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高强钢的两步激光焊接

汽车厂商一直在寻求能生产更安全、更高效汽车的新型材料及焊接工艺。强度特别高的含硼高强钢（HSS）因此进入了汽车创新的范畴，在北美使用的汽车救生工具“救生颚”甚至因此对救生工具的标准进行了重新界定。假设焊接技术无需变化，更高的强度意味着可以使用更少的材料减少车体的重量。在焊接高强钢时，汽车厂商更倾向于激光焊接工艺。但早期尝试使用激光焊接却因为热成型工序中使用AlSi保护涂层问题受阻。因为用激光焊接AlSi涂层高强钢时可能导致内部铁铝金属层脆裂。

无需再顾虑铁铝金属层脆裂问题，焊接区域的防腐涂层被清理以后会显著提高高强钢焊接质量。图4表示的是用一台1 kW、脉宽为70ns的脉冲光纤激光器完整地清理AlSi涂层。激光器通过新型的方形操作光纤提供了高达100 mJ的脉冲能量（ 每mm2 的功率密度为7-10 J/cm2），以既精确又经济的10 m/min的速度，清理厚度为30 μm的AlSi涂层。然后再用近红外的千瓦级连续（CW）光纤激光器完成焊接工序，使高强度、轻量化的拼焊板可以供应给汽车制造行业。

图4 高强钢焊接时的AlSi涂层清理。

具有高脉冲能量的光纤激光技术通过一根新型的方形光纤传输，高效清理AlSi涂层，获得钢材本体表面以强化焊接质量。

与采用2种具有不同芯径的连续激光束的三光点钎焊不同，HSS 两步焊接法先用高脉冲能量纳秒级激光器激光烧蚀清理，然后再用高功率连续激光器焊接。大家接下来先容的应用实例也是用两步操作，但是大家将其拓展至亚纳秒级领域并采用了两种不同波长的激光器。

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