具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材、使用其的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接方法和通过其生产的焊接产品技术

本发明专利技术的一个实施方案提供了具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材、通过使用其的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接方法和通过其生产的焊接产品，所述碳丝线材包含：树脂基体；以及设置在树脂基体内部的两根或更多根碳丝。或更多根碳丝。或更多根碳丝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材、使用其的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接方法和通过其生产的焊接产品


[0001]本公开内容涉及具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材、使用其的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接方法和由其制造的焊接产品。

技术介绍

[0002]为了在确保汽车安全性的同时减少排放或改善燃料效率，要求用于车身的材料具有高强度。然而，当材料的强度增加时，诸如压制等的成型是困难的，并且在用于组装部件的焊接中出现问题。这是因为为了提高材料的强度而添加的诸如C、Si、Cr、Mn等的元素增加了焊缝淬透性，并因此存在增加焊接区的脆性的问题。
[0003]热压成型是通过将材料加热至A3转变温度或更高，然后在通过压机成型的同时将其冷却来制造产品。此时，材料中的奥氏体通过压模经由快速冷却转变为马氏体，以提高材料的强度。该技术越来越多地应用于汽车中需要优异碰撞性能的部件，例如B柱等。此外，为了提高强度和减轻重量，对于每个位置使用通过具有不同厚度或钢种的激光焊接材料制造的TWB板来制造部件的情况正在增加。
[0004]另一方面，当对加热至高温的板材进行压制成型时，在板材的表面上出现诸如氧化和脱碳的问题，或者出现板材粘着至模具的问题等。出于该原因，在主要用作汽车用材料的现有镀锌钢板的情况下，由于锌的蒸发温度(约906℃)低而难以使用。为了解决该问题，铝涂覆钢板或铝
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硅涂覆钢板的使用正在增加。然而，铝和硅是促进铁素体形成的元素，并因此导致使热成形部件的焊接区的强度降低的问题。即，当对铝涂覆钢板或铝
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硅涂覆钢板进行焊接时，镀层的铝或硅组分被混入到焊接区中而促进铁素体产生，并因此，阻碍了热成形部件的焊接区中马氏体的形成，从而导致强度降低。
[0005]作为用于解决这些问题的技术，提供了专利文献1。专利文献1提出了在用刷子或激光除去待形成焊接区的区域中的镀层之后进行激光焊接的方法。然而，由于该方法需要另外的处理，因此存在工艺变得复杂并且成本增加的问题。
[0006]作为另一种技术，存在专利文献2。在专利文献2中，提出了使用填充焊丝促进焊接区中的奥氏体形成的方法。然而，该方法具有以下问题：奥氏体形成促进元素的添加量受到限制，以及由于因焊道的过度形成而需要另外的加工步骤，因此部件的制造成本增加。
[0007][现有技术文献][0008](专利文献1)EP 2007545
[0009](专利文献2)US2020/0353983

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本公开内容的一个方面提供了具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线
材、使用其的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接方法和由其制造的焊接产品。
[0012]技术方案
[0013]根据本公开内容的一个方面，具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材包含树脂基体；以及设置在树脂基体内部的两根或更多根碳丝。
[0014]根据本公开内容的另一个方面，作为对两块或更多块铝基涂覆钢板进行激光焊接的焊接方法，一种对具有基于铝的涂层的钢板进行激光焊接的方法包括在激光焊接期间进给碳丝线材，所述碳丝线材包含树脂基体；以及在树脂基体内部设置有两根或更多根碳丝。
[0015]根据本公开内容的另一个方面，提供了通过上述生产方法生产的焊接产品。
[0016]有益效果
[0017]根据本公开内容的一个方面，提供了具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材、使用其的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接方法和由其制造的焊接产品，并因此，当通过热压成形制造部件时可以在不需要另外的处理的情况下解决与基体材料相比焊接区的强度降低的问题。
附图说明
[0018]图1为根据本公开内容的一个实施方案的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材的截面图。
[0019]图2提供了用光学显微镜观察到的根据本公开内容的一个实施方案的专利技术例1和比较例1的焊接区的照片。
[0020]图3提供了用扫描电子显微镜观察到的根据本公开内容的一个实施方案的专利技术例1和比较例1的焊接区的照片。
[0021]图4为通过经由电子探针显微分析(Electron Probe Micro Analysis，EPMA)观察专利技术例1和比较例1的焊接区中Al和C的浓度而获得的照片。
[0022]图5为示出根据本公开内容的一个实施方案的专利技术例1和比较例1的焊接区的硬度分布的图。
[0023]图6提供了在拉伸测试之后用扫描电子显微镜观察到的根据本公开内容的一个实施方案的专利技术例1和比较例1的断裂面的照片。
具体实施方式
[0024]在下文中，将描述根据本公开内容的一个实施方案的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材。
[0025]图1为根据本公开内容的一个实施方案的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材的截面图。
[0026]如图1中所示，本公开内容的碳丝线材10包含树脂基体1以及设置在树脂基体1内部的两根或更多根碳丝2。
[0027]树脂基体提供了强度和刚性，使得具有非常小的直径的碳丝彼此结合以供应至焊接区，并且通过被激光束分解而产生的C的一部分并入焊接区中并用于帮助抑制铁素体的产生。在本公开内容中，树脂基体的类型没有特别限制，但可以使用热塑性树脂、热固性树脂等，并且可以使用例如聚酰胺、聚氯乙烯、聚缩醛、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯
酯、聚丙烯酸酯、甲基丙烯酸树脂、聚偏二氯乙烯、氟树脂、聚碳酸酯、酚醛树脂、呋喃树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和酯树脂、醇酸树脂、聚氨基甲酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺、聚硫化物、聚硅氧烷、丁腈橡胶等。
[0028]在焊接期间，碳丝被激光束分解并并入焊接区中，从而抑制铁素体的产生。更具体地，常规焊丝添加有与镀覆钢板的基体材料组分相似水平(1％或更少)的C，而本公开内容的碳丝可以包含更高水平的碳，并因此，即使在焊接区中混合有镀层的Al，也可以抑制铁素体的产生。另一方面，当碳丝的数量为两根或更多根时，碳丝线材的进给性可以得到改善。这是因为碳丝具有非常细的直径并且过于柔性，这不利于进给，因此当用树脂浸渍数根碳丝时，刚性增加。
[0029]碳丝线材的直径可以为0.1mm至5mm。如果碳丝线材的直径小于0.1mm，则在焊接期间可能难以供应碳丝线材，而如果碳丝线材的直径超过5mm，则并入焊接区的碳的量过多，并且在焊接期间也可能难以通过激光束使碳丝线材充分熔化。
[0030]碳丝的长径比(长度/直径)可以为10000或更大。如果碳丝的长径比小于10000，则可能无法确保足够的延性，并因此在焊接期间，碳丝线材的顺利且连续的进给可能变得不可能。碳丝的长径比(长度/直径)越高，越有利于连续工作，并因此在本公开内容中该上限没有特别限制。
[0031]碳丝的直径可以为1μm至1000μm。如果碳丝的直径小于1μm，则其在制造过程期间可能容易断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，包含：树脂基体；以及设置在所述树脂基体内部的两根或更多根碳丝。2.根据权利要求1所述的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，其中所述碳丝线材的直径为0.1mm至5mm。3.根据权利要求1所述的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，其中所述碳丝的长径比(长度/直径)为10000或更大。4.根据权利要求1所述的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，其中所述碳丝的直径为1μm至1000μm。5.根据权利要求1所述的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，其中基于所述碳丝线材的截面，所述碳丝在所述碳丝线材中所占的分数为50面积％至90面积％。6.根据权利要求1所述的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，其中所述碳丝中的至少一者用实心焊丝替代。7.根据权利要求6所述的具有基于铝的涂层的钢板的激光焊接用的碳丝线材，其中所述实心焊丝以重量％计包含C：0.001％至1.0％、Mn：0.01％至25％、Si：0.01％至5.0％、余量中的Fe和不可避免的杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李穆泳，崔斗烈，严祥镐，韩到暻，
申请(专利权)人：浦项股份有限公司，
类型：发明
国别省市：