用于制备旨在用于焊接随后在压力下硬化的涂覆有铝的钢板的方法和装置，对应的焊接坯件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于对意在用于制造钢焊接坯件的板进行制备的方法，该方法包括以下顺序步骤：提供至少一种第一预涂覆钢板(11)和至少一种第二预涂覆钢板(12)，所述至少一种第一预涂覆钢板(11)和所述至少一种第二预涂覆钢板(12)由钢基材(25、26)和预涂层(15、16)构成，预涂层(15、16)由与所述钢基材接触的金属间合金层(17、18)制成，在预涂层(15、16)的上面安置有铝层、铝合金层或铝基金属层(19、20)，板(11)包括主要表面(111)、相反的主要表面(112)和至少一种次要表面(71)，第二板(12)具有主要表面(121)、相反的主要表面(122)和至少一种次要表面(72)；随后使第一板(11)和第二板(12)移动而靠近在一起，在面向彼此布置的次要表面(71)与次要表面(72)之间留下0.02mm至2mm的间隙(31)，使第一板(11)和第二板(12)移动在一起的事实限定了与于板(11)和板(12)的主要表面垂直的中间平面(51)；以及随后通过在主要表面(111)和(121)上进行熔融和气化同时去除位于板(11)的边缘区域(61)中的金属合金层(19)和位于板(12)的边缘区域(62)中的金属合金层(20)，边缘区域(61)和(62)为主要表面(111)和(121)的最靠近中间平面(51)并且位于中间平面(51)的两侧的区域。本发明专利技术还涉及一种焊接坯件和一种用于制造这些焊接坯件的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术主要涉及用于对旨在用以焊接的镀铝钢板进行制备的方法。本专利技术还涉及用于由上述镀铝钢板制造焊接坯件的方法。本专利技术还主要涉及用于由上述焊接坯件制造压制硬化部件的方法，这些压制硬化部件待用作机动车辆中的结构部件或安全部件。已知焊接钢部件可以由具有不同组分和/或厚度的、被连续对接焊接的钢坯件来制造。在一种已知的制造方法中，这些焊接坯件例如通过冷冲压来进行冷加工。根据第二种已知的制造方法，这些焊接坯件被加热至使钢可以奥氏体化的温度，随后在成形模具中进行的热成形和快速冷却。本专利技术涉及该第二种制造方式。钢的组成被选择成使得可以执行加热步骤和热成形步骤并使最终的焊接部件获得高机械强度、高冲击强度以及良好的耐腐蚀性。由于这种类型的钢部件的吸收冲击的能力，这些钢部件特别是在汽车工业中得到了应用并且更特别地用于抗侵入部件、结构部件或有助于机动车辆的安全性的部件的制造。在表现出上面提到的应用所需的特性的钢中，如在公开EP 971044中所描述的涂覆钢板特别是包括铝合金或铝基合金的预涂层。例如通过在除了具有铝以外还以受控量具有硅和铁的浴中进行热浸镀来对板进行涂覆。在热成形和冷却之后，可以获得主要马氏体显微组织，并且机械拉伸强度可以超过1500MPa。一种用于制造焊接钢部件的已知方法包括：获得如公开EP 971044中所描述的至少两个钢板，所述至少两个钢板用以进行对接焊接以获得焊接坯件，可选地对该焊接坯件进行切割；随后在例如通过热冲压执行热成形操作之前对焊接坯件进行加热，以给予钢部件以其应用所需的形状。一种已知的焊接技术是激光焊。与其他焊接技术如缝焊或弧焊相比，该技术在灵活性、质量和生产率方面具有优势。然而，在包括熔融步骤的组装方法中，铝基预涂层(由顶部上设有金属合金层的、接触钢基材的金属间合金层构成)在焊接操作期间在熔融区内利用钢基材而被稀释，该熔融区是在焊接操作期间液化并在该焊接操作之后凝固以在两个板之间形成结合的区域。随后可以发生两种现象：-第一种现象是，由一部分预涂层在熔融区中的稀释造成的熔融金属中的铝含量的增大导致金属间化合物的形成。这些化合物在施加机械应力时会成为裂纹的起始位点。-第二种现象是，铝(其在熔融区域中为呈固溶体状态的α源(alphagenic)元素)在先于热冲压的加热步骤期间阻碍该区域中的奥氏体转变。