[發明專利]熱連接兩個工件區段的方法

有效

• 申請號: 201980046721.7
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN112399903B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 米夏埃爾·布呂根布羅克
• 申請（專利權）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: B23K33/00
• 分類號: B23K33/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張凱;張杰

本發明涉及一種用于熱連接至少兩個工件區段的方法，其中至少提供第一和第二工件區段，其中至少第一工件區段包括邊緣(1.1、1.1'，1.1”，1.1”')，并且該邊緣(1.1，1.1'，1.1”，1.1”')定義了邊緣區段(1.2，1.2'，1.2”，1.2”')的終端，第一和第二工件區段以這樣的方式相對于彼此定位，即其至少區段性地在其縱向延伸內彼此連接，其中邊緣區段(1.2、1.2'，1.2”，1.2”')具有經定義的幾何形狀。根據本發明，邊緣區段(1.2、1.2'，1.2”，1.2”')的經定義的幾何形狀的尺寸設置為使得在邊緣區段(1.2')的橫截面中設置有在與邊緣(1.1')的距離(1.3')處具有最大厚度(t_max1')的局部區域，或在邊緣區段(1.2，1.2”，1.2”')的橫向延伸中從邊緣(1.1，1.1”，1.1”')開始設置有至少一個具有最大厚度(t_{max1，max1”，max1”'})的區段(1.3，1.3”，1.3”')。

技術領域

本發明涉及一種用于熱連接至少兩個工件區段的方法，其中至少提供了第一和第二工件區段，其中至少第一工件區段包括邊緣并且該邊緣限定了邊緣區段的終端，第一和第二工件區段彼此相對定位，使得其至少區段性地在其縱向范圍內彼此連接，其中邊緣區段具有經定義的幾何形狀。

本發明還涉及一種工件組。

背景技術

車身由許多部件組裝而成，尤其是這些部件根據一般常規彼此連接，尤其是彼此熱連接，優選彼此焊接。在車身中的構件上或構件之間的接頭或焊縫通常限定了車身結構中的薄弱點。在(不確定的大小的)應力下，例如以事故的形式，熱焊接過程后在至少兩個構件之間造成的焊縫不是失效的原因，而是從一個或多個部件的基礎材料到焊縫的過渡區域，在熱焊接的情況下，所述區域被定義為熱影響區(WEZ)。由于基礎材料的熔化和隨后的固化，WEZ中的材料特性發生了變化。

用于現代汽車車身的多相、超高強度優質鋼的生產的特征在于其特殊的化學組成，以及具有小工藝窗口的熱機械軋制工藝。通過這些鋼的熱接合，高成本調整得到的鋼的這種由鐵素體，貝氏體和/或馬氏體組成的微組織結構在接頭的中心熔化并以不確定的方式冷卻。在熱影響區的范圍內，由于來自熔化區域的熱傳導，微組織結構受到了不確定的熱處理。接頭區域(連接/焊縫和WEZ)中材料或材料性能的變化稱為冶金缺口。

接頭區域中的另一個失效位置或裂紋開始位置稱為幾何缺口。在此，缺口效應是由焊縫的幾何不均勻性引起的。尤其在從基礎材料到焊縫金屬的過渡處，存在一個陡峭的尖銳邊緣，該邊緣至少直接在接頭的力流中，并且可能是裂紋的起點，并由此可能導致接頭失效。對于2…4mm以上的組件壁(取決于焊縫形狀)，DIN EN ISO 9692-1：2013中展示了焊縫準備，由此實現了在基礎材料的整個材料橫截面上形成具有根部和頂層的單層或多層焊縫。焊縫準備對應于通過打磨，銑削，鋸切或切割去除材料，以使焊接源更深地進入基礎材料的材料橫截面。

“較薄”的組件壁(0.5...3mm)通常不進行焊縫準備，其中優選使用填充材料(焊絲)進行焊接，因為此處因(在橫截面中觀察)材料缺少而使得產生例如孔洞的風險很高。尤其是在氣體保護金屬焊接(MSG)的情況下，填充材料通常不利地施加在接頭上方。不使用填充材料進行的接合，尤其是在激光束焊接的情況下會導致接縫橫截面相對于基礎材料較小(取決于接合技術和設計)，作用力會在該橫截面中導致較高的應力。在DIN EN ISO 5817中調節和限制的接頭中的其他缺陷進一步增加了局部出現的應力，尤其是由于減小了能夠承受載荷的接縫橫截面，并因此提高了失效的可能性，例如對接焊接中的邊緣高度偏移和不同的間隙寬度之類的不精確性。

這些失效原因的組合或疊加尤其使得必須根據接頭來確定部件的厚度。由此，盡管僅在接合處需要更大的組件厚度，但是所有組件的壁厚都尺寸過大。高組件厚度妨礙了總體上的輕質構造和資源效率。由此特別限制了超高強度鋼的應用，因為在所述鋼的情況下，冶金缺口特別顯著并且幾何缺口敏感性非常高。