本发明专利技术涉及空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂及其制备方法和应用。采用的技术方案是：活性剂按重量百分比由20％～30％La2O3、5％～10％Ce2O3、10％～20％KF和余量的SiO2组成。激光焊接方法：在减震器活塞杆焊缝处提前涂覆专用活性剂，激光焊接头到达工位，对空心减震器活塞杆与实心堵头焊缝处进行焊接，焊接结束时激光器工作功率以渐变方式停止。采用本发明专利技术的方法，可实现激光低功率条件下，不开坡口、不填丝，高速焊接1～10mm厚碳钢管材，焊件旋转并形成熔透均匀、表面成形良好的环形焊缝。
【技术实现步骤摘要】
空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂及其制备方法和应 用
[〇〇〇1] 本专利技术涉及一种激光焊接专用活性剂，特别涉及一种用于车用空心减震器活塞杆 激光焊接的专用活性剂，可实现激光低功率条件下，不开坡口、不填丝，高速焊接1?1〇_ 厚碳钢管材，焊件旋转并形成熔透均匀、表面成形良好的环形焊缝。
技术介绍
汽车减震器是一个关键而必不可少的零部件，其产品质量对汽车整体安全性具有 十分重要的影响。汽车零部件生产企业脱离整车企业并形成专业化零部件集团，正成为一 种全球化趋势。随着国际上汽车行业开始实行零部件全球化采购策略及国际跨国汽车 企业推行本土化策略，国内市场将出现巨大的零部件配件缺口。目前，国内减震器生产量远 远不能满足市场需求，尤其是中高档汽车的减震器更是供不应求，因此，提高减震器的产量 和质量是当前国内减震器生产企业生存和发展的战略目标之一。目前实心活塞杆在减震 器组件的全球市场份额中占据90%以上，随着汽车轻量化的趋势以及高档车辆对安全性的 极高要求（对行驶过程中数据实现实时监控）日益苛刻，使用空心活塞杆作为减震器组件 (空心杆件里布置应力及位移传感器以便实现实时监控车辆行驶状态）是未来的重要发展 方向。 当前，摩擦焊接是车用减震器活塞杆的主要连接工艺。然而，由于摩擦焊接存在热 影响区大，焊缝处晶粒粗大，结合面易开裂等问题而严重制约活塞杆的使用寿命及安全性。 从焊接效率角度来看，顶锻后需用车刀把突起切除，因此摩擦焊接工序复杂，效率低下。 随着光纤激光器的大规模工业化应用，采用激光焊接是金属管、板焊接的新途径。 其焊接质量优良、热影响区小等优点得到广泛认可。但激光焊接尤其采用光纤激光器存在 成本高昂、工装要求过高等问题而限制了更广泛的应用。同时，激光焊接焊缝处与热影响区 界限明显，性能陡变，容易引起应力集中而导致减震器活塞杆提前疲劳失效，对车辆行驶安 全造成严重威胁。此外，鉴于管材焊接特殊性，当采用激光焊接时，尾端热量积累而导致极 易在焊接收尾时出现焊缝下塌、尾坑等问题而影响管件性能及表观质量。 活性焊接方法始于二十世纪六十年代左右。其主要应用集中在活性-TIG (钨极氩 弧焊）领域。活性剂的使用可使熔深增加、宽度不变且焊缝区晶粒细化等优点而引起广泛 关注。然而由于激光光源能量与TIG存在本质区别，尤其是光纤激光的独特性（如光束质 量极高、光斑能量均匀、能量转换率高等特点），因此与TIG焊接的活性剂相比激光焊接活 性剂的组分选择具有相当大的区别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂，用于车用空心 减震器活塞杆激光焊接，可实现激光低功率条件下，不开坡口、不填丝，高速焊接1?1〇_ 厚碳钢管材，焊件旋转并形成熔透均匀、表面成形良好的环形焊缝。 本专利技术的另一目的是提供空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂的制备方法及 其应用。 本专利技术采用的技术方案是：空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂，由La20 3、 Ce203、Si0jPKF 组成。 优选的，上述的空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂，按重量百分比组成如下： La203 :20%?30%，Ce203 :5%?10%，KF :10%?20%，余量为 Si02。 