【技术实现步骤摘要】
【】本专利技术涉及用于生产焊接钢坯的方法，由此获得的焊接钢坯，用于由焊接钢坯生产焊接的、热压成型的且冷却的钢零件的方法以及由此获得的焊接的、热压成型的且冷却的钢零件。
技术介绍
0、
技术介绍
1、从现有技术已知用于由不同组成和/或厚度的钢板制造彼此对焊的焊接零件的方法。更具体地，通常将焊坯加热到允许钢奥氏体化的温度，然后在热压成型工具中热成型和冷却。钢的组成可以选择为既使得随后的加热和成型操作成为可能，又给予焊接的钢零件高机械强度、高冲击强度和良好的耐腐蚀性。
2、这种类型的钢零件特别用于汽车工业，更特别用于制造防侵入零件、结构零件或有助于机动车辆安全的零件。
3、为了防止腐蚀，在含铝的浴中通过热浸涂用铝基预涂层预涂布钢板。如果钢板在没有任何预先准备的情况下焊接，则铝基预涂层在焊接操作期间将被熔融金属内的钢基体稀释。在预涂层的铝含量的范围内，于是可能发生两种现象。
4、如果熔融金属中的铝含量局部高，则由于熔融金属中的预涂层的一部分的稀释以及在热成型步骤之前在随后的焊接接头的加热期间发生的合金化，在焊接接头中形成金属间化合物。这些金属间化合物是最可能发生初裂的部位。
5、此外，铝趋向于提高焊接接头的奥氏体化温度(ac3)，并且当焊接接头中的铝的水平高时，奥氏体域的这种改变将更加重要。在一些情况下，这可能阻止焊接接头的完全奥氏体化，完全奥氏体化应当在成型之前加热时发生，并且是在热压成型和冷却之后热冲压和在焊接接头中获得马氏体结构所需的第一步。
6、而且，铝还
7、因此，在热成型后的冷却期间，不再可以获得马氏体或贝氏体，并且由此获得的焊接接头将包含铁素体。然后，焊接接头表现出的硬度和机械强度小于两个相邻板的硬度和机械强度，因此构成零件的最弱区域。
8、公开ep2007545描述了一种解决方案，该解决方案在于在预涂布钢板的焊接边缘处去除金属合金的表面层，该焊接边缘旨在至少部分地并入到焊接金属区域中。去除可以通过刷擦或使用激光束来执行。保留金属间合金层，以便保证耐腐蚀性并防止在成型操作之前的热处理期间的脱碳和氧化现象。在这种情况下，铝的影响通过局部消除涂层的表面层而降低。
9、然而，本专利申请的专利技术人已经观察到，即使在预涂布钢板的焊接边缘处去除金属合金的表面层，焊接接头仍可能具有不足的机械特性。实际上，由于在焊接边缘处存在由于去除操作而产生的从涂层到钢板侧面上的突起和/或对于具有例如小于或等于1.0mm厚度的薄钢板，焊接接头中的铝浓度可能仍然太高。
10、ep 2 737 971、us2016/0144456和wo 2014075824试图提供一种方法，其中，无需预先去除预涂层，而是使用包括奥氏体稳定元素(诸如碳、锰或镍)的填充焊丝焊接预涂布的钢板，目的是在热压成型和冷却后，尽管由于预涂层熔化而在焊缝中存在铝，仍在焊接接头中获得完全马氏体结构。
11、然而，这些方法不是完全令人满意的，因为它们仅处理与焊池中存在铝有关的问题之一：奥氏体化温度(ac3)的补偿和在一些情况下高碳填充焊丝的使用可能引起焊接接头中的偏析(segregation)。实际上，本专利技术的专利技术人已经发现，上述文献中公开的方法不允许在热压成型和冷却后获得的零件中获得令人满意的机械特性，特别是对于焊接接头中铝含量大于或等于0.7重量％而言。特别地，对于这种零件，在沿焊缝横向的拉伸测试下，在焊接接头中存在失效的高风险。
12、wo 2015/086781和ep 2 942 143中公开的方法也处理了这个问题，并描述了用特定的填充材料使用特定的焊接方法焊接预涂布的钢板的方法。
13、更具体地，wo 2015/086781提出使用双斑(twin spot)激光焊接，同时供应金属粉末形式的填充材料，金属粉末具有以下组成，以重量百分比计：c：0-0.03重量％、mo：2.0-3.0重量％、ni：10-14重量％、mn：1.0-2.0重量％、cr：16-18重量％以及si：0.0-1.0重量％，其余为铁。
14、ep 2 942 143提出使用复合激光/电弧焊接，该焊接使用定位在激光束前面的电弧焊炬，同时供应填充焊丝形式的填充材料，该填充焊丝具有以下组成：c：0-0.3重量％、mo：0-0.4重量％、ni：6-20重量％、mn：0.5-7重量％、cr：5-22重量％以及si：0-1.3重量％、nb：0.0-0.7重量％，其余为铁。
15、这些方法也不令人满意。实际上，本专利技术的专利技术人已经观察到，使用其中描述的填充焊丝导致在热压成型和冷却之后在紧邻焊缝的区域中的零件失效的高风险。
16、此外，使用复合激光-电弧焊接是不期望的，因为复合激光/电弧焊接不允许达到与激光焊接相同的焊接速度，因此导致工艺的总生产率降低。
17、而且，在大规模工业设置中，粉末添加通常比填充焊丝更难以实施。
18、基于上述填充材料添加的所有方法仅规定填充材料的化学组成范围，并且由于焊接参数和条件对填充材料比率有影响，因此单个填充焊丝可能在焊接接头中引起非常不同的化学组成。因此，仅描述填充焊丝的组成似乎不足以解决上述问题。
技术实现思路
0、
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的是提供一种由两块这种预涂布的板生产焊接钢坯的方法，该方法允许在热压成型和冷却之后，即使对于焊接接头中的相对高的铝含量，也获得具有令人满意的碰撞性能特性的零件。
2、为此，特别期望避免焊接接头中的完全脆性断裂。
3、为此，本专利技术涉及一种用于生产焊接钢坯的方法，该方法包括以下连续步骤：
4、-提供两个预涂布的板，各个预涂布的板包括钢基体(3)，该钢基体在其两个主面中的每个主面上具有预涂层，预涂层包括：至少包含铁和铝的金属间合金层，以及可选地在金属间合金层顶上延伸的金属合金层，金属合金层为铝层、铝合金层或铝基合金层，
5、各个预涂布的板在其各个主面上在旨在至少部分地并入到焊接接头中的焊接边缘处包括去除区域，在该去除区域中，预涂层已经以预涂层的厚度的包括在30％与100％之间的去除分数被去除；
6、-使用填充焊丝对焊预涂布的板，以便在预涂布的板之间的接合部处产生焊接接头，焊接接头具有包括在0.1重量％至1.2重量％之间的平均铝含量alwj，
7、其中，
8、-以使得由此获得的焊接接头以以下内容为特征的方式选择添加到焊池的填充焊丝的组成和填充焊丝的比例：
9、(a)焊接接头的淬火因子ftwj，使得ftwj-0.96ftbm≥0(准则c1)，
10、其中，
11、-ftbm是两个预涂布的板的钢基体中最难硬化的钢基体的淬火因子，并且
12、-使用下式确定淬火因子ftwj和ftbm：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于生产焊接钢坯(1)的方法，该方法包括以下连续步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，两个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均铝含量大于或等于0.15重量％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均铝含量小于或等于0.8重量％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均镍含量包括在0.1重量％至13.6重量％之间。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均镍含量包括在0.2重量％至12.0重量％之间。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接钢坯使得，在热压成型和冷却之后，
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述填充焊丝(20)具有包括在0.01重量％至0.45重量％之间的碳含
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述去除分数(F)严格地小于所述预涂层(5)的厚度的100％。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述预涂层(5)包括在所述金属间合金层(9)顶上延伸的金属合金层(11)，所述金属合金层(11)是铝层、铝合金层或铝基合金层，并且其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述金属合金层(11)已经在其整个厚度上被去除，而所述金属间合金层(9)在所述预涂布的板(2)的各个主面(4)上的所述去除区域(18)中保持完整。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于在所述提供两个预涂布的板(2)的步骤提供的至少一个预涂布的板(2)，在所述预涂布的板(2)的各个主面(4)上的所述去除区域(18)中，所述去除分数等于100％，使得所述预涂层(5)已经在其整个厚度上被去除。
13.根据权利要求1或2所述的方法，在所述提供两个预涂布的板(2)的步骤之前，还包括由相应的初始预涂布的板(2’)生产所述两个预涂布的板(2)的步骤，该步骤包括以下子步骤：通过在所述预涂布的板(2)的所述焊接边缘(14)处进行激光烧蚀以所述预涂层(5)的厚度的包括在30％至100％之间的去除分数(F)去除所述预涂层(5)，来在各个预涂布的板(2)的各个主面(4)上获得所述去除区域(18)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述生产所述两个预涂布的板(2)的步骤包括：
15.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：在对焊之前，使用以下处理步骤中的至少一个来制备至少一个所述预涂布的板(2)的所述焊接边缘(14)：刷擦、机加工、倒角和/或斜切。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接步骤使用激光束来执行。
17.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于至少一个所述预涂布的板(2)，所述基体(3)的钢按重量计包括：
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于一个所述预涂布的板(2)，所述基体(3)的钢按重量计包括：
19.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于一个所述预涂布的板(2)，所述基体(3)的钢按重量计包括：
20.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接使用保护气体来执行。
21.一种用于生产焊接的并在之后热压成型的且冷却的钢零件的方法，该方法包括以下连续步骤：
22.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述冷却步骤期间，冷却速率大于或等于所述预涂布的板(2)的所述基体(3)中最可硬化贝氏体或马氏体冷却速率。
23.一种焊接钢坯(1)，该焊接钢坯包括两个预涂布的板(2)，各个预涂布的板(2)包括钢基体(3)，该钢基体在其各个主面(4)上具有预涂层(5)，所述预涂层(5)包括：至少包含铁和铝的金属间合金层(9)，以及可选地在所述金属间合金层(9)顶上延伸的金属合金层(11)，所述金属合金层(11)为铝层、铝合金层或铝基合金层，
24.根据权利要求23所述的焊接钢坯(1)，其中，至少一个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
25.根据权利要求24所述的焊接钢坯(1)，其中，两个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
26.根据权利要求23或24所述的焊接钢坯(1)，其中，对于各个预涂布的板(2)，所述中间区域(28)的宽度...
【技术特征摘要】
1.一种用于生产焊接钢坯(1)的方法，该方法包括以下连续步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，两个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均铝含量大于或等于0.15重量％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均铝含量小于或等于0.8重量％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均镍含量包括在0.1重量％至13.6重量％之间。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接接头(22)的所述平均镍含量包括在0.2重量％至12.0重量％之间。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接钢坯使得，在热压成型和冷却之后，
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述填充焊丝(20)具有包括在0.01重量％至0.45重量％之间的碳含量。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述去除分数(f)严格地小于所述预涂层(5)的厚度的100％。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述预涂层(5)包括在所述金属间合金层(9)顶上延伸的金属合金层(11)，所述金属合金层(11)是铝层、铝合金层或铝基合金层，并且其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述金属合金层(11)已经在其整个厚度上被去除，而所述金属间合金层(9)在所述预涂布的板(2)的各个主面(4)上的所述去除区域(18)中保持完整。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于在所述提供两个预涂布的板(2)的步骤提供的至少一个预涂布的板(2)，在所述预涂布的板(2)的各个主面(4)上的所述去除区域(18)中，所述去除分数等于100％，使得所述预涂层(5)已经在其整个厚度上被去除。
13.根据权利要求1或2所述的方法，在所述提供两个预涂布的板(2)的步骤之前，还包括由相应的初始预涂布的板(2’)生产所述两个预涂布的板(2)的步骤，该步骤包括以下子步骤：通过在所述预涂布的板(2)的所述焊接边缘(14)处进行激光烧蚀以所述预涂层(5)的厚度的包括在30％至100％之间的去除分数(f)去除所述预涂层(5)，来在各个预涂布的板(2)的各个主面(4)上获得所述去除区域(18)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述生产所述两个预涂布的板(2)的步骤包括：
15.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：在对焊之前，使用以下处理步骤中的至少一个来制备至少一个所述预涂布的板(2)的所述焊接边缘(14)：刷擦、机加工、倒角和/或斜切。
16.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接步骤使用激光束来执行。
17.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于至少一个所述预涂布的板(2)，所述基体(3)的钢按重量计包括：
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于一个所述预涂布的板(2)，所述基体(3)的钢按重量计包括：
19.根据权利要求1或2所述的方法，其中，对于一个所述预涂布的板(2)，所述基体(3)的钢按重量计包括：
20.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述焊接使用保护气体来执行。
21.一种用于生产焊接的并在之后热压成型的且冷却的钢零件的方法，该方法包括以下连续步骤：
22.根据权利要求21所述的方法，其中，在所述冷却步骤期间，冷却速率大于或等于所述预涂布的板(2)的所述基体(3)中最可硬化贝氏体或马氏体冷却速率。
23.一种焊接钢坯(1)，该焊接钢坯包括两个预涂布的板(2)，各个预涂布的板(2)包括钢基体(3)，该钢基体在其各个主面(4)上具有预涂层(5)，所述预涂层(5)包括：至少包含铁和铝的金属间合金层(9)，以及可选地在所述金属间合金层(9)顶上延伸的金属合金层(11)，所述金属合金层(11)为铝层、铝合金层或铝基合金层，
24.根据权利要求23所述的焊接钢坯(1)，其中，至少一个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
25.根据权利要求24所述的焊接钢坯(1)，其中，两个所述预涂布的板(2)的所述基体(3)的钢按重量计包括：
26.根据权利要求23或24所述的焊接钢坯(1)，其中，对于各个预涂布的板(2)，所述中间区域(28)的宽度包括在距所述焊接接头(22)的边缘5μm至2000μm之间。
27.根据权利要求23或24所述的焊接钢坯(1)，其中，对于至少一个预涂布的板(2)，所述去除分数(f)等于所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯·施米特，玛丽亚·普瓦里尔，克里斯蒂安·阿尔瓦雷茨，露西尔·古顿，蒂埃里·戴维，伊凡·维奥，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：
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