一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，具体步骤如下：步骤S1，将所述毛坯的待焊接部位除去基体和预镀层形成至少为一个坡口结构；步骤S2，将至少两块所述毛坯的坡口结构的根部相接触形成焊道；步骤S3，进行填充金属焊丝焊接；步骤S4，焊接完成后冷却至常温。本发明专利技术设计一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，通过对板材待焊接的边缘进行坡口的方式，彻底除去施焊处的铝硅镀层，焊接过程中不会有表面镀层物被带入熔池内部；所述坡口结构可显著提高铝硅镀层板材焊接接头的韧性和强度，解决了铝硅镀层板材在焊接时，因焊接接头中铝元素融入过多导致焊接接头冲压开裂及延迟开裂的问题。致焊接接头冲压开裂及延迟开裂的问题。致焊接接头冲压开裂及延迟开裂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法


[0001]本专利技术公开了一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，属于毛坯板材加工及焊接


技术介绍

[0002]随着汽车尾气排放的要求越来越高，车身轻量化是降低汽车尾气排放最有效的方式之一，采用热成形钢热冲压成型的零部件既可以满足车身轻量化需求又可以满足车身安全性需求，其在高温下具有塑性好、成形能力强、回弹量小等特点，热冲压成型后强度可达1450MPa以上，满足汽车结构件强度和塑性需求。目前，热成形钢包括铝硅镀层和锌镀层的热成形钢，通过预镀层的来防止基板在热处理及热冲压成型过程中产生脱碳、表面氧化问题。其中，带铝硅镀层的热成形钢由于其耐腐蚀、耐高温可一次成型等特点，受到市场的广泛认可。根据车身的结构设计，车身对同一零件的不同部位的强度要求不同，采用一块板材进行加工成型，无法灵活的满足车身结构对不同部位的强度需求，热成型钢拼焊板的应用使这一要求变为可能。热成形钢焊接过程中，熔池处的母材融化，熔池中的液态金属剧烈运动，剧烈运动的液态金属将预镀层中的铝元素等带入到熔池内部，在后续热加工过程中生成大量脆性相，严重降低了焊接接头的强度和韧性。
[0003]中国专利CN101426612B公开了一种由铝硅镀层钢板制造焊接坯件的方法，具体方法为只去除表面的铝硅镀层，保留3至10微米的合金层。保留的合金层可以在热冲压过程中对基板提供保护，防止基板裸露产生氧化、脱碳等问题。该专利尽管已去除表面的铝硅镀层，但因保留了3至10微米合金层，在施焊过程中仍会向焊道内部导入镀层中的铝元素，导入的铝元素容易降低焊接性能。此外，因预镀层的厚度是变化的，只保留3到10微米厚的合金层，稳定实施去除表面预镀层难度也非常高，去除多了基板裸露，基板失去镀层保护后在热冲压生产过程中产生脱碳、氧化，增加冲压件开裂的风险；去除少了镀层残留过多，焊接过程中会有更多的铝元素等融入焊道，产生脆性相，降低焊道韧性和强度，增加焊道开裂的风险。
[0004]中国专利CN106392328B公开了一种在保护气体的条件下焊接铝硅镀层热成型钢的方法，其中保护气体包括氧气和二氧化碳的一种或两种与惰性气体的混合气体。该专利采用的氧化性气体提高了焊接熔池中的氧分压，氧化性气体在焊接过程中与镀层中的铝元素结合产生三氧化二铝，三氧化二铝对焊道韧性不产生影响。该方法无需提前去除预镀层，无需填充金属焊丝，操作简单。但是该方案仍存在以下缺点：焊接过程中，金属融化形成熔池再凝固成焊道的时间非常短，氧化性气体与铝元素的反应时间受限，未与氧化性气体发生反应的铝元素一旦进入熔池内部将会在熔池内部产生铝堆积，降低焊道韧性和强度，存在热冲压件开裂的风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决了现有技术中直接进行铝硅镀层钢焊接时焊道强度低于
母材和部分去除镀层只保留3至10微米合金层控制难度大的问题，提出一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，提高了生产效率，焊道形态更可控，焊接过程更稳定。
[0006]本专利技术所要解决的问题是由以下技术方案实现的：
[0007]一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，具体步骤如下：
[0008]步骤S1，将所述毛坯的待焊接部位除去基体和预镀层形成至少为一个坡口结构；
[0009]步骤S2，将至少两块所述毛坯的坡口结构的根部相接触形成焊道；
[0010]步骤S3，进行填充金属焊丝焊接；
[0011]步骤S4，焊接完成后冷却至常温。
[0012]优选的是，所述预镀层为铝基，所述预镀层的铝含量在75％以上，所述预镀层的厚度为6
‑
55μm。
[0013]优选的是，所述毛坯的成分为：碳、锰、硅、铬、钛、铝、硫、磷和硼，其余组分包括铁和生产过程中必然产生的杂质，所述毛坯的厚度为0.5
‑
3mm。
[0014]优选的是，当所述待焊接部位为毛坯的边沿时，所述坡口结构的宽度为0.2
‑
2.3mm，所述坡口结构的高度为0.1mm
