[发明专利]激光焊接由铝合金制成的整块半成品而无填充焊丝的方法以及相应的结构部件和接合坯件

说明书

本发明涉及一种用于激光焊接由铝合金制成的整块半成品而无填充焊丝的方法，本领域技术人员称为“远程激光焊接”，包括以下步骤：提供至少两个铝合金半成品，其中至少一个为具有以下组成(重量％)的轧制板：Si：2.5‑14，优选2.7‑5.0；Fe：0.05‑0.80，优选0.15‑0.60；Cu：≥0.20，优选≥0.10，以及<0.05，且甚至是<200ppm，以及<100ppm；Mg：0.05‑0.8，优选0.20‑0.40；Mn：≥0.70，优选≥0.30；Cr：<0.35；Ti：0.02‑0.30；Sr至多500ppm；Na至多200ppm；Sb至多0.15％，其他元素各自<0.05且总量<0.15，余量为铝，在条件A下：5.2Fe+1.95Si‑0.5Cu‑Mg≥7.0；焊接铝合金半成品，无填充焊丝，本领域技术人员将该方法称为“远程激光焊接”。

发明领域

本发明涉及用于汽车的通过冲压或挤出形成的部件的领域，特别是通过无填充焊丝的远程激光焊接(即“Remote laser welding”)组装的部件。更具体地，本发明涉及根据“铝业协会(Aluminum Association)”命名的AA6xxx系列的铝合金部件，其中已添加了硬化元素，并且用于冲压制造机动车辆的白车身的内衬部件、结构部件或加强件。

背景技术

在前言中，除非另有说明，在下文中的所有相关铝合金均根据“铝业协会”在定期出版的“登记记录序列(Registration Record Series)”中定义的名称命名。除非另有说明，与合金的化学组成有关的说明均以基于合金总重量计的重量百分比表示；“ppm”是指百万分之重量份。

冶金状态的定义示于欧洲标准EN 515中。

静态拉伸机械特性，即极限强度Rm、在0.2％伸长率下的常规屈服应力Rp_0.2以及断裂伸长率A％，通过根据标准NF EN ISO 6892-1的拉伸试验测定。

铝合金被越来越多地用于制造机动车辆，这是因为使用它们可减轻车辆的重量，并因此减少燃料消耗和温室气体排放。

目前将铝合金板用于制造许多“白车身”部件，包括车身蒙皮部件(或外部车身面板)例如前翼、车顶、发动机罩、汽车行李箱和门的蒙皮，内衬部件例如门、翼、后门和发动机罩的内衬；以及最后是结构部件，例如侧梁、前部挡板、承重地板以及前部、中部和后部脚踏板。

很多蒙皮和内衬部件已使用铝合金板制成。

对于这类应用，需要数个有时是互相矛盾的特性，例如：

-在交货状态T4下高的成形性，特别是对于冲压操作而言；

-在板的交货状态下的受控屈服应力，以控制成形时的弹性回弹，

-在电泳和漆层烘烤后的高机械强度，以在使用中获得良好的机械强度，同时使部件的重量最小化，

-在碰撞的情况下良好的能量吸收能力，

-在用于汽车车身的各种组装工艺(例如点焊、激光焊接、粘接以及甚至是压接(clinchage)或铆接)中良好的性能，

-成品部件的良好的耐腐蚀性，特别是耐晶间腐蚀、应力腐蚀和丝状腐蚀，

-与制造过程中的废物或来自回收车辆的废物的回收要求之间的相容性；

-大批量生产的可接受的成本。

现有技术中不存在这样的整块板的解决方案，其可以通过远程激光焊接而无需添加填充焊丝来组装，并且具有与目前汽车业中所用的铝合金板相似的机械特性、成形性和腐蚀特性。

此外，特别是降低铝合金对开裂的敏感性并且通常可以改善其可焊性的已知解决方案是将硅含量增至2％以上，将镁含量增至5％以上，以及将铜含量增至6％以上(参见图1)。