用于接合金属构件的方法技术

一种用于通过焊接接合金属构件、特别是钢构件的方法，其中，第一构件与第二构件焊接，其中，所述构件中的至少一个是含氮构件，其特征在于，在焊接步骤(140)之前给所述构件(10、12)中的至少一个添加钛。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于通过焊接接合金属构件、特别是钢构件的方法，其中，第一构件与第二构件焊接，其中，所述构件中的至少一个是含氮构件，其特征在于，在焊接步骤(140)之前给所述构件(10、12)中的至少一个添加钛。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于通过焊接接合金属构件、特别是钢构件的方法，其中，第一构件与第二构件焊接，其中，所述构件中的至少一个是含氮构件。含氮构件在这种情况下可以理解成至少包含不少的或者甚至显著的氮百分比的金属构件或钢构件。所述氮在此一方面可以含在合金中，另一方面所述氮也可以在所述表面上包含在渗氮层中。
技术介绍
用于通过焊接来接合金属构件、特别是钢构件的方法被多次公开。但是在接合含氮构件时经常遇见的问题是:由于在焊接时的高温，含氮材料会熔化。因此，会导致包含在材料中或者包含在合金中和/或包含在渗氮层中的氮的析气。所述析气导致在焊缝中形成孔隙，由此，所述焊缝的横截面中被削弱。因此，这限制了含氮的或者用氮处理过的材料的使用范围，因为不能可靠地保证焊缝的强度。现有技术为了应对这个问题，例如在焊接之前去除构件的焊接接头上的渗氮层，从而不会导致氮的析气。但是在大批量生产和因此大的工件数量的情况下，磨掉所述渗氮层耗费大并且因此成本高，因此，应该尽可能地避免这种处理方法。Gu等在他们的论文《氮化钢构件的激光束焊接(Laser Beam Welding of NitrideSteel Components)))(发表在《Physics Procedia)) 2011 年第 12 期中 40-45 页)中公开了一种用于激光束焊接的方法，所述方法研究在焊接时从渗氮层中析出氮的问题。在此，在焊接时供入一种焊条，所述焊条具有确定的钛含量。Gu的实验研究表明:在此关于因为析出氮而产生气泡的焊接过程得到改善(参考在Gu的公开文件中的图2的右边)。焊缝质量的改善在此这样实现:析气的氮的一部分在熔融物中与包含在焊条中的钛化合。所述氮在此与钛形成氮化钛形式的化合物。这个反应在比较高的温度中发生。但是在一个更详细的焊缝实验中发现，特别是焊根、即焊缝的底部总是还含有大量的气泡。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，提供一种用于通过焊接来接合含氮的金属构件、特别是钢构件的方法，其中，所述方法应该能够简单并且可靠地实施，并且，即使在深的焊缝中也应优选在焊缝的整个横截面上避免由析气的氮导致的孔隙形成。该任务通过具有权利要求1特征的方法解决。据此，在焊接步骤之前给所述构件中的至少一个添加钛。不同于现有技术地，钛的添加在此在焊接过程之前进行，与此相反的是，在现有技术中在焊接时供入焊条。由此，根据本专利技术，简化了焊接过程本身，因为不必在焊接期间才添加钛。此外，当所述钛的添加如根据本专利技术建议的那样在焊接之前进行时，则对于将钛添加到待焊接的构件中的做法提供了明显更多的自由度。在焊接步骤之前添加的钛然后在焊接时化合所述从含氮构件中析气的氮并且防止氮在所述焊缝中形成气泡或者孔隙。因此，能够防止削弱焊缝强度。所述钛能够通过任意的方法添加给至少一个构件，在所述方法中，所述构件的化学组成能够以适合的方式、特别是自由地或者几乎自由地调节。因此，例如也在钢制造的框架内，已经能够给至少一个构件添加相应的钛含量。所述方法特别是对于焊接含氮的、即氮合金的或者设有渗氮层的构件是有利的。因此，也可以在没有从现有技术中公开的复杂地供入附加材料的情况下在焊接期间避免在所述焊缝中产生孔隙。本方法的一个有利的设计方案是:在焊接步骤之前给至少一个构件混入钛。在此，所述混入可以在钢制造的框架内或者在构件制造或构件再加工的框架内进行。在此，可以考虑将钛均匀地混入到整个构件中，其中，然后所述整个构件具有同样的钛含量。但是此外也可以考虑的是，这样地混入钛:使得所述构件具有不均匀的、应用最优的、适应焊缝形状的钛含量的分布。因此在焊接步骤之前的混入钛是有利的，因为在整个构件几何结构上存在足够钛含量来化合析气的氮。因此，能够避免现有技术中的缺点，即在焊缝的根部中产生气泡。本专利技术另一有利的设计方案设置:在焊接步骤之前，将钛施加到所述至少一个构件的焊接接头上。为此，所述钛能够例如熔化并且施加到所述焊接接头上。但是也可能是，将含钛的材料(特别是在也没有熔化的情况下)施加到所述焊接接头上。此外，也可能的是，将钛以原子的形式例如通过溅射施加到所述焊接接头上。因此，可以极其精确地调节钛含量。与现有技术相比，在焊接步骤之前将钛施加到所述焊接接头上同样被证明是有利的，因为在此也可以避免在焊缝底部中产生气泡。此外，有利的是，将钛以纯钛形式和/或含钛化合物形式和/或含钛合金形式添加给所述构件中的至少一个。这特别是可以取决于钛被如何施加到所述构件中。如果例如在钢制造的框架内添加钛，则建议将以纯钛形式添加。但是在将钛施加到所述焊接接头上时也可以将钛以含钛化合物形式和/或含钛合金的形式添加。所述方法的一个特别有利的设计方案是:所述构件中的至少一个根据粉末冶金的制造方法制造。借助于粉末冶金的制造方法，可以非常精确地调节需制造的构件的化学组成。因此，视应用而定，能够在粉末冶金制造过程中应用最优的钛含量添加在构件中。有利地，使用粉末注射成型法、金属注射成型法(缩写为MM)或者所述方法的变型方案2k_MIM作为粉末冶金制造方法。所述金属注射成型法MIM与陶瓷注射成型法(缩写为CIM)属于所述粉末注射成型法(缩写为PIM)。在所述粉末注射成型方法中，能被烧结的粉末与结合齐U、例如聚烯烃-蜡混合物形式的结合剂混合。然后，在注射成型过程的框架内产生所谓的绿坯。通过加热，结合剂从所述绿坯中熔出，由此形成所谓的棕坯，即一种多孔隙的模制件。最后，所述棕坯在所谓烧结过程中通过热力学加热被压实，由此得到所述构件的最终的材料特性。本专利技术的另一有利的设计方案设置，所述构件中的至少一个在焊接步骤之前经受渗氮过程。在此，能够设置，氮合金的构件在焊接步骤之前还经受渗氮过程，然后在构件表面上施加渗氮层。此外，也可能的丝，使已经添加了钛的构件经受渗氮过程。在此，含钛构件可以在它的构件表面上附加地设置渗氮层。也可考虑，所述构件通过已知的方法、例如所谓的碳氮共渗或者氮碳共渗设置渗氮层。在此，不仅在碳氮共渗中，而且在氮碳共渗中，在工件的边缘层中除了氮之外也富含碳。有利地，所述构件中的至少一个在添加钛的步骤之后至少局部地具有从大约0.2%重量百分比到大约10%重量百分比范围内、优选地从大约0.5%重量百分比到大约5%重量百分比范围内并且进一步优选地从大约0.5%重量百分比到大约1.5%重量百分比范围内的钛含量。这个数量级被证明是特别有利的，因为在这个钛含量的情况下，所述构件在与含氮构件焊接时具有足够的钛含量，而此外没有构件功能的不利的限制。在这种情况下，“局部地”指的是所述至少一个构件在整个构件体积中具有至少一个区域，所述区域关于该相应区域的体积具有所述相应的钛含量。因此，例如可以设置，根据本专利技术在构件表面附近、例如在焊接接头上设置确定的钛含量的这种区域。此外，有利的是，在焊接步骤之前这样给所述构件中的至少一个添加钛:从构件表面开始，在从大约O毫米到大约20毫米、优选地从大约O毫米到大约12毫米的深度范围内形成从大约0.2%重量百分比到大约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过焊接来接合金属构件(10、12)、特别是钢构件的方法，其中，第一构件(10、12)与第二构件(10、12)焊接，其中，所述构件中的至少一个是含氮构件，其特征在于，在焊接步骤(140)之前给所述构件(10、12)中的至少一个添加钛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·马蒂克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE