[發明專利]熱沖壓成形Al-Si涂層板激光拼焊用焊絲及拼焊方法

有效

• 申請號: 202010191741.8
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111390425B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 夏明生;張洪波;譚文振;王云閣;劉春雨;張靜;楊峰;李桂蘭
• 申請（專利權）人: 唐山鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司唐山分公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K26/21
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

1.一種熱沖壓成形Al-Si涂層板激光拼焊用焊絲，其特征在于，所述焊絲化學成分組成及其質量百分含量為：C≤0.30%，Mn：1.0～1.5%，S≤0.005%，P≤0.010%，Als：0.030～0.050%，Si≤0.010%，Ni：5.0～9.0%，Cr：0.21～0.50%，Nb：0.010～0.020%，Ti：0.010～0.020%，N≤0.0030%，余量為Fe和不可避免的雜質。

2.根據權利要求1所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板激光拼焊用焊絲，其特征在于，所述焊絲化學成分組成及其質量百分含量為：C：0.22～0.25%，Mn：1.3～1.5%，S≤0.005%，P≤0.010%，Als：0.030～0.050%，Si≤0.010%，Ni：6.0～8.0%，Cr：0.21～0.50%，Nb：0.010～0.020%，Ti：0.010～0.020%，N≤0.0030%，余量為Fe和不可避免的雜質。

3.根據權利要求1或2所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板激光拼焊用焊絲，其特征在于，所述焊絲直徑d為0.6～1.0mm。

4.一種使用權利要求1-3任一項所述的焊絲進行熱沖壓成形Al-Si涂層板的激光拼焊方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：取兩塊表面去污處理后的熱沖壓成形Al-Si涂層板，用焊接夾具固定后，兩塊Al-Si涂層板間形成間隙，根據間隙的尺寸確定焊絲直徑，并進行激光拼焊，得到的拼焊板進行熱沖壓成形；

所述Al-Si涂層板間的間隙h為0.2～0.4mm，其與涂層板厚度t之間關系為：h=0.20*(t₁+t₂)/2，所述t₁、t₂分別為兩塊涂層板的厚度，計算過程中Al-Si涂層的厚度忽略不計；所述焊絲直徑d與間隙h之間為線性關系：當h為0.2mm時，焊絲直徑d為0.6mm；當h為0.4mm時，焊絲直徑d為1.0mm；當0.2mm＜h＜0.4mm時，焊絲直徑d可根據線性方程計算得出。

5.根據權利要求4所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板的激光拼焊方法，其特征在于，所述Al-Si涂層板中鋼板基體的厚度為1.0～2.0mm，其成分及質量百分含量為：C：0.21～0.25%，Mn：1.2～1.4%，Si：0.18～0.35%，S≤0.006%，P≤0.020%，N≤0.006%，Als：0.030～0.050%，Ti：0.030～0.050%，B：0.0008～0.0012%，Cr：0.10～0.50%，余量為Fe和不可避免的雜質。

6.根據權利要求5所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板的激光拼焊方法，其特征在于，所述Al-Si涂層單面的厚度為25±5um，其成分及質量百分含量為：Al≥85%，Si：5～11%，Fe：2～4%，余下為其他不可避免的雜質元素。

7.根據權利要求6所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板的激光拼焊方法，其特征在于，所述激光拼焊可采用光纖激光器、二氧化碳激光器或半導體激光器，激光功率為1.0～3.0kW；激光拼焊過程中的焊接速度為1.0～2.0m/min，送絲速度為0.6～1.5m/min；激光拼焊過程中采用氬氣保護，氬氣純度≥99.99%，流量為15～25 L/min。

8.根據權利要求4-7任一項所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板的激光拼焊方法，其特征在于，所述熱沖壓成形步驟為：將拼焊板放入加熱爐中加熱250～350s，加熱溫度為900～950℃，隨后將其快速轉移至平面模具中淬火，轉移時間8～15s，當溫度冷卻至150℃以下時，移除模具并在空氣中冷卻至室溫。

9.根據權利要求8所述的熱沖壓成形Al-Si涂層板的激光拼焊方法，其特征在于，所述Al-Si涂層板中鋼板基體淬火后的屈服強度：950～1250MPa，抗拉強度：1350～1650MPa，斷后伸長率A₅₀≥5%，顯微硬度：410～520Hv。