[发明专利]加强结构部件

说明书

描述了一种用于制造加强钢结构部件的方法。所述方法包括：提供预先成型的钢结构部件，选择所述预先成型的结构部件的一个或多个加强区，以及将材料局部地沉积在所述加强区上以在所述结构部件的第一侧上建立局部加强件。将材料局部地沉积在所述加强区上包括：将金属填料材料供应到所述加强区，并大体上同时施加激光加热以使得所述金属填料材料熔化并通过使用所述金属填料材料和所述激光加热在所述结构部件的第一侧上绘制特定几何形状来建立加强件。并且所述方法进一步包括：向所述结构部件的一个相对侧上的区域提供冷却。本公开内容还涉及一种用于制造加强钢结构部件的工具，并且涉及使用这样的方法获得的部件。

本申请要求享有于2015年8月4日提交的欧洲专利申请EP15382415.6的权益。

本公开内容涉及用于制造加强结构部件的方法和工具，并涉及通过这些方法获得的结构部件。

背景技术

在例如汽车工业中对减轻重量的需求已经带来对轻质材料以及相关制造工艺和工具的开发和实施。日益增长的对乘员安全的关注也导致采用在碰撞期间改善车辆的整体性同时还改善能量吸收的材料。

从这个意义上说，为了满足轻质构造的标准，常常采用由高强度以及超高强度钢(UHSS)制成的车辆零件。

被称为热成型模具淬火(Hot Forming Die Quenching，HFDQ)的工艺使用硼钢片来建立具有超高强度钢性能的冲压部件，该超高强度钢具有高达1500MPa或2000MPa或甚至更大的拉伸强度。强度的增加允许使用更薄规格的材料，与常规冷冲压低碳钢部件相比节省了重量。

这些钢中的一些(诸如例如，22MnB5钢)被设计成在热处理之后获得一种微观结构，该微观结构给予良好的机械性能。22MnB5有时被提供有铝-硅涂层并且被称为可购自Arcelor Mittal。它是在多种部件中使用的钢的一个实施例，可能涉及所谓的拼焊坯料和拼缝坯料。以铁素体-珠光体相被供应。它是以同质模式分布的细晶粒结构。机械性能与此结构相关。在热成型工艺期间进行热处理之后，建立马氏体微观结构。结果是，最大拉伸强度和屈服强度显著增加。

可以使用HFDQ工艺制造的典型的车辆部件包括：门横梁、保险杆横梁、横向/侧向构件、A/B柱加强件和腰梁加强件。

在典型车辆部件的设计阶段期间执行的模拟可以识别成型部件的需要加强的点或区(zone)(因为使用更轻且更薄的金属片和坯料)，以增加强度和/或刚度。替代地，可以进行重新设计以获得期望的变形行为。

从这个意义上说，存在若干个程序，通过所述若干个程序能够加强或弱化一个部件的一些区域，以通过减小部件的厚度来使应力重新分布并且节省重量。这些已知的用于加强部件的程序例如是在任何成型工艺之前添加焊接加强件的程序。这样的加强件可以是“拼缝件”，其中可以使用若干个坯料的局部或完全重叠，或可以是可以被“边缘到边缘”焊接的不同厚度的坯料或板，即，拼焊坯料(TWB)。因此，理论上可以用最少的材料和最小的厚度(即，重量)来实现结构机械要求。

然而，在这些方法中，涉及另一些制造工艺。附加地，当超高强度钢被热成型时，由于通常被用来防止遭受腐蚀和氧化损害的铝-硅(AlSi)涂层，因此可能出现一些可焊性问题。为了克服这些问题，已知的是，通过激光烧蚀来移除靠近焊接间隙的区域中的涂层的一部分。然而，这代表车辆部件的制造工艺中的又一个附加步骤。

此外，当焊接加强件(拼缝件)被添加到坯料时，发生坯料的局部或完全重叠。这些区域是潜在的腐蚀起始点，原因是重叠的区域保持在下面且不接收例如腐蚀涂层。

此外，根据被成型的部件，可能存在使用焊接加强件是不可能的或至少是难处理的区域，例如，具有高度改变的区域或拐角。通常使用点焊(spot welding)来焊接拼缝件，点焊需要最小的空间来分布点。此外，拼缝件需要最小的尺寸以便被容易地焊接。这可能涉及额外的重量，因为加强件需要具有最小的尺寸以便被焊接而不是具有加强所要求的区域所需的正确尺寸(最小的)。