包括合金基材和涂层的钢工件及其点焊方法技术

本公开涉及包括合金基材和涂层的钢工件及其点焊方法。钢工件包括包含铁、约1.4重量%至约2.0重量%铝和约0重量%至约1.0重量%硅的合金基材。所述钢工件进一步包括包含锌的涂层。点焊包括钢工件对的工件叠加体的方法包括提供所述叠加体、将第一和第二电极与所述钢工件接触、通过所述叠加体传递电流、由所述成对钢工件的所述合金基材的熔融混合形成焊核、在所述涂层和所述合金基材之间由所述涂层向所述合金基材中的分散和所述锌与所述铝和所述硅的反应形成边界层以防止所述涂层在所述合金基材内的熔融混合、和停止所述电流的通过。金基材内的熔融混合、和停止所述电流的通过。金基材内的熔融混合、和停止所述电流的通过。

【技术实现步骤摘要】
包括合金基材和涂层的钢工件及其点焊方法


[0001]本公开涉及钢工件(steel workpiece)，和更特别地涉及包括合金基材(alloy substrate)和涂层的钢工件以及点焊(spot welding)所述钢工件的方法。

技术介绍

[0002]在钢组件上使用锌涂层(通常被称为镀锌钢)已经被用在众多工业中以抑制钢的腐蚀。已经得益于使用被锌涂覆的钢的一个工业是汽车工业。驾驶的磨耗和损伤以及车辆暴露于天气(例如水、氧气和基于氯化物的防冻剂(de
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icing agents))让车辆的钢组件易于遭受腐蚀(如果没有被抗腐蚀剂例如锌涂覆)。然而，在焊接工艺期间锌涂层易于产生不需要的性能。更具体地，当被焊接工艺的电流加热时锌液化并渗透至钢中。锌促进本领域中被称为液体金属脆化(liquid metal embrittlement)的现象，其中由于渗透的锌钢经历拉伸延性的急剧丧失和/或发生脆性断裂。如此，先前的被锌涂覆的钢在焊接后易于发生机械失效(mechanical failures)。
[0003]因此，需要解决了这些问题的钢工件和点焊方法。