因此，不再能够在接着热成形的冷却之后在熔融区域中获得完全回火组织，并且焊接接头包括铁素体。此时，熔融区具有小于其相邻的两个板的硬度和机械拉伸强度。为了防止上述第一种现象，公开EP 2007545描述了一种包括去除位于将经受焊接操作的板的边缘上的合金金属表层以留下金属间合金层的方法。这种去除可以通过擦、机加工或通过施加激光束来进行。在施加激光束的情况下，使用板的边缘作为基准点，去除区的宽度由一定宽度的激光束的纵向运动限定或者甚至通过使小于该宽度的激光束振荡来限定。金属间合金层被保留，以确保满意的耐腐蚀性并且防止先于成形操作的热处理期间的脱碳和氧化现象。为了防止上面提到的第二种现象，公开WO 2013014512描述了一种方法：该方法除了包括去除上述金属层以外，还包括在焊接之前消除存在于板的切割边缘(该切割边缘的存在可以由切割操作引起)上的铝、以及通过填充金属丝产生焊接接头，从而以特定比例增大熔融区域的碳含量。在上述参考公开中所描述的方法中，当金属合金层的去除是包括熔融的现象(例如借助激光束的去除)的结果时，存在已溢出板的切割边缘(也被称为次要面)的大致显著量的铝。随后的焊接通过稀释导致这种铝结合到熔融区域中并且获得焊接接头，该焊接接头的机械强度和/或韧性小于基体金属的机械强度和/或韧性。由于关于模具或激光束定位坯料的困难、工具在去除由机械装置来执行时的快速磨损或者铝在于切割边缘上进行激光烧蚀的情况下可能飞溅在预制备面上，用于通过机械加工、刮擦或借助脉冲激光的烧蚀来去除已溢出切割边缘的铝的不同方法执行起来较棘手。此外，在去除位于板的边缘上的铝金属层之后，下面的材料具有较黯淡且较暗的外观。已知，激光焊接需要关于由待组装的板形成的接头的平面非常精确地定位激光束。激光束的这种定位和引导或“焊缝跟踪”通常由能够对反射光束的在与焊接接头成直角的方向上的变化进行检测的传感器来控制，其中，接合平面看起来显著地更暗。然而，在对已从边缘去除金属层的两个板进行焊接之前的并排布置在配合平面的水平处仅得到小的难以检测的对比度变化，因此激光束的引导以显著较小的精度受到控制。因此，期望研发一种不具有上述缺点的用于对预涂覆有铝的板的边缘区域进行制备的方法。期望得到一种经济的制备方法，该制备方法使得可以消除在借助熔融和气化的去除之后对溢出次要面的铝或铝合金进行清洁的昂贵、费时且复杂的操作。还期望得到一种下述制备方法，该制备方法确保由预涂覆有铝或铝合金的板制造的焊接接头中的铝含量小于0.3％。还期望得到一种提高在对预涂覆有铝或铝合金的板(这些金属层已在边缘上去除)进行焊接期间的焊缝跟踪的准确性的方法。本专利技术的目的是解决上述问题。为此，本专利技术的目的是一种对用于制造焊接钢坯件的板进行制备的方法，该方法包括以下连续步骤：-获得至少一种第一预涂覆钢板11和至少一种第二预涂覆钢板12，所述至少一种第一预涂覆钢板11和所述至少一种第二预涂覆钢板12由钢基材25、26和预涂层15、16构成，预涂层15、16由顶部上设有铝金属或铝合金或铝基合金层19、20的、接触钢基材的金属间合金层17、18构成，第一板11包括主要面111、相反的主要面112和至少一个次要面71，第二板12包括主要面121、相反的主要面122和至少一个次要面72，随后，-第一板11和第二板12定位成在面向彼此的次要面71与次要面72之间留下0.02mm至2mm的间隙31，第一板11和第二板12的定位限定了与第一板11和第二板12的主要面垂直的中间平面51，随后，-借助同时在主要面111和121上进行熔融和气化，在板11的边缘区域61中去除金属合金层19并且在板12的边缘区域62中去除金属合金层20，边缘区域61和62为主要面111和121的最靠近中间平面51并且位于中间平面51的两侧的区域。优选地，借助熔融和气化的同时去除由跨该中间平面51的激光束来执行。边缘区域61的宽度和边缘区域62的宽度优选地为0.25mm至2.5mm。在一个特定方案中，边缘区域61的宽度与边缘区域62的宽度相等。在另一方案中，边缘区域61的宽度与边缘区域62的宽度不同。优选地，在主要面111、121和112、122上借助熔融和气化同时进行去除。在一个特定方案中，金属合金层19、20从第一钢板11和第二钢板12中的每一者的边缘区域61、62去除，从而将第一钢板11和第二钢板12的各自的金属间合金层17、18留在原位。在本专利技术的一种方案中，基材25、26具有不同的钢组成。在一个特定方案中，预涂层15、16具有不同的厚度。有利地，预涂层15、16的金属合金层19、20以重量浓度表示包括8％至11％的硅、2％至4％的铁，组成的余量是铝和不可避免的杂质。次要面71与次要面72之间的间隙31有利地大于0.04mm并且非常有利地大于0.06mm。本专利技术的另一目的是一种用于制造焊接坯件的方法，该方法的特征在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备待用于制造焊接钢坯件的板的方法，所述方法包括下面所指出的顺序步骤：‑获得至少一预涂覆第一钢板(11)和至少一第二预涂覆钢板(12)，所述至少一第一预涂覆钢板(11)和至少一第二预涂覆钢板(12)由钢基材(25、26)和预涂层(15、16)制成，所述预涂层(15、16)由顶部上设有铝金属或铝合金铝基合金层(19、20)的接触所述钢基材的金属间合金层(17、18)构成，第一板(11)包括主要面(111)、相反的主要面(112)和至少一个次要面(71)，第二板(12)包括主要面(121)、相反的主要面(122)和至少一个次要面(72)，随后，‑所述第一板(11)和所述第二板(12)定位成在面向彼此的所述次要面(71)与所述次要面(72)之间留下0.02mm至2mm的间隙(31)，所述第一板(11)和所述第二板(12)的定位限定了垂直于所述第一板(11)和所述第二板(12)的所述主要面的中间平面(51)，随后，‑借助同时在所述主要面(111)和所述主要面(121)上进行熔融和气化，在所述板(11)的边缘区域(61)中去除金属合金层(19)，并且在所述板(12)的边缘区域(62)中去除金属合金层(20)，所述边缘区域(61)和所述边缘区域(62)为所述主要面(111)和所述主要面(121)的最靠近所述中间平面(51)并且位于所述中间平面(51)的两侧的区域。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 IB PCT/IB2014/0006121.一种制备待用于制造焊接钢坯件的板的方法，所述方法包括下面所指出的顺序步骤：-获得至少一预涂覆第一钢板(11)和至少一第二预涂覆钢板(12)，所述至少一第一预涂覆钢板(11)和至少一第二预涂覆钢板(12)由钢基材(25、26)和预涂层(15、16)制成，所述预涂层(15、16)由顶部上设有铝金属或铝合金铝基合金层(19、20)的接触所述钢基材的金属间合金层(17、18)构成，第一板(11)包括主要面(111)、相反的主要面(112)和至少一个次要面(71)，第二板(12)包括主要面(121)、相反的主要面(122)和至少一个次要面(72)，随后，-所述第一板(11)和所述第二板(12)定位成在面向彼此的所述次要面(71)与所述次要面(72)之间留下0.02mm至2mm的间隙(31)，所述第一板(11)和所述第二板(12)的定位限定了垂直于所述第一板(11)和所述第二板(12)的所述主要面的中间平面(51)，随后，-借助同时在所述主要面(111)和所述主要面(121)上进行熔融和气化，在所述板(11)的边缘区域(61)中去除金属合金层(19)，并且在所述板(12)的边缘区域(62)中去除金属合金层(20)，所述边缘区域(61)和所述边缘区域(62)为所述主要面(111)和所述主要面(121)的最靠近所述中间平面(51)并且位于所述中间平面(51)的两侧的区域。2.根据权利要求1所述的方法，其中，这种借助熔融和气化的同时去除通过跨所述中间平面(51)的激光束来执行。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的制备方法，其中，所述边缘区域(61)的宽度和所述边缘区域(62)的宽度为0.25mm至2.5mm。