[发明专利]具有改进的接合特性的构件结构的生产方法和构件结构

说明书

本发明涉及一种用于生产由第一构件(102，202，302)和至少一个另一个构件(104，204，304)组成的构件结构的方法，其中该第一构件(102，202，302)与该另一个构件(104，204，304)利用热接合方法连接。达到生产成本低廉的轻质结构的良好碰撞特性和/或抗振强度的目的在这样的方法中解决，使得第一构件(102，202，302)为钢材料复合物，该钢材料复合物包括至少一个较软的层(102a，202a，302a，302d)和一个较硬的层(102b，202b，202c，302b，302c)，其中该较软的层(102a，202a，302a，302d)具有比该较硬的层(102b，202b，202c，302b，302c)更小的材料强度和更高的可成型性，并且接合区域位于第一构件(102，202，302)中的部分至少部分地在该较软的层(102a，202a，302a，302d)中形成。

技术领域

本发明涉及一种用于生产由第一构件和至少一个另一个构件组成的构件结构的方法，其中该第一构件与该另一个构件利用热接合方法连接。此外本发明还涉及一种构件结构，尤其是一种车辆结构或者其用于汽车或者商用车辆的部件。

背景技术

对于不同的材料和材料组合而言，由现有技术中已知用于将单独的构件接合为构件结构的方法。现在，尤其是用于汽车的接合组件极大地面临着轻质构建的压力，以满足在可用资源减少以及经济框架条件限制的同时，对于油耗、CO2排放以及碰撞安全性不断提高的要求。出于此原因，长久以来，使用具有越来越高强度的钢成为趋势。

例如在汽车和商用车辆领域使用热成型构件，以在大于1500MPa的高材料强度同时达到高的几何构件自由度。由此可以满足高的轻质构建要求。

例如，德国公开文件DE 102008022709 A1说明了辊轧包层多层材料复合物在车辆结构中的应用，其中其三个层由钢合金生产。其中中间层由成型性良好的钢合金组成，而外层由较高强度或极高强度的钢合金组成。

然而高材料强度经常不能直接转化为提高的结构性能，因为连接技术，如在焊接工艺中，如电阻点焊，是一个限制性因素。也就是说可以看到，在超高强度钢和具有超过1000MPa强度的热成型钢中，焊接后，也就是说在热量引入和随后的冷却后，通过退火效应在连接处(热量影响区域)的周围中出现了软化区域，该软化区域具有小的强度并且同时具有小的韧性并且因此在碰撞负荷中通常成为开裂的起始点(裂纹起始)。但这会有广泛影响，因为裂纹可以从连接区域延伸至构件中并由此导致结构完整性的完全丧失。这尤其有损构件的碰撞特性和/或抗振强度。相应的研究在德国钢铁应用研究联合会(FOSTA)的研究项目P806“在考虑连接对构件行为的影响情况下对碰撞模拟所进行的超高强度钢上点焊连接的断裂行为的特征化和替代模型化”框架下进行。

如预期那样，应严格避免这种结构行为。该问题例如可以这样处理，即在部分加压硬化的框架内进行设置用于连接的构件法兰的目的性热处理或者通过之后的热处理进行。

替代性可能的还有，结构性处理该问题并将重点区域超尺寸构建，也就是例如设置更宽的构件法兰或者改变焊点的位置或者其数量。

所描述的这些方案总会因为更加复杂的生产方法(例如通过更加复杂的工具、控制等)或者过大的尺寸而导致更高成本和/或过重并因此与低成本轻质构建的目标相矛盾。

发明内容

在此背景下提出了给出这种方法和构件结构的目的，利用该方法和构件结构可以达到生产成本低廉的轻质结构的优良碰撞特性和/或抗振强度。

该目的根据本发明的第一种教导在这种方法中这样解决，即,使得第一构件为钢材料复合物，该钢材料复合物包括至少一个较软的层和一个较硬的层，其中该较软的层具有比该较硬的层更小的材料强度和更高的可成型性，并且接合区域位于第一构件中的部分至少部分地在该较软的层中形成。