[发明专利]包括用于增加由预涂覆钢板制备的焊接钢部件的焊接金属区的机械强度的附加涂层的所述预涂覆钢板

说明书

本发明主要涉及一种预涂覆钢板，其中，所述预涂覆钢板(1、1’)的相反面(6a、6b)中的至少一个面(6a；6b)的周缘(7)处的至少一个区域涂覆有附加涂层(8)，该附加涂层被选择成用于将激光焊接方法期间预涂层(2)与所述附加涂层(8)之间的蒸气压力增加至预涂层(2)从焊缝(14)喷出的临界压力。优选地，附加涂层(8)的蒸发温度高于预涂层(2)的蒸发温度，并且该附加涂层包含γ相形成元素、如碳和/或镍。本发明还涉及一种通过对如上所述的至少第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板(1、1’)进行激光焊接、优选地进行对接激光焊接而获得的钢部件。

本发明主要涉及预涂覆钢板，该预涂覆钢板包括用于增加由所述预涂覆钢板制备的焊接钢部件的焊接金属区的机械强度的附加涂层。

本发明还涉及用于制造所述预涂覆钢板的方法。

本发明还涉及通过对至少第一预涂覆钢板和至少第二预涂覆钢板进行激光焊接而获得的钢部件，第一预涂覆钢板和第二预涂覆钢板包括用于增加焊接钢部件的焊接金属区的机械强度的附加涂层。

本发明最后涉及用于制造所述钢部件的方法。

现有技术公开了由彼此连续地对接焊接的、具有不同的组成和/或厚度的钢坯件制造焊接钢部件的方法。在第一种已知的制造模式中，这些焊接坯件是冷成型的。在第二种已知的制造模式中，这些焊接坯件被加热至能够使钢奥氏体化的温度并且然后在成型模具中被热成型并快速冷却。本发明涉及第二种制造模式。

钢的组成可以被选择成使得可以进行后续的加热和成型操作并且赋予焊接钢部件高机械强度、高冲击强度和良好的耐腐蚀性。

近年来，含硼压制硬化钢(PHS)由于在压制硬化条件下优异的极限拉伸强度(1500MPa至2000MPa)而受到汽车制造商的关注。由于压制硬化钢的高比强度以及压制硬化钢在部件设计中的高灵活性，其被广泛用于汽车防撞部件比如B柱、A柱和门环。通常，压制硬化钢在原始状态下包括铁素体-珠光体结构，然后当在高温下被奥氏体化时转变为完全马氏体结构，并且随后在压制硬化期间用水冷模具以约30℃/s的临界冷却速率冷却至环境温度。压制硬化钢越来越多地被汽车工业采用，其具有各种形式的耐腐蚀合金涂层比如Al-Si涂层、Zn涂层和Zn-Ni涂层；其中，Al-Si涂层具有较好的耐腐蚀和高温抗氧化能力。

一种用于制造焊接钢部件的已知方法，该方法包括：购买如公开文本EP 971044中所描述的至少两个钢板、对这两个板材进行对接焊接以获得焊接坯件、可选地切割该焊接坯件、然后在进行热成型操作之前加热该焊接坯件以赋予钢部件用于其应用所需的形状。

一种已知的焊接技术是激光光束焊接。与其他焊接技术比如缝焊或弧焊相比，该技术在灵活性、质量和生产率方面具有优势。

然而，在焊接操作期间，包括金属间合金层的铝基预涂层被焊接金属区内的钢基材稀释，该金属间合金层与钢基材接触、顶部是金属合金层，该焊接金属区是在焊接操作期间处于熔融状态并且在该焊接操作之后固化的区，从而在两个板材之间形成结合部。

在预涂层的铝含量范围内，作为基体中的固溶体中的α相元素的铝阻止了在冲压之前的步骤期间发生的向奥氏体的转变。因此，在热成型之后的冷却期间不再可能获得马氏体，并且焊缝含有铁素体。然后，焊接金属区呈现出低于两个相邻的板材的硬度和机械强度的硬度和机械强度，这可能导致焊接区中最终部件的严重失效。

上述热冲压钢的Al基涂层的不利的相互作用和激光焊接操作与第三代Zn基预涂覆冷冲压钢的激光焊接所带来的问题之间存在相似之处。具有非常高的强度和高可成型性的、用于通过冷冲压来制造复杂的结构部件的这样的第三代钢在激光焊接期间经受液态金属脆化。这是由于预涂层的液化锌与基材的残余奥氏体之间的相互作用。