‑
0.7倍毛坯的厚度。
[0015]优选的是，当所述待焊接部位为毛坯的边沿时，所述步骤S1具体包括：
[0016]步骤S11，将所述毛坯的待焊接部位除去所述基体和所述预镀层形成初始坡口结构，所述初始坡口结构的宽度为0.3
‑
4mm，所述初始坡口结构的高度为0.2mm
‑
0.9倍毛坯的厚度。
[0017]步骤S12，按一平面切割所述初始坡口结构，得到坡口结构，所述坡口结构的宽度为0.2mm
‑
2.3mm，所述坡口结构的高度为0.1mm
‑
0.7倍毛坯的厚度。
[0018]优选的是，当所述待焊接部位为毛坯的上侧中间部位时，所述步骤S1具体包括：
[0019]步骤S11，将所述毛坯的待焊接部位除去所述基体和所述预镀层形成豁口结构；
[0020]步骤S12，将从豁口结构中轴线位置将所述毛坯截成两段，每段所述毛坯的边沿为带有坡口结构，所述豁口结构的宽度为0.4
‑
4.6mm，所述豁口结构的高度为0.1mm
‑
0.7倍毛坯的厚度。
[0021]优选的是，所述步骤S3包括：所述金属焊丝的填充量至少为相邻两块毛坯的坡口结构对接处板材因坡口体积损失总量的100％，所述金属焊丝行进路径呈直线，且与焊接方向的夹角呈锐角。
[0022]优选的是，所述坡口结构的截面边沿为波浪形、弧形或直线形。
[0023]优选的是，所述焊接采用激光焊。
[0024]优选的是，所述金属焊丝的成分为：碳、锰、硅、铬、镍、钼和铁。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]本专利技术设计一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，通过对板材待焊接的边缘进行坡口的方式，彻底除去施焊处的铝硅镀层，焊接过程中不会有表面镀层物被带入熔池内部；坡口表面光滑，焊接过程更稳定。坡口结构更有利于焊接过程中金属均匀融化，更有利于液态金属的表面张力发挥作用，防止焊道下垂；本专利技术可改善焊道形态，可通过焊接过程中填充高强度金属焊丝的方法在不使焊道过饱满的情况下提高焊道的韧性和强度，控制焊道余高。
[0027]本专利技术设计的对待焊接板材的边缘先坡口后施焊的方法，优选的焊接方式为激光填丝焊，在对焊道形态要求不高的产品或不等厚板材焊接过程中，也可以采用不填丝激光焊接，焊接过程稳定，焊道的强度和韧性满足使用要求。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法中坡口结构的第一实施例等轴测视图。
[0029]图2为本专利技术一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法中坡口结构的第二实施例等轴测视图。
[0030]图3为一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法中坡口结构的第三实施例等轴测视图。
[0031]图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤S1，将所述毛坯的待焊接部位除去基体(1)和预镀层(2)形成至少为一个坡口结构(3)；步骤S2，将至少两块所述毛坯的坡口结构(3)的根部相接触形成焊道(4)；步骤S3，进行填充金属焊丝焊接；步骤S4，焊接完成后冷却至常温。2.根据权利要求1所述的一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，其特征在于，所述预镀层(2)为铝基，所述预镀层(2)的铝含量在75％以上，所述预镀层(2)的厚度为6
‑
55μm。3.根据权利要求1或2所述的一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，其特征在于，所述毛坯钢的主要成分为铁、碳、锰、硅、铬、钛、铝、硫、磷和硼，所述毛坯的厚度为0.5
‑
3mm。4.根据权利要求3所述的一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，其特征在于，当所述待焊接部位为毛坯的边沿时，所述坡口结构(3)的宽度为0.2
‑
2.3mm，所述坡口结构(3)的高度为0.1mm
‑
0.7倍毛坯的厚度。5.根据权利要求3所述的一种带有铝硅镀层的钢质毛坯的加工方法及其焊接方法，其特征在于，当所述待焊接部位为毛坯的边沿时，所述步骤S1具体包括：步骤S11，将所述毛坯的待焊接部位除去所述基体(1)和所述预镀层(2)形成初始坡口结构，所述初始坡口结构的宽度为0.3
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4mm，所述初始坡口结构的高度为0.2mm
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0.9倍毛坯的厚度。步骤S12，按一平面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天，姜志公，杨保锋，
申请(专利权)人：鞍钢钢材加工配送长春有限公司，
类型：发明
国别省市：