BR112018012533B1

BR112018012533B1 - Método para preparar uma folha de metal pré-revestida, folha de metal, método para fabricar um bloco bruto soldado e método para fabricar uma peça prensada a quente

Info

Publication number: BR112018012533B1
Application number: BR112018012533-4A
Authority: BR
Inventors: Wolfram Ehling
Original assignee: Arcelormittal
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2021-10-19
Also published as: CA3008072C; EP3393706B1; WO2017109544A1; US20190001438A1; KR102534335B1; JP2019505387A; EP3393706A1; KR102179200B1; WO2017109090A1; UA123015C2; KR20200102534A; RU2700436C1; BR112018012533A2; MX2018007740A; PL3393706T3; CN108472767A; CN108472767B; ES2781431T3; KR20180097577A; MA44363B1

Abstract

este método para preparar uma folha de metal pré-revestida para soldagem da mesma a outra folha de metal pré-revestida compreende as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma folha de metal pré-revestida (1) que compreende um substrato de metal (3) dotado, em pelo menos uma de suas faces (10), de uma camada de pré-revestimento (5), em seguida - remover, em pelo menos uma face (10) da dita folha de metal pré-revestida (1), pelo menos parte da dita camada de pré-revestimento (5) de modo a formar uma zona de remoção (7), sendo que a dita remoção é feita pelo impacto de um feixe de laser (15) na dita camada de pré-revestimento (5), sendo que a etapa de remoção compreende, no decorrer da remoção, o deslocamento relativo do dito feixe de laser (15) em relação à folha de metal (1) em uma direção de avanço (a). durante a remoção, o feixe de laser (15) é inclinado em relação à face (10) da folha de metal (1) de modo que a projeção ortogonal do feixe de laser (15) na dita face (10) da folha de metal (1) é localizada na zona da folha de metal (1) na qual a remoção já foi feita, e o mesmo forma um ângulo de inclinação (a) de entre 12 ° e 50 ° com a direção normal (n) à face (10) da folha de metal (1).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método para preparar uma folha de metal pré-revestida para soldagem da mesma a outra folha de metal pré-revestida, que compreende as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma folha de metal pré-revestida que compreende um substrato de metal dotado, em pelo menos uma de suas faces, de uma camada de pré-revestimento, em seguida - remover, em pelo menos uma face da dita folha de metal pré- revestida, pelo menos parte da dita camada de pré-revestimento de modo a formar uma zona de remoção, sendo que a dita remoção é feita pelo impacto de um feixe de laser na dita camada de pré-revestimento, sendo que a etapa de remoção compreende, