用于由成形的高强度钢制造焊接构件的方法和用于此目的的构件技术

本发明专利技术涉及一种用于制造焊接构件(1)的方法。为了指定一种方法，采用该方法可以在焊缝区域中实现与在未受影响的基础材料中相仿的机械性能，特别是疲劳强度，优选甚至具有比在基础材料中更高的强度，提出，该方法有以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于由成形的高强度钢制造焊接构件的方法和用于此目的的构件


[0001]本专利技术涉及一种用于制造焊接构件的方法，其中，将由材料厚度至少为1.5mm的高强度钢制成的热轧钢产品成形为构件，然后通过熔焊在构件上产生焊接连接。本专利技术还涉及一种焊接构件，其中，将由材料厚度至少为1.5mm的高强度钢制成的热轧钢产品成形为构件。

技术介绍

[0002]竞争激烈的汽车市场迫使制造商不断寻找解决方案，以降低车辆的油耗，同时保持尽可能高的舒适度和尽可能大的乘员保护。一方面，所有车辆部件的重量减轻起着决定性的作用，但另一方面，在运行中以及在碰撞情况下，在高静态和动态负荷下，单个车身构件和底盘构件的尽量有利的性能也起着决定性的作用。供应商试图通过提供高强度的和超高强度的钢来满足这一需求，这些钢可以减小壁厚，同时在其制造和操作中改善构件性能。因此，此类钢必须例如通过冷成形、焊接和/或表面处理在强度、延展性、韧性、能量吸收、疲劳强度以及操作强度和可加工性方面满足相对较高的要求。
[0003]由于对腐蚀的高要求，这些钢的表面通常必须可施加有相应的例如由锌制成的防腐蚀层，其中，既采用传统的热浸镀锌，又采用高温镀锌。
[0004]过去，板厚相对较大的常规钢、水回火的高强度细晶粒钢或多相钢多用于这一领域的应用。
[0005]使用传统钢的缺点是，构件重量大。替代的超高强度多相钢由于基本硬度高，具有焊接性较差、成形性较差等缺点。水回火钢制造成本高，因此通常不经济。
[0006]如果这些钢例如通过焊接而经过导致焊缝区域的温度超过Ac3(约900℃)的后续热处理，则这些钢将失去其原始强度。在多次热处理的情况下，例如在相应热处理区域中的焊缝相交情况下，这种现象会反复出现，从而使钢材不断地失去强度。
[0007]在高强度多相钢的情况下，这种强度损失在相应的热处理后更加明显，因为如果不控制和加强冷却，当加热超过转变温度Ac3时，原始马氏体相成分就会损失。
[0008]这在动态受力的焊接的底盘构件或底盘部件的情况下尤其不利，因为由此无法再达到根据规范要求的疲劳强度以及操作强度。这些构件可以由钢带或钢板制成，但也可以由焊接的例如高频感应(HFI)焊接的管或无缝管制成。
[0009]因此，在下文中，在本专利技术的意义下，钢带、钢板、焊接管或无缝管被概括为钢产品。
[0010]由于这些原因，空气可硬化钢材料已被开发作为已知钢的替代品，其克服了已知钢的缺点，因为现在仅通过在空气中冷却钢，例如在热处理构件后来实现所需的材料特性。对于这些钢，实现了软退火状态下的良好的冷成形性(例如，在A80：>＝25％情况下，Rp0.2：<420MPa，)与空气硬化状态下成形的构件的高强度和硬度相结合(例如Rm：>800MPa)。热处理例如可以是炉子加热或高温镀锌。
[0011]在由空气硬化钢制成的钢带的情况下，钢在热轧后至少部分地在空气中冷却，特别是在静止空气中，冷却得如此之快，以至于产生空气硬化效应。迄今为止，在现有技术中，需要通过随后的软退火过程，例如在罩式退火炉中或通过均质化退火，获得用于制造成形部件的冷成形性。替代地，如果相应紧密缠绕的卷材缓慢地有时在特殊的隔热罩中冷却，也可以在热轧后保持冷成形性。
[0012]这同样适用于现有技术中无缝制造的热轧管，其在空气冷却和硬化之后经受软退火工艺,以恢复冷成形性。
[0013]公开文献DE 102 21 487 A1公开了空气硬化钢材料在轻型车辆结构中用于模制构件的用途，其主要元素为C(0.09
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0.13％(重量))、Si(0.15
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0.30％(重量))、Mn(1.10
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1.60％(重量))、Cr(1.0
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1.6％(重量))、Mo(0.30
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0.60％(重量))和V(0.12
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0.25％(重量))，剩余的是铁，包括通常的伴生元素。
[0014]使用这种基于Cr
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Mo
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V的合金方案，虽然实现了上述应用领域在空气硬化状态下所需的机械材料性能以及良好的抗回火性和可镀锌性，但这里的缺点是相对较高的Cr含量1.0
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1.6％(重量)，这特别是在通常用于管道制造的HFI焊接的情况下会导致焊缝中出现不希望的碳化铬析出物。在进一步加工焊管时，由于在工作中焊接构件的变形或高机械应力，这些析出物会导致焊缝开裂，从而导致构件过早失效。相对较高的铬含量进一步推高成本。
[0015]专利说明书EP 0 576 107 B1公开了一种具有降低的Cr含量的空气硬化钢，其用于生产无缝制造的非镀锌结构管，例如作为汽车制造中的车门加强管。基于Mn
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Si
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Ti
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B的合金方案具有作为主要元素的C(0.15
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0.30％(重量))、Mn(2.05
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3.35％(重量))、Si(0.50
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0.80％(重量))、Cr(0.5
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1.0％(重量))、Mo(最多0.6％(重量))、Ti(0.01
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0.05％(重量))、B(00015
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0.0035％(重量))和N(0.002
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0.015％(重量))，剩余的是铁和通常的伴生元素。
[0016]这种以无缝管制造而著称的钢的缺点是，在这种合金方案下，由于C和Mn含量相对较高，钢的一般可焊性受到限制，且由于Si含量同样相对较高(按重量计高达0.8％)，热浸镀锌或高温镀锌的能力非常有限。
[0017]研究还表明，特别是通过缺乏钒并不能保证这种已知钢的广泛的抗回火性，因此在例如在高温镀锌中出现的更高的例如≥550℃的温度下，强度降低到明显低于空气硬化钢的要求值。
[0018]众所周知，对于足够的抗回火性来说，特别必要的是，形成足够量的Cr、Mo和/或V碳化物或碳氮化物，其防止高温下由于在晶界上的析出致使滑动位错。这个过程也称为二次硬化。
[0019]由公开文献DE 44 46 709 A1已知将空气硬化钢用于由无缝热加工管制成的结构空心型材，例如用于门加强部件。为此使用一种钢合金，其主要元素为：C(0.17
‑
0.28％(重量))、Mn(1.30
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2.50％(重量))、Si(0.30
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0.49％(重量))、Cr(≤0.49％(重量))、Mo(0.20
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0.40％(重量))、Ni(0.05
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0.19％(重量))、Ti(0.02
‑
0.07％(重量))、B(0.0015
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0.0050％(重量))、Nb(0.01
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0.10％(重量))、V(0.01
‑
0.10％(重量))和N(≤0.01本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造焊接构件(1)的方法，包括以下步骤，特别是仅由以下步骤组成：
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由材料厚度至少为1.5mm的高强度的空气可硬化钢产生热轧的钢产品(2、3)，其中，所述热轧的钢产品(2、3)具有以下化学成分，以质量百分比计：C：0.03～0.4，优选0.06～0.12，特别优选0.08～0.10；Mn：1.0～4.0，优选1.80～2.20，特别优选1.80～2.00；Si：0.09～2.0，优选0.22～0.34，特别优选0.25～0.30；Al：0.02～2.0，优选0.02～0.06，特别优选0.02～0.05；P：<＝0.1，优选≤0.020；S：<＝0.1，优选≤0.010；N：0.001～0.5，优选0.0030～0.0125，特别优选0.0030～0.0080；Ti：0.01～0.2，优选0.010～0.050，特别优选0.020～0.030；Cr：0.05～2.0，优选0.60～1.0，特别优选0.70～0.80；B：0.001～0.1，优选0.0015～0.0060，特别优选0.0025～0.0035；Mo：0.01～1.0，优选0.10～≤0.40，特别优选0.15～0.30；V：0.01～0.2，优选0.05～≤0.09，特别优选0.05～0.08；任选地：Ni：0.02～1.0；Nb：0.01～0.1；剩余的是铁，包括通常的钢伴生元素；
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然后将所产生的热轧的钢产品(2、3)进行空气硬化；以及
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随后将所述热轧的钢产品(2、3)在空气硬化状态下成形为构件；
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通过熔焊在所述构件上产生焊接连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成形是常规的冷板成形工艺，特别是深拉、折叠、滚压成形、弯曲或翻边。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述成形在
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5℃～40℃范围内的温度下发生，优选在15℃～25℃范围内的室温下发生。4.根据权利要求1至3中至少一项所述的方法，其特征在于，作为熔焊工艺，采用金属电弧焊或束焊，特别是激光束焊。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，作为金属电弧焊，采用保护气体焊。6.根据权利要求1至5中至少一项所述的方法，其特征在于，所述热轧的、空气硬化的钢产品(2、3)在成形之前具有优选为450MPa或大于600MPa的最小屈服强度Rp0.2、优选700MPa或大于800MPa的最小抗拉强度Rm和/或至少6％、优选13％的断裂伸长率A5。7.一种焊接构件(1)，其由材料厚度为至少1.5mm的空气硬化的高强度钢制成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼纽拉，
申请(专利权)人：德国沙士基达板材有限公司，
类型：发明
国别省市：