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的制备方法，其中，所述边缘区域(61)的宽度与所述边缘区域(62)的宽度相等。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的制备方法，其中，所述边缘区域(61)的宽度与所述边缘区域(62)的宽度不同。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的制备方法，其中，同时在所述主要面(111)、所述主要面(121)和所述主要面(112)、所述主要面(122)上执行借助熔融和气化的所述去除。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，从所述至少一第一钢板(11)和第二钢板(112)中的每一者的所述边缘区域(61、62)去除各自的金属合金层(19、20)以使其各自的金属间合金层(17、18)留在原位。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的制备方法，其中，所述基材(25、26)具有不同的钢组成。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的制备方法，其中，所述预涂层(15、16)具有不同厚度。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的制备方法，其中，所述预涂层(15、16)的所述金属合金层(19、20)包括以重量百分数表示的8％至11％的硅、2％至4％的铁，组成的余量是铝和不可避免的杂质。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的制备方法，其中，所述间隙(31)大于0.04mm。12.根据权利要求1至10中的任一项所述的制备方法，其中，所述间隙(31)大于0.06mm。13.一种用于制造焊接坯件的方法，其中，获得由根据权利要求1至12中的任一项所述的方法制备的至少一第一板(11)和至少一第二板(12)，并且其中，在所述至少一第一板(11)和至少一第二板(12)上借助熔融和气化的去除操作之后，在借助熔融和气化的去除区域中沿着由所述中间平面(51)限定的平面对所述至少一第一板(11)和至少一第二板(12)执行焊接操作少于一分钟。14.根据权利要求13所述的制造方法，其中，所述焊接操作由至少一激光束(95)来执行。15.根据权利要求13或14中的任一项所述的制造方法，其中，所述焊接操作由两激光束同时执行，一个激光束实现所述主要面(111)和所述主要面(121)的侧边的焊接，另一个激光束实现所述相反的主要面(112)和相反的主要面(122)的侧边的焊接。16.根据权利要求13至15中的任一项所述的制造方法，其中，借助熔融和气化的所述去除由激光束(80)来执行，并且使得能够进行所述去除和所述焊接操作的装置组合成单件设备，所述单件设备相对于所述至少一第一板(11)的相对移位速度与所述单件设备相对于所述至少一第二板(12)的相对移位速度相同。17.根据权利要求14至16中的任一项所述的制造方法，其中，同时使用至少一激光束(95)和一个填充条(82)来执行所述焊接操作。18.根据权利要求14至17中的任一项所述的制造方法，其中，所述去除步骤利用跟踪所述中间平面(51)的装置来引导，其中，限定在时刻t的所述平面(51)的位置的坐标(x-y)由计算机化手段记录，并且用于引导随后执行的所述焊接操作。19.根据权利要求13至16中的任一项所述的制造方法，其特征在于所述去除步骤利用跟踪所述中间平面(51)的第一装置来引导，所述焊接利用跟踪所述中间平面并且独立于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯·施米特，雷内·维耶斯特拉特，尹庆冬，沃尔弗拉姆·埃林，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU