压制硬化的激光焊接钢部件制造技术

提供了一种压制硬化的激光焊接钢部件，该部件包括第一和第二涂覆钢部件部分并且其中至少一者在其至少一个主面上具有包含至少30重量％的铝的含铝涂层，第一和第二涂覆钢部件部分通过焊接接头(22)接合，焊接接头的铝含量为0.5重量％至1.25重量％，并且焊接接头的微观结构包含马氏体和/或贝氏体，以及亚温铁素体的分数(α

【技术实现步骤摘要】
压制硬化的激光焊接钢部件
[0001]本申请是申请日为2019年2月26日、申请号为201980015662.7(PCT/IB2019/051528)、专利技术名称为“用于生产压制硬化的激光焊接钢部件的方法和压制硬化的激光焊接钢部件”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]本专利技术涉及用于生产压制硬化的激光焊接钢部件的方法以及涉及由此获得的压制硬化的激光焊接钢部件。
[0003]这种类型的钢部件特别地用于汽车工业中，并且更特别地用于制造碰撞管理部件，例如防侵入部件或减震部件、结构部件或有助于机动车辆的安全的部件。
[0004]对于这样的类型的部件，机动车辆制造商规定，焊接接头不应构成焊接钢部件的最弱区域。
[0005]为了防止腐蚀，通过在含铝浴中的热浸涂使用于制造这样的焊接钢部件的钢板预涂覆有基于铝的预涂层。如果在没有任何先前准备的情况下焊接钢板，则在焊接操作期间，基于铝的预涂层将被熔融金属内的钢基体稀释。铝趋于提高熔融金属的完全奥氏体化温度，并因此防止在使用常规热处理温度的热成型期间完全转变成奥氏体。因此，可能不再可能在热成型过程期间发生的压制冷却期间在焊接接头中获得完全马氏体或贝氏体微观结构。
[0006]此外，使用允许焊接接头的完全奥氏体化的更高的热处理温度是不可能的，因为这会导致涂层的过度合金化，和对涂料的粘附性和/或对压制硬化部件的可点焊性的潜在的负面影响。
[0007]面对这种情况，当由这样的预涂覆钢板制造部件时，为了能够在使用常规热处理温度的热成型和淬火之后在焊接接头中获得完全马氏体组织，现有技术中已经开发出两种类型的解决方案。
[0008]特别地，EP2007545描述了第一种解决方案，其在于去除预涂覆钢板的焊接边缘处的金属合金的表面层，以显著降低焊接接头中铝的总含量，并因此获得接近于预涂覆钢板基材的完全奥氏体化温度的完全奥氏体化温度。
[0009]此外，EP 2 737 971、US 2016/0144456和WO 2014075824描述了第二种解决方案，其在于使用包含奥氏体稳定元素(例如碳、锰或镍)的填充焊丝对预涂覆钢板进行焊接，以补偿焊接接头中铝的存在并且降低其完全奥氏体化温度，使得在使用常规热处理温度的热成型和淬火之后可以在焊接接头中获得完全马氏体组织。
[0010]然而，这些方法并不完全令人满意。
[0011]实际上，第一种方法相对耗时。此外，第二种方法可能需要添加相对大量的奥氏体形成元素以便能够在热处理之后在焊接接头中获得完全马氏体组织。这种添加增加了生产成本，并且还可能导致由不令人满意的焊接接头几何形状或由焊接接头中的来自预涂覆钢板的材料与来自填充焊丝的材料之间的不均匀混合产生的问题和具有局部保留的奥氏体的风险。
[0012]因此，本专利技术的一个目的是提供以相对低的成本由两个这样的预涂覆板生产焊接钢坯件的方法，该方法即使对于焊接接头中的相对高的铝含量，也允许在压制硬化之后获
得具有令人满意的碰撞性能特性的部件。
[0013]为了这个目的，本专利技术涉及用于生产压制硬化的激光焊接钢部件的方法，所述方法包括以下顺序步骤：
[0014]‑
提供第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板，第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板各自包括钢基体，第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板中的至少一者在其至少一个主面上具有包含至少50重量％的铝的含铝预涂层，
[0015]第一预涂覆钢板具有第一厚度以及第二预涂覆钢板具有第二厚度，
[0016]第一预涂覆钢板的基体在压制硬化之后的极限抗拉强度严格大于第二预涂覆钢板的基体在压制硬化之后的极限抗拉强度，并且
[0017]在压制硬化之后，第一预涂覆钢板的第一厚度与极限抗拉强度的乘积严格大于第二预涂覆钢板的第二厚度与极限抗拉强度的乘积，然后
[0018]‑
至少如果通过对在提供步骤提供的第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板进行对接焊(可能使用包含至多0.05重量％的铝的填充材料)而获得的焊接接头中的理论平均铝含量严格大于1.25重量％，则去除在第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板中的至少一者的焊接边缘或待焊接的边缘处的至少一个主面上的含铝预涂层的厚度的至少一部分内的含铝预涂层，使得通过对由此制备的第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板进行对接焊(可能使用包含至多0.05重量％的铝的填充材料)而获得的焊接接头中的理论平均铝含量为0.5重量％至1.25重量％，
[0019]‑
使用激光焊接对第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板进行对接焊以在第一预涂覆钢板与第二预涂覆钢板之间获得焊接接头，从而获得焊接坯件，焊接步骤可能包括使用填充材料，
[0020]‑
将焊接坯件加热至热处理温度，所述热处理温度比焊接接头的完全奥氏体化温度低至少10℃并且比最低温度T
min
高至少15℃，其中
[0021][0022]其中
[0023]Ac3(WJ)为焊接接头的完全奥氏体化温度，以℃计，Al为焊接接头中的铝含量，以重量％计
[0024]以及为使用下式计算的焊接接头的最大亚温铁素体(intercritical ferrite)含量
[0025][0026]其中
[0027]Ts1为压制硬化之后的最强基体的极限抗拉强度，以MPa计
[0028]Ts2为压制硬化之后的最弱基体的极限抗拉强度，以MPa计
[0029]C
FW
为填充材料的碳含量，以重量％计
[0030]β为添加至焊池中的填充材料的比例，为0至1
[0031]ρ为包括最弱基体的预涂覆钢板的厚度与包括最强基体的预涂覆钢板的厚度之比(ρ＝t2/t1)
[0032]并将焊接坯件在该热处理温度下保持2分钟至10分钟的时间；
[0033]‑
将焊接坯件压制成型为钢部件；以及
[0034]‑
使由此形成的钢部件以大于或等于第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板的基体中最可硬化的基体的临界马氏体或贝氏体冷却速度的冷却速度冷却，以获得压制硬化的焊接钢部件。
[0035]根据该方法的特定实施方案：
[0036]‑
进行去除含铝预涂层的步骤：
[0037]‑
如果通过对在提供步骤提供的第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板进行对接焊(可能使用包含至多0.05重量％的铝的填充材料)而获得的焊接接头中的理论平均铝含量严格大于1.25重量％，
[0038]以及任选地，如果通过对在提供步骤提供的第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板进行对接焊(可能使用包含至多0.05重量％的铝的填充材料)而获得的焊接接头中的理论平均铝含量为0.5重量％至1.25重量％，并且更特别地严格大于0.5重量％，
[0039]则进行该步骤，使得通过对由此制备的第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板进行对接焊(可能使用包含至多0.05重量％的铝的填充材料)而获得的焊接接头中的理论平均铝含量为0.5重量％至1.25重量％；
[0040]‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压制硬化的激光焊接钢部件，所述钢部件包括第一涂覆钢部件部分和第二涂覆钢部件部分，每个涂覆钢部件部分包括钢基体，所述第一涂覆钢部件部分和所述第二涂覆钢部件部分中的至少一者在其至少一个主面上具有包含至少30重量％的铝的含铝涂层，所述第一涂覆钢部件部分具有第一厚度(t1)以及所述第二涂覆钢部件部分具有第二厚度(t2)，所述第一涂覆钢部件部分的所述基体的极限抗拉强度(Ts1)严格大于所述第二涂覆钢部件部分的所述基体(4)的极限抗拉强度(Ts2)，并且所述第一涂覆钢部件部分的所述第一厚度(t1)与所述极限抗拉强度(Ts1)的乘积严格大于所述第二涂覆钢部件部分的所述第二厚度(t2)与所述极限抗拉强度(Ts2)的乘积；所述第一涂覆钢部件部分和所述第二涂覆钢部件部分通过焊接接头(22)接合，所述焊接接头(22)的铝含量为0.5重量％至1.25重量％，并且所述焊接接头(22)的微观结构包含马氏体和/或贝氏体，以及亚温铁素体的分数(α
IC
)为15％至最大亚温铁素体分数所述最大亚温铁素体分数使用下式来定义：其中Ts1为压制硬化之后的最强基体(3)的极限抗拉强度，以MPa计Ts2为压制硬化之后的最弱基体(4)的极限抗拉强度，以MPa计β为添加至焊池中的填充材料的比例，为0至1C
FW
为所述填充材料的碳含量，以重量％计ρ为包括所述最弱基体的涂覆钢部件部分的厚度与包括所述最强基体的涂覆钢部件部分的厚度之比(ρ＝t2/t1)以及所述第一涂覆钢部件部分和所述第二涂覆钢部件部分中的至少一者的所述基体(3、4)具有主要是马氏体和/或贝氏体的微观结构。2.根据权利要求1所述的压制硬化的激光焊接钢部件，其中所述第一涂覆钢部件部分的所述基体的所述极限抗拉强度(Ts1)与所述第二涂覆钢部件部分的所述基体的所述极限抗拉强度(Ts2)之比大于或等于1.2。3.根据权利要求1或2所述的压制硬化的激光焊接钢部件，其中所述第一涂覆钢部件部分的所述基体的碳含量比所述第二涂覆钢部件部分的所述基体的碳含量高至少0.05重量％。4.根据权利要求1或2所述的压制硬化的激光焊接钢部件，其中，对于所述第一涂覆钢部件部分和所述第二涂覆钢部件部分中的至少一者，所述基体的钢按重量计包含：0.10％≤C≤0.5％0.5％≤Mn≤3％0.1％≤Si≤1％0.01％≤Cr≤1％
Ti≤0.2％Al≤0.1％S≤0.05％P≤0.1％B≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：