将TWIP钢激光焊接至低碳钢的方法技术

一种将具有不同钢种的结构激光焊接在一起的方法。所述方法包括提供由第一种钢种和组合物制得的第一结构并提供由第二种钢种组合物制得的第二结构。将第一结构邻近第二结构放置以产生焊接区域，其中第一结构的至少一部分重叠于第二结构的至少一部分。选择具有会在第一结构、第二结构和填充材料间产生焊缝使焊缝具有预先确定的微观结构的组成的填充材料。将填充材料邻近焊接区域放置。将激光束引至焊接区域以在第一结构、第二结构和填充材料间产生焊缝，其中焊缝具有预先确定的微观结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开的内容宽泛地涉及将具有不同特征和特性的金属材料激光焊接在一起，然后将焊接片用于各种应用的
更具体地，本专利技术涉及将TWIP钢与相对低碳的钢激光焊接在一起。
技术介绍
·激光焊接在将两片或多片金属，如钢连接在一起时既不需要也不使用填充材料。激光束熔化片材料(钢)并随后使熔化的钢凝固从而在片之间产生固体接缝、接合或。当钢被激光加热成可流动(或相对的液体)状态，被焊接的两个或多个部件(或片)可产生新材料，如合金等，取决于熔化的各种独立材料的特性(即材料的初始组成)和在焊缝中存在的最终比例。因此，不同材料的激光焊接导致在液体焊接区中产生两种或多种材料的合金。当焊接区凝固，新产生的合金将基于其新的化学组成形成微观结构且其特性将决定焊缝的性质。不锈钢一般特征至少部分在于，至少部分地，其基础微观结构和铬的质量含量。不锈钢通常不像普通碳钢那样容易沾污、腐蚀或生锈但不必防污。不锈钢可作为奥氏体、铁素体、双相的(奥氏体和铁素体)、马氏体、或作为奥氏体和马氏体的混合物的微观结构而获得。孪生诱发塑性(TWIP)钢一般具有奥氏体微观结构。然而TWIP未被分类为不锈钢，其具有与奥氏体不锈钢类似的奥氏体微观结构。奥氏体结构使钢具有极好的强度和针对某些应用的异常延展性。由于借助奥氏体不锈钢，当尝试例如通过焊接(特别还包括激光焊接)将低和中碳钢与TWIP钢连接在一起时，TWIP钢的化学性质和微观结构使其通常与不相容。因此，仍然持续需要提供一种将TWIP钢焊接至其他钢种的改进方法。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及将具有不同钢种的结构焊接在一起的方法。本方法包括提供由第一种钢种和组合物制得的第一结构并提供由第二种钢种组合物制得的第二结构。将第一结构邻近第二结构放置以产生焊接区，其中第一结构的至少一部分重叠于第二结构的至少一部分。选择具有将在第一结构、第二结构和填充材料之间产生焊缝使焊缝具有预先确定的微观结构的组成的填充材料。将填充材料邻近焊接区域放置。将激光束引至焊接区域以在第一结构、第二结构和填充材料之间产生焊缝，其中焊缝具有预先确定的微观结构。本专利技术的公开内容的优势是TWIP钢可与其他激光焊接在一起而脆焊缝。本专利技术的公开内容的另一个优势是本方法产生了具有坚固且易延展的奥氏体微观结构的激光焊缝。本专利技术的公开内容的又一个优势是所述方法提高了具有承重部件如焊接的座椅框架、座椅靠背、座椅底座等的座椅结构的性能。本专利技术的公开内容的其他特征和优势将容易理解，在阅读了随后结合附图的描述后也一样变得更好理解。附图说明图I是示例性实施方案的交通工具的透视图。图2A是示例性实施方案的交通工具座椅组件的透视图。图2B是示例性实施方案的交通工具座椅框架的透视图。 图3是预测不锈钢的焊缝微观结构的舍弗勒(Schaeffler)图。图4是示例性实施方案的TWIP/低碳钢结合物中激光焊缝的示意图。图5是预测TWIP不锈钢和340XF钢的焊缝微观结构的舍弗勒图。图6是示例性实施方案的通过引入焊接填充材料产生的激光焊缝的示意图。图7是显示使用填充材料时对焊缝微观结构的影响的舍弗勒图。图8是激光焊接后产生合金的激光焊缝以获得奥氏体结构的示意图。图9是激光焊接后产生合金的激光焊缝以获得奥氏体结构的示意图。图10是激光焊接后产生合金的激光焊缝以获得奥氏体结构的示意图。图11是显示示例性实施方案的对于焊缝中给定TWIP浓度所需的包含Ni和Cr的填充材料的比例的示意图。图12是显示示例性实施方案的对于焊缝中给定TWIP浓度所需的包含Ni的填充材料的比例的示意图。图13是详细描述示例性实施方案的将由TWIP钢制得的第一结构、由低碳钢制得的第二结构、以及填充材料激光焊接的方法的流程图。图14是另一个实施方案的由TWIP钢制得的第一结构、由较低碳钢制得的第二结构、和H-214合金垫片之间的激光焊缝的显微照片。图15是显示使用图14的H-214垫片料时对焊缝微观结构的影响的舍弗勒图。图16是另一个实施方案的由TWIP钢制得的第一结构、由较低碳钢制得的第二结构、和Ni-Fe合金垫片之间的激光焊缝的显微照片。图17是显示使用图16的Ni-Fe合金垫片料时对焊缝微观结构的影响的舍弗勒图。