Лазерный мир

Изобретение относится к сварному соединению и способу его получения. Сварное соединение получают при помощи лазерной сварки. Сваривают наложенные друг на друга стальные листы с формированием сварных валиков в форме множества колец. Выполняют следующие этапы: накладывают друг на друга множество металлических листов и формируют первый сварной валик, и последовательно формируют дополнительные два или более сварных валика снаружи первого сварного валика путем облучения лазером. Поверхностная твердость сварного валика увеличивается в направлении от внутреннего валика к внешнему валику, который имеет превосходную прочность, что позволяет предотвратить возникновение трещин в сварном валике. Сварное соединение содержит именно то число сварных валиков, которое требуется для обеспечения прочности этого соединения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 19 табл., 1 пр.

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к сварному соединению, полученному путем наложения друг на друга множества металлических листов и их точечной сварки при помощи лазера, в частности, оно относится к сварному соединению, полученному при помощи лазерной сварки и содержащему множество сварных валиков, которое имеет более высокое качество и превосходную прочность соединения, а также к способу лазерной сварки для его получения.

Уровень техники

[0002] Для примера, в последние годы, в ответ на потребность в повышении эффективности расходования топлива в автомобилях, безопасности и подобного, в больших масштабах в кузовах автомобилей стали использоваться стальные листы, имеющие высокую прочность и небольшую толщину в сечении. Существует необходимость в использовании лазерной сварки для сварки этих стальных листов с более высокой скоростью. Помимо этого, при наложении и лазерной сварке стальных листов, имеющих высокую прочность и небольшую толщину, предпочтительно, чтобы можно было надежным образом обеспечивать высокую прочность соединений.

[0003] При лазерной сварке в качестве источника тепла используется лазерный луч, это делает возможным более надежное и легкое управление вводом тепла по сравнению с дуговой сваркой, например, TIG сваркой и MIG сваркой. По этой причине, при подходящем задании скорости сварки, мощности излучения для лазерного луча, расхода защитного газа и других условий сварки можно уменьшить сварочные деформации. Кроме того, лазерная сварка позволяет выполнять сварку с одной стороны, поэтому она предпочтительна в случае сварки при сборке сложных элементов, например, кузова автомобиля.

В последние годы получила широкое распространение дистанционная лазерная сварка, характеризующаяся высокой эффективностью, при которой используется зеркало для позиционирования лазерного луча с высокой скоростью и перемещения его между положениями сварки за короткое время.

[0005] При дистанционной лазерной сварке, например, как показано на Фиг.5, сварку выполняют во множестве мест на фланцевой части 50а элемента 50 в форме шляпы с получением сварных валиков 51.

[0006] При лазерной сварке, если в зоне сварки прикладывается нагрузка, происходит концентрация механических напряжений рядом с областью, где пересекаются линия сплавления в сварном валике (граница сварного валика) и наложенная часть стальных листов. По этой причине, в зависимости от величины нагрузки, это иногда приводит к разрушению.

[0007] В документе PLT 1 описан способ устранения этой проблемы путем, как показано на Фиг.4, дополнительного формирования второго сварного валика 61 внутри первого сварного валика 60, чтобы получить сварное соединение с множеством валиков и, таким образом, дополнительно повысить прочность соединения стальных листов 5, 5 и выполнить термическую обработку первого валика 60 при помощи теплоты от формирования второго валика 61. Благодаря этому повышается пластичность на границе сварного валика, облегчается концентрация механических напряжений в наложенной части при приложении нагрузки и повышается стойкость к приложенной нагрузке.

[0008] В документе PLT 2 описан способ формирования трех валиков в указанном порядке: основного валика, валика, создающего область сжатия, и термообработанного валика, и предотвращения возникновения трещин в валиках.

Сущность изобретения

Техническая проблема

[0010] Если, как описано в документе PLT 1, при лазерной сварке стальных листов создается множество сварных валиков в форме кольца, при формировании второго сварного валика внутри первого сварного валика во внутреннем сварном валике иногда возникает продольная трещина, это зависит от материала свариваемых стальных листов или размера сварного валика.

[0011] Если к сварному валику, в котором возникла трещина, прикладывается нагрузка, величина механических напряжений, возникающих рядом с областью, где пересекаются линия сплавления валика и наложенные поверхности стальных листов, становится больше, чем при отсутствии трещины. В результате становится трудно обеспечить прочность при воздействии срезающей нагрузки, параллельной этим наложенным поверхностям, и прочность при воздействии нагрузки в направлении отслоения.

Полное содержание статьи: https://findpatent.ru/patent/268/2682193.html