[发明专利]一种用于热冲压成形的拼焊零件制造方法

说明书

本发明公开了一种用于热冲压成形的拼焊零件制造方法，包含以下步骤：（1）对不同厚度、不同材质的裸板进行切割落料，形成单独的料片；（2）将料片拼焊在一起形成拼焊零件；（3）对拼焊零件进行表面清理和处理；（4）使用真空沉积镀工艺将防氧化镀层施加到预处理后的拼焊零件上，形成防氧化薄膜；（5）将施加镀层的拼焊零件加热至奥氏体化温度以上；（6）将加热好的拼焊零件放入模具中，进行热冲压成形。本发明提供的方法应用广泛，得到的拼焊零件焊缝耐腐蚀好。

技术领域

本发明涉及一种用于热冲压成形的拼焊零件制造方法。

背景技术

随着汽车行业节能环保以及强量化的迫切需求，用于安全结构件的热冲压成形钢材料应用越来越广泛。激光拼焊方法根据车身设计的强度和刚度要求，能够将不同厚度、不同材质甚至不同表面状态的钢板焊接在一起，然后进行整体冲压，从而实现降低成本、轻量化和安全性目的。

目前，用于激光拼焊热冲压成形的零件材料可以是带镀层或不带涂层，其中，使用不带涂层的材料（俗称裸板）制作的零件，存在热成型过程中高温氧化的问题，后续需要进一步进行抛丸处理，工序繁琐，工作环境恶劣，且由于没有镀层保护，耐腐蚀较差，难以满足合资品牌汽车主机厂要求。

在现有技术中，带涂层的热成型钢板一般是在热浸方法中被施加到钢基质上的AlSi层，具有在20μm至40μm的范围中的层厚。铝硅镀层热成形材料可有效避免热冲压过程的表面氧化，减少抛丸工序及抛丸工序对零件精度的影响，同时具有优异的防腐性能；但在激光拼焊过程中，铝硅镀层影响焊缝性能，这是因为Al-Si预镀层在激光拼焊过程中可熔入焊缝，形成Fe-Al金属间化合物，导致诱发裂纹，焊缝失效，因此需要在焊接前使用激光去除表面镀层后再进行焊接，焊缝区域的耐蚀性受到一定影响。同时，铝硅镀层热成型钢材料价格昂贵，且其激光焊接工艺具有专利保护，极大地限制了该类型零件的广泛应用。另一方面，由于AiSi镀层厚度较厚，会阻碍钢种H₂释放，导致铝硅镀层热成型钢存在一定的氢脆问题，引发延迟断裂风险。

发明专利申请公布号CN112334266A，公开了一种钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品及钢板的制造方法。该发明是为解决带镀层的热成型钢板焊接位置疲劳强度不佳，耐蚀性不足的问题，需预先使用激光照射焊接部位以去除部分镀层漏出裸露的基板后再进行焊接。尽管该专利通过控制焊接位置镀层以及镀层和基板之间的R角来避免镀层成分在焊接过程中熔入焊缝，影响焊缝疲劳强度。该方法使用带镀层热成型钢原料，经过激光去镀层后再进行焊接作业，操作繁琐，且镀层R角在实际生产过程难以控制。

发明专利申请公布号CN 111360156 A，公开了一种激光拼焊板、激光拼焊板热成型部件及其制备方法。该发明申请提供了一种拼焊板能够将两块或者多块厚度或强度的镀层钢板经过激光拼焊技术焊接连接技术。该方法使用铝硅镀层热成型钢原料，经过激光拼焊焊接在一起，该方法不能避免因镀层熔融导致焊缝的失效问题。

发明专利申请公布号CN112455024A，公开了一种激光拼焊预镀层钢板及其热冲压成形构件。该发明申请通过控制基体钢板的成分和厚度及其预镀层厚度来控制焊缝的成分，使得在激光焊接期间不需要利用额外的辅助手段，从而改善焊缝性能。但方法中，为了获得较好的焊缝力学性能，对预镀层总厚度、基体钢板的厚度、Mn含量、C含量及Al含量都有限制，因此该方法限制了其使用范围。

发明专利申请公开号CN111334775A，公开了一种制造热成型且压硬化的钢板构件用的钢基质及热成型方法。为了改善常规Al-Si镀层对热成型钢基板造成的氢脆问题，该方法提供了使用PVD方法代替常规热浸镀钢卷的方法，同时将Al-Si镀层替换成较薄的其他合金镀层，并进行裁剪和热冲压。但该方法中，使用PVD方式在连续的钢卷上施加防氧化镀层的方法，需要连续的PVD产线，该产线技术复杂，投资巨大，现阶段难以形成完整的工业化生产规模。

发明内容：

针对现有AlSi镀层热成型钢因存在焊接、氢致延迟断裂等问题导致其使用受到限制的现状，本发明提供了一种用于热冲压成形的拼焊零件制造方法。