图18是显示图14和16的激光焊缝的搭接剪切强度的图。图19是另一个实施方案的由TWIP钢制得的第一结构、由较低碳钢制得的第二结构、和STS310填充剂之间的激光焊缝的显微照片。图20是显示使用图20的STS310填充剂时对焊缝微观结构的影响的舍弗勒图。图21是显示图19的激光焊缝的搭接剪切强度的图。具体实施例方式宽泛地参看附图，特别是图1，显示了示例性实施方案的交通工具10。交通工具10可包括为交通工具10的乘员提供的一个或多个座椅组件12。虽然所示交通工具10是四门轿车，但应理解所述座椅组件12可用于小型箱式货车、运动型多功能车、飞机、船或任何其他类型的交通工具。现在参看图2A，显示了座椅组件12。座椅组件12可包括座椅靠背14以给乘坐的乘员提供舒适、支撑和保护。座椅底座20操作性地连接于座椅靠背，也给乘坐的乘员提供舒适、支撑和保护。头枕18置于座椅靠背14的上端。座椅组件12包括操作性地连接于座椅靠背14和座椅底座20的斜靠机构22，以提供座椅靠背14相对于座椅底座20的转动调节性。用导轨组件24使座椅组件12固定于交通工具上。该实施例的导轨组件24为了乘坐的乘员的舒适或效用而提供了座椅组件12的相对位置的可调节性或移动。座椅组件12可选择性地通过导轨组件24手动或电动驱动。座椅靠背14也可包括，例如泡沫垫30、装饰盖32等。座椅靠背也可包括第一和第二侧垫26、28。座椅底座20也可包括，例如，泡沫垫、装饰盖32等。装饰盖32可由多种材料制成，如皮革、乙烯(vinyl)、纤维等。图示的座椅组件12是通常用于交通工具前排的单人座椅，但可引入任何座椅组件，如第二排长条座 椅、第三排可平放式座椅等，其可利用任何类型的座椅功能以用于任何交通工具。如图2B所示,座椅组件也包括座椅框架13。座椅框架13包括座椅靠背框架28和座椅底座框架30。座椅靠背框架28包括上横梁32、相对的下横梁34、第一座椅靠背侧梁36和相对的第二座椅靠背侧梁38。上横梁32包括第一和第二端部40、42，且下横梁34包括第一和第二端部44、46。第一座椅靠背侧梁36包括上端48和相对的下端50,且第二座椅靠背侧梁38包括上端52和相对的下端54。第一和第二座椅靠背侧梁的上端48、52通过上横梁32连接在一起，且第一和第二座椅靠背侧梁的下端50、54通过下横梁34连接在一起，以便形成大体上为矩形的框架结构。座椅底座框架30包括第一座椅底座侧梁56、相对的第二座椅底座侧梁58，前横梁60、和相对的后横梁62。第一座椅底座侧梁56包括前端64和后端66，且第二座椅底座侧梁58包括前端68和相对的后端70。前横梁60包括第一端部72和第二端部74，且后横梁62包括第一端部76和第二端部78。第一和第二座椅底座侧梁的前端64、68通过前横梁60连接在一起，且第一和第二座椅底座侧梁的后端66、70通过管状后横梁30连接在一起，以形成大体上为矩形的框架结构。应注意其他座椅框架设计可用于本专利技术的公开内容，如一件式靠背框架或一件式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.16 US 61/261,4831.一种将具有不同钢种的交通工具座椅激光焊接在一起的方法，所述方法包括以下步骤 提供具有第一端部、相对的第二端部、外表面和内表面的第一座椅结构，所述第一座椅结构由第一种钢种制得； 提供具有第一端部、相对的第二端部、外表面和内表面的第二座椅结构，所述第二座椅结构由第二种钢种制得； 将第一座椅结构的第一端部邻近第二座椅结构第一端部放置以产生焊接区域，其中第一座椅结构第一端部的至少一部分重叠于第二座椅结构第一端部的至少一部分； 选择具有将在第一座椅结构第一端部、第二座椅结构第一端部和填充材料之间产生焊缝使焊缝具有预先确定的微观结构的组成的填充材料； 将填充材料临近焊接区域放置；以及 将激光束引至焊接区域以在第一座椅结构第一端部、第二座椅结构第一端部和填充材料之间形成焊缝，其中焊缝具有预先确定的微观结构，以形成交通工具座椅。2.权利要求I的方法，其中预先确定的微观结构至少有一部分为奥氏体。3.权利要求I的方法，其中第一座椅结构由TWIP钢制得。4.权利要求I的方法，其中第二座椅结构由低至中碳钢制得。5.权利要求I的方法，其中第二座椅结构由340XF高强度低合金钢制得。6.权利要求I的方法，其中填充材料是具有相当于奥氏体的镍和铬当量的STS310填充材料。7.权利要求I的方法，进一步包括将填充材料放置于第一座椅结构第一端部和第二座椅结构第一端部之间的焊接区的步骤。8.权利要求I的方法，进一步包括将填充材料放置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·萨金南，O·泽卡维卡，A·M·凯斯蒂安，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：