[發(fā)明專利]具有改進(jìn)的接合特性的構(gòu)件結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)方法和構(gòu)件結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680051878.5
• 申請(qǐng)日: 2016-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN108025404A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 斯特凡·米斯洛維奇;大衛(wèi)·皮耶羅納克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司;蒂森克虜伯股份公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30;B23K35/02;B32B15/01
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張凱;張杰

本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)由第一構(gòu)件(102，202，302)和至少一個(gè)另一個(gè)構(gòu)件(104，204，304)組成的構(gòu)件結(jié)構(gòu)的方法，其中該第一構(gòu)件(102，202，302)與該另一個(gè)構(gòu)件(104，204，304)利用熱接合方法連接。達(dá)到生產(chǎn)成本低廉的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的良好碰撞特性和/或抗振強(qiáng)度的目的在這樣的方法中解決，使得第一構(gòu)件(102，202，302)為鋼材料復(fù)合物，該鋼材料復(fù)合物包括至少一個(gè)較軟的層(102a，202a，302a，302d)和一個(gè)較硬的層(102b，202b，202c，302b，302c)，其中該較軟的層(102a，202a，302a，302d)具有比該較硬的層(102b，202b，202c，302b，302c)更小的材料強(qiáng)度和更高的可成型性，并且接合區(qū)域位于第一構(gòu)件(102，202，302)中的部分至少部分地在該較軟的層(102a，202a，302a，302d)中形成。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)由第一構(gòu)件和至少一個(gè)另一個(gè)構(gòu)件組成的構(gòu)件結(jié)構(gòu)的方法，其中該第一構(gòu)件與該另一個(gè)構(gòu)件利用熱接合方法連接。此外本發(fā)明還涉及一種構(gòu)件結(jié)構(gòu)，尤其是一種車輛結(jié)構(gòu)或者其用于汽車或者商用車輛的部件。

背景技術(shù)

對(duì)于不同的材料和材料組合而言，由現(xiàn)有技術(shù)中已知用于將單獨(dú)的構(gòu)件接合為構(gòu)件結(jié)構(gòu)的方法。現(xiàn)在，尤其是用于汽車的接合組件極大地面臨著輕質(zhì)構(gòu)建的壓力，以滿足在可用資源減少以及經(jīng)濟(jì)框架條件限制的同時(shí)，對(duì)于油耗、CO2排放以及碰撞安全性不斷提高的要求。出于此原因，長久以來，使用具有越來越高強(qiáng)度的鋼成為趨勢。

例如在汽車和商用車輛領(lǐng)域使用熱成型構(gòu)件，以在大于1500MPa的高材料強(qiáng)度同時(shí)達(dá)到高的幾何構(gòu)件自由度。由此可以滿足高的輕質(zhì)構(gòu)建要求。

例如，德國公開文件DE 102008022709 A1說明了輥軋包層多層材料復(fù)合物在車輛結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，其中其三個(gè)層由鋼合金生產(chǎn)。其中中間層由成型性良好的鋼合金組成，而外層由較高強(qiáng)度或極高強(qiáng)度的鋼合金組成。

然而高材料強(qiáng)度經(jīng)常不能直接轉(zhuǎn)化為提高的結(jié)構(gòu)性能，因?yàn)檫B接技術(shù)，如在焊接工藝中，如電阻點(diǎn)焊，是一個(gè)限制性因素。也就是說可以看到，在超高強(qiáng)度鋼和具有超過1000MPa強(qiáng)度的熱成型鋼中，焊接后，也就是說在熱量引入和隨后的冷卻后，通過退火效應(yīng)在連接處(熱量影響區(qū)域)的周圍中出現(xiàn)了軟化區(qū)域，該軟化區(qū)域具有小的強(qiáng)度并且同時(shí)具有小的韌性并且因此在碰撞負(fù)荷中通常成為開裂的起始點(diǎn)(裂紋起始)。但這會(huì)有廣泛影響，因?yàn)榱鸭y可以從連接區(qū)域延伸至構(gòu)件中并由此導(dǎo)致結(jié)構(gòu)完整性的完全喪失。這尤其有損構(gòu)件的碰撞特性和/或抗振強(qiáng)度。相應(yīng)的研究在德國鋼鐵應(yīng)用研究聯(lián)合會(huì)(FOSTA)的研究項(xiàng)目P806“在考慮連接對(duì)構(gòu)件行為的影響情況下對(duì)碰撞模擬所進(jìn)行的超高強(qiáng)度鋼上點(diǎn)焊連接的斷裂行為的特征化和替代模型化”框架下進(jìn)行。

如預(yù)期那樣，應(yīng)嚴(yán)格避免這種結(jié)構(gòu)行為。該問題例如可以這樣處理，即在部分加壓硬化的框架內(nèi)進(jìn)行設(shè)置用于連接的構(gòu)件法蘭的目的性熱處理或者通過之后的熱處理進(jìn)行。

替代性可能的還有，結(jié)構(gòu)性處理該問題并將重點(diǎn)區(qū)域超尺寸構(gòu)建，也就是例如設(shè)置更寬的構(gòu)件法蘭或者改變焊點(diǎn)的位置或者其數(shù)量。

所描述的這些方案總會(huì)因?yàn)楦訌?fù)雜的生產(chǎn)方法(例如通過更加復(fù)雜的工具、控制等)或者過大的尺寸而導(dǎo)致更高成本和/或過重并因此與低成本輕質(zhì)構(gòu)建的目標(biāo)相矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

在此背景下提出了給出這種方法和構(gòu)件結(jié)構(gòu)的目的，利用該方法和構(gòu)件結(jié)構(gòu)可以達(dá)到生產(chǎn)成本低廉的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)良碰撞特性和/或抗振強(qiáng)度。

該目的根據(jù)本發(fā)明的第一種教導(dǎo)在這種方法中這樣解決，即,使得第一構(gòu)件為鋼材料復(fù)合物，該鋼材料復(fù)合物包括至少一個(gè)較軟的層和一個(gè)較硬的層，其中該較軟的層具有比該較硬的層更小的材料強(qiáng)度和更高的可成型性，并且接合區(qū)域位于第一構(gòu)件中的部分至少部分地在該較軟的層中形成。