[發明專利]帶鋁或鋁合金鍍層的鋼制薄壁焊接等強部件的制造方法

有效

• 申請號: 201910548368.4
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN111230301B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 潘華;劉成杰;雷鳴;吳岳;孫中渠;蔣浩民
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B23K26/211
• 分類號: B23K26/211;B23K26/24;B23K26/322;B23K26/12;B23K35/30;B23K26/60;B23K103/04;B23K101/18
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

帶鋁或鋁合金鍍層的鋼制薄壁焊接等強部件的制造方法，其待焊接鋼板包括基體及其表面上至少一個鍍層；所述鍍層包括與所述基體接觸的金屬間化合物合金層及其上的金屬合金層；焊前、焊接過程中不對鍍層進行去除或減薄處理；通過預置焊接間隙及使用本發明碳錳鋼焊絲、焊接工藝及保護氣體進行焊接，焊接部件經過熱沖壓處理后，焊縫抗拉強度大于母材抗拉強度，焊接接頭延伸率大于4％，滿足等強焊接部件在熱沖壓領域的應用要求。

技術領域

本發明涉及焊接部件的制造方法，具體涉及帶鋁或鋁合金鍍層的鋼制薄壁焊接等強部件的制造方法。

背景技術

輕量化、高強度的汽車鋼板成為近年來汽車行業不斷追求的目標，加之國家對于節能減排的政策的大力推行，汽車行業對于汽車鋼板的高強減薄的需求越來越多。熱沖壓技術相比于冷沖壓技術具有減重效果明顯、成形性好、尺寸精度高優點在汽車鋼板實現高強化方面發揮著重要的作用。隨著人們對于汽車的安全性、可靠性及舒適性要求的提高，眾多車企從改善汽車結構設計、改進和采用新的制造工藝，以提高產品質量。拼焊板是將幾塊不同材質、不同厚度或者不同涂層的鋼板焊接在一起，以實現零部件對材料性能的不同要求。激光拼焊板熱沖壓工藝一方面可以降低車體重量、提高裝配精度簡化裝配步驟，同時可兼顧熱沖壓成形的優勢，進一步提高鋼板的成形性。

利用激光拼焊形成的熱沖壓產品具有強度高、形狀復雜、成形性好、尺寸精度高、回彈小等特點。熱沖壓用鋼按照表面的狀態可分為裸板和帶鍍層的鋼板，在實際的熱沖壓過程中，裸鋼表面容易在高溫下產生氧化，形成氧化皮，在沖壓過程中，氧化皮被擠壓進入鋼中，形成表面缺陷，大大影響其使用性能，帶鍍層的熱沖壓鋼板相對于裸板可以在保護鋼板不被氧化的同時省掉熱沖壓后的噴丸處理，因此，帶有鍍層的熱沖壓鋼板受到越來越廣泛的關注，目前常用的是鋁或者鋁合金鍍層熱沖壓鋼。對于鋁或者鋁合金鍍層這種鍍層板的焊接，一則是將鍍層去除，中國專利公開號CN101426612A公開了一種以鋁硅鍍層鋼板為原材料制造只含金屬間化合物為預涂層的焊接坯件制造方法；二則是在存在有鍍層的情況下直接進行焊接，該種方式的問題在于，鋁或者鋁合金鍍層板在焊接過程中鍍層會受焊接熱的影響而熔化進入熔池，形成脆而硬的金屬間化合物(Fe₃Al、Fe₂Al₅、FeAl₃)，金屬間化合物聚集成帶狀或塊狀分布，致使焊接接頭的強度、延性大幅下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶鋁或鋁合金鍍層的鋼制薄壁焊接等強部件的制造方法，解決現有帶鋁或者鋁合金鍍層的等強鋼制薄壁焊接部件存在的焊接接頭熱成形后性能變差的問題，保證了熱沖壓后焊接接頭的抗拉強度、延伸率及耐蝕性，焊接接頭熱沖壓后抗拉強度大于母材抗拉強度，延伸率大于4％，從而滿足拼焊板在熱沖壓領域的應用要求。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

帶鋁或鋁合金鍍層的鋼制薄壁焊接等強部件的制造方法，其包括如下步驟：

1)鋼板焊前準備

待焊接鋼板取平直鋼板，所述待焊接鋼板包括基體及其表面上至少一個鍍層，該鍍層包括與基體接觸的金屬間化合物合金層及其上的金屬合金層；對所述待焊接鋼板待焊區的鍍層不做去除或減薄處理；

2)預置對接間隙

將兩塊待焊接鋼板的對接間隙預置為0.2～0.5mm；

3)焊接

采用激光填絲焊、激光復合填絲焊或熔化極氣體保護焊進行焊接；其中，激光填絲焊工藝采用激光光斑直徑為0.8～2.0mm，離焦量為-10～10mm，激光功率控制在4～6kW，焊接速度控制在40～140mm/s；焊絲直徑為0.8～1.4mm，送絲速度為2～8m/min，最終獲得帶鋁或鋁合金鍍層的鋼制薄壁焊接等強部件，同時使焊接等強部件的焊接接頭(焊縫)在熱沖壓后的抗拉強度大于母材抗拉強度。