一种空心减震器活塞杆激光焊接方法，方法如下：[〇〇11] 1)将空心减震器活塞杆与两端实心堵头装夹在夹具上，保证同心度； 2)按上述的配比，取La203、Ce20 3、KF和Si02，于球磨机中研磨2?4小时，混合均 匀后用适量丙酮调匀，均匀喷涂于空心减震器活塞杆与实心堵头之间的焊缝区；所述的焊 缝区是沿焊缝两侧向空心减震器活塞杆和实心堵头各约2_的区域，涂覆量为1?10mg/ cm2 ； 3)激光焊接头到达焊缝区上方进行焊接，空心减震器活塞杆旋转一圈后，为保证 焊接性能，要求有一定的搭接量，所述的搭接量是指，空心减震器活塞杆旋转一圈后，焊接 末端超过焊接起点0. 5?3mm ;焊接工艺条件如下： 激光功率为500W?1500W ; 激光焊接头与焊缝区垂直距离为1?10cm ; 激光焊接头与焊缝区垂直方向夹角为10?45° ; 活塞杆旋转速度为10mm/s?40mm/s ; 保护气体为氮气，流速为10m3/min?20m3/min ; 4)结束焊接时，使激光功率以渐变为0方式停止工作。[〇〇2〇] 上述的空心减震器活塞杆激光焊接方法，所述的空心减震器活塞杆壁厚为3? 10mm。材料可为钢铁材料或商强商初错合金等有色合金。 本专利技术的有益效果是：本专利技术的活性剂，稀土氧化物（La203和Ce 203)起到细化焊 缝区晶粒的作用，而3102起到促进熔池液体由表面向下部流动的作用，氟化物（KF)则对电 弧有强烈收缩作用，后两者都促进激光能量向下传导而导致熔深增加。本专利技术的方法提高 了焊接接头性能，同时也提高了厚壁空心杆焊接速度，可使激光吸收率得到显著提高。在实 现高速、深熔焊接的同时保护降低了激光器的焊接功率要求、保证焊接系统的稳定性以保 持整个焊接生产线的高可靠性及稳定性。根据本专利技术焊接方法，所得焊缝表面均匀、美观， 同时可实现降低光纤激光器功率要求、延长激光光纤寿命、提高焊接速度，并降低对活塞杆 装夹夹具精度等要求。可提供金属管材活性-激光焊接工艺及完整生产线，应用前景广阔。 【附图说明】 图1是本专利技术焊接工艺的流程图。 图2是两种工艺条件下焊缝区形貌； 其中，A :单独采用激光焊接；B :本专利技术的方法 图3是单独采用激光焊接的空心减震器活塞杆拉伸性能曲线。 图4是采用本专利技术的方法的空心减震器活塞杆拉伸性能曲线。 【具体实施方式】 实施例1空心减震器活塞杆激光焊接方法[〇〇28](一）某款空心减震器活塞杆具体数据如表1所示，材料为20Mn2 (冷拔态）。 表1空心减震器活塞杆尺寸本文档来自技高网...
【技术保护点】
空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂，其特征在于由La2O3、Ce2O3、SiO2和KF组成。
【技术特征摘要】
1. 空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂，其特征在于由1^203、(^20 3^02和肝组成。2. 如权利要求1所述的空心减震器活塞杆激光焊接专用活性剂，其特征在于按重量百 分比组成如下：La20 3 :20%?30%，Ce203 :5%?10%，KF :10%?20%，余量为 Si02。3. 空心减震器活塞杆激光焊接方法，其特征在于方法如下： 1) 将空心减震器活塞杆与两端实心堵头装夹在夹具上，保证同心度； 2) 按照权利要求2所述的配比，取La203、Ce203、KF和Si0 2，于球磨机中研磨2?4小时， 混合均匀后用适量丙酮调匀，均匀喷涂于空心减震器活塞杆与实心堵头之间的焊缝区； 3) 激光焊接头到达焊缝区上方进行焊接，空心减震器活塞杆旋转一圈后，为保证焊接 性能，要求有一定的搭接量，所述的搭接量为焊接末端超过焊接起点0. 5?3mm ; 4) 结束焊接时，使激光功率以渐变为0方式停止工作。4. 如权利要求3所述的空心减震器活塞杆激光焊接方法，其特征在于方法如下： 1) 将空心减震器活塞杆与两端实...
【专利技术属性】
技术研发人员：何力佳，王建中，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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