-18曲线)，断裂部位见图7(F1-F3试片)，接头金相见图15(F)，维氏硬度试验结果见表2(F)，硬度检测位置图8(F)。
实施例7：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(19-21曲线)，断裂部位见图7(H1-H3试片)，接头金相见图15(H)，维氏硬度试验结果见表2(H)，硬度检测位置图8(H)。
实施例8：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.8mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.9kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(22-24曲线)，断裂部位见图7(I1-I3试片)，接头金相见图15(I)，维氏硬度试验结果见表2(I)，硬度检测位置图8(I)。
实施例9：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝2.0mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.9kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(25-27曲线)，断裂部位见图7(G1-G3试片)，接头金相见图15(G)，维氏硬度试验结果见表2(G)，硬度检测位置图8(G)，常温冲击试验断裂状态件图16(7)，冲击试验测量结果见表4(7)。
实施例10：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.6mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.9kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(28-30曲线)，断裂部位见图7(K1-K3试片)，接头金相见图15(K)，维氏硬度试验结果见表2(K)，硬度检测位置图8(K)。
实施例11：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.6mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.8mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(31-33曲线)，断裂部位见图7(L1-L3试片)，接头金相见图15(L)，维氏硬度试验结果见表3(L)，硬度检测位置图8(L)。
实施例12：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.6mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝2.0mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.9kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(34-36曲线)，断裂部位见图7(M1-M3试片)，接头金相见图15(M)，维氏硬度试验结果见表3(M)，硬度检测位置图8(M)。
实施例13：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.8mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.8mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(37-39曲线)，断裂部位见图7(N1-N3试片)，接头金相见图15(N)，维氏硬度试验结果见表3(N)，硬度检测位置图8(N)。
实施例14：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.8mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝2.0mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(40-42曲线)，断裂部位见图7(O1-O3试片)，接头金相见图15(O)，维氏硬度试验结果见表3(O)，硬度检测位置图8(O)，常温冲击试验断裂状态件图16(14)，冲击试验测量结果见表4(14)。
实施例15：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝2.0mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝2.0mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图6(43-45曲线)，断裂部位见图7(P1-P3试片)，接头金相见图15(P)，维氏硬度试验结果见表3(P)，硬度检测位置图8(P),常温冲击试验断裂状态件图16(15)，冲击试验测量结果见表4(15)。
针对实施例1至实施例15，实施例16至实施例18,进行不等板厚过度加热参数进行验证：
实施例16：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.2mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.4mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温6分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图10(1-5曲线)，断裂部位见图11(E1-(1—5)试片)。
实施例17：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.6mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.8mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温6分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图10(6-10曲线)，断裂部位见图11(E2-(1—5)试片)。
实施例18：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.8mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝2.0mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温7分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，焊接接头拉伸曲线见图10(11-15曲线)，断裂部位见图11(E3-(1—5)试片)。
实施例19至实施例22，针对不同焊丝与本发明焊丝以及冷却形式的验证：
实施例19：采用铝硅镀层的热成型钢材料1(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢材料2(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块不等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用本发明开发的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.7mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.6mm，送丝速度为2m/min，采用本发明合金焊丝成分见表5。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，直接在水中冷却10秒中，水温为11.8℃。经过力学拉伸检测，断裂位置均不在焊缝位置，断裂部位见图13(R1)，焊接接头拉伸曲线见图12(3号曲线)。
实施例20：采用铝硅镀层的热成型钢(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块不等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用GH738的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.8mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.8mm，送丝速度为1.8m/min，采用GH738焊丝成分见表1。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，断裂部位见图13(L1)，焊接接头拉伸曲线见图12(1号曲线)。
实施例21：采用铝硅镀层的热成型钢(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块不等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用ER120S-G的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.8mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.8mm，送丝速度为1.8m/min，采用ER120S-G焊丝成分见表1。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，断裂部位见图13(L2)，焊接接头拉伸曲线见图12(2号曲线)。
实施例22：采用铝硅镀层的热成型钢(t＝1.4mm)与铝硅镀层热成型钢(t＝1.6mm)拼焊，钢板平直，表面清洁，无油污、水渍等污染物。将两块不等厚的坯料在待焊边采用激光切割的方式进行落料切割为小的产品胚料；焊前预制对接贴合。采用ER70-G的焊丝，激光功率为3.8kW，光斑直径为0.8mm，焊接速度为4.2m/min，焊丝直径为0.8mm，送丝速度为1.8m/min，采用ER70-G焊丝成分见表1。采用上述焊接工艺拼焊后，坯件再经过930度保温4分钟的加热处理，在通水模具中冷却10秒中，水温为11.8℃，断裂部位见图13(R2)，焊接接头拉伸曲线见图12(4号曲线)。
表1：实施例1至实施例5中维氏硬度试验结果
表2：实施例6至实施例10中维氏硬度试验结果
表3：实施例11至实施例15中维氏硬度试验结果
表4：实施例9、实施例14、实施例15中的冲击试验测量结果
表5：合金焊丝与其他焊丝成分表
从表1至表3中可以看出，采用本发明的焊丝以及拼焊方法进行焊接的胚料，在实施例1至实施例15中的维氏硬度测试实验结构均为合格，性能较为优越；
从图16和表4中可以看出，实施例9、实施例14、实施例15中的冲击断裂位置均没有在焊缝处，且经受摆锤冲击之后均没有发生断裂，表现出较好的韧性。
图6中可以很明显得出，采用本发明的焊丝焊接而成的材料1和材料2拉伸应变能够达到2.5mm后，依旧能够保持良好的性能；
从图12中可以很明显的看出，采用本发明的焊丝焊接而成的材料1和材料2拉伸应变能够达到0.035mm，而采用其他的焊丝进行焊接时，拉伸应变在不超过0.03mm；因此，本发明的焊丝以及焊接方法，可以显著提升焊接接头的力学性能，使其更加可靠和耐用。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，其特征在于，焊丝的成分包括以下重量百分比的成分：V：≤1.0％，Ti：0.5％～0.7％。
2.根据权利要求1所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：Si：0.3～0.5％，Cr：13～23％，Sn：≤0.8％，Mo：5～13％，Sb：≤1.0％，B：＜0.1％。
3.根据权利要求2所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，焊丝的成分还包括以下重量百分比的成分：C：0.01～0.04％，Mn：0.1～0.3％，P：0.007～0.009％，Al：＜1.0％，S：0.004～0.006％，Cu：0.25～0.45％。
4.根据权利要求1或2或3所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，其特征在于，其特征在于，焊丝的余量为Fe。
5.根据权利要求1或2或3所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，其特征在于，其特征在于，焊丝的直径为0.4mm～1.2mm。
6.一种拼焊方法，使用了如权利要求1或2或3所述的提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝，包括焊接台面和激光焊接设备，焊接台面的侧边设置有吹气装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：清理产品胚料上焊接截面上的毛刺或其他杂物，将两个拼焊胚料的焊接截面贴合，同时将焊丝的伸长量为5mm-10mm；
步骤二：激光焊接设备的功率2000w-6000w，焊接的速度为3.5-5m/min，光斑焊接直径为0.5-1.2mm，非负离焦光斑，送丝速度为1.2-3m/min；
步骤三：并调整好出气口的位置，并检查吹气装置的气压，气压值在0.2MPa-0.4MPa范围内，焊接前开启吹气装置。
7.根据权利要求6所述的拼焊方法，其特征在于，还包括：步骤四，将焊接好的胚件再经过900～950度保温4～7分钟的加热处理，在通水模具中冷却8～12秒中，水温为11°～12.5°。
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