技术实现思路

[0004]根据本公开的几个方面，展示了点焊包括至少一对钢工件的工件叠加体(stack
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up)的方法。所述方法包括提供具有所述成对钢工件的所述叠加体，其中所述成对钢工件的每一个包括包含铁、约1.4重量%至约2.0重量%铝和约0重量%至约1.0重量%硅的合金基材和包含锌的涂层。所述方法进一步包括将第一电极与所述成对钢工件的一个接触并将第二电极与所述成对钢工件的另一个接触和在所述第一电极和第二电极之间并通过所述叠加体传递电流。所述方法进一步包括由所述成对钢工件的所述合金基材的熔融混合形成焊核(weld nugget)、在所述涂层和所述合金基材之间由所述涂层向所述合金基材中的分散和所述锌与所述铝和所述硅的反应形成边界层以防止所述涂层在所述合金基材内的熔融混合、和停止所述电流的通过。
[0005]在一方面中，所述方法进一步包括形成每个所述钢工件的所述合金基材。
[0006]在另一方面中，所述方法进一步包括向每个所述钢工件的所述合金基材施加所述涂层。
[0007]在另一方面中，向每个所述钢工件的所述合金基材施加所述涂层进一步限定为向每个所述钢工件的所述合金基材镀覆(galvanizing)所述涂层。
[0008]在另一方面中，所述边界层包含γ相同素异形体(gamma phase allotrope)和δ相同素异形体(delta phase allotrope)中的至少一种。
[0009]在另一方面中，所述合金基材包含约1.5重量%至约1.9重量%铝和约0.2重量%至约0.8重量%硅。
[0010]在另一方面中，所述合金基材包含约1.6重量%至约1.8重量%铝和约0.4重量%至约0.6重量%硅。
[0011]在另一方面中，所述合金基材进一步包含约0.17重量%至约0.35重量%碳、约2.0重量%至约4.0重量%锰、约0重量%至约0.01重量%硫、约0重量%至约0.2重量%铜、约0重量%至约0.008重量%氮、约0重量%至约0.005重量%硼和约0重量%至约0.04重量%磷。
[0012]在另一方面中，所述成对钢工件进一步限定为用于车辆的成对板(sheet)金属组件。
[0013]根据本公开的几个方面，展示了用于钢工件的合金基材。所述合金基材包含铁、约1.4重量%至约2.0重量%铝和约0重量%至约1.0重量%硅。
[0014]在一方面中，所述合金基材包含约1.5重量%至约1.9重量%铝和约0.2重量%至约0.8重量%硅。
[0015]在另一方面中，所述合金基材包含约1.6重量%至约1.8重量%铝和约0.4重量%至约0.6重量%硅。
[0016]在另一方面中，所述合金基材进一步包含约0.17重量%至约0.35重量%碳、约2.0重量%至约4.0重量%锰、约0重量%至约0.01重量%硫、约0重量%至约0.2重量%铜、约0重量%至约0.008重量%氮、约0重量%至约0.005重量%硼和约0重量%至约0.04重量%磷。
[0017]根据本公开的几个方面，钢工件包括合金基材，所述合金基材包含铁、约1.4重量%至约2.0重量%铝和约0重量%至约1.0重量%硅。所述钢工件进一步包括包含锌的涂层。
[0018]在一方面中，所述合金基材包含约1.5重量%至约1.9重量%铝和约0.2重量%至约0.8重量%硅。
[0019]在另一方面中，所述合金基材包含约1.6重量%至约1.8重量%铝和约0.4重量%至约0.6重量%硅。
[0020]在另一方面中，所述合金基材进一步包含约0.17重量%至约0.35重量%碳、约2.0重量%至约4.0重量%锰、约0重量%至约0.01重量%硫、约0重量%至约0.2重量%铜、约0重量%至约0.008重量%氮、约0重量%至约0.005重量%硼和约0重量%至约0.04重量%磷。
[0021]在另一方面中，所述合金基材进一步包括在所述涂层和所述合金基材之间在焊接期间由所述涂层向所述合金基材中的分散和所述锌与所述铝和所述硅的反应形成的边界层，所述边界层用于防止所述涂层在所述合金基材内的熔融混合。
[0022]在另一方面中，所述边界层包含γ相同素异形体和δ相同素异形体中的至少一种。
[0023]在另一方面中，所述钢工件进一步限定为用于车辆的板金属组件。
[0024]其它适用领域由本文中提供的描述将变得显而易见。应当理解所述描述和具体例子仅意在进行说明并且无意限制本公开的范围。
附图说明
[0025]本文中描述的附图仅意在进行说明并且无意以任何方式限制本公开的范围。
[0026]图1是要进行点焊的工件叠加体的一个例子的横截面视图，所述工件叠加体包括各自包括合金基材和涂层的成对钢工件。
[0027]图2 是图1的所述工件叠加体在点焊后的横截面视图，具有在所述合金基材和所述涂层之间形成的边界层。
[0028]图3是示出在形成所述边界层的所述合金基材内的铝和硅的组成的图。
[0029]图4是示出点焊所述工件叠加体的方法的流程图。
具体实施方式
[0030]下文的描述本质上仅是示例性的并且无意限制本公开、应用或用途。参考图1，根据本公开的几个方面，大体示出钢工件20。钢工件20包括合金基材22和涂层24。在一个例子中，钢工件20进一步限定为用于车辆的板金属组件，例如车身面板(body panel)。然而，钢工件20可以与车辆内或任何合适的非车辆应用中的任何组件一同使用。
[0031]在一个例子中，合金基材22包含铁、约1.4重量%至约2.0重量%铝和约0重量%至约1.0重量%硅。在另一个例子中，合金基材22包含约1.5重量%至约1.9重量%铝和约0.2重量%至约0.8重量%硅。在又另一个例子中，合金基材22包含约1.6重量%至约1.8重量%本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种点焊包括至少一对钢工件的工件叠加体的方法，所述方法包括：提供具有所述成对钢工件的所述叠加体，其中所述成对钢工件的每一个包括：包含铁、约1.4重量%至约2.0重量%铝和约0重量%至约1.0重量%硅的合金基材；和包含锌的涂层；将第一电极与所述成对钢工件的一个接触并将第二电极与所述成对钢工件的另一个接触；在所述第一电极和第二电极之间并通过所述叠加体传递电流；由所述成对钢工件的所述合金基材的熔融混合形成焊核；在所述涂层和所述合金基材之间由所述涂层向所述合金基材中的分散和所述锌与所述铝和所述硅的反应形成边界层以防止所述涂层在所述合金基材内的熔融混合；和停止所述电流的通过。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括形成每个所述钢工件的所述合金基材。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括向每个所述钢工件的所述合金基材施加所述涂层。4.根据权利要求3所述的方法，其中向每个所述钢工件的所述合金基材施加所述涂层进一步限定为向每个所述钢工件的所述合金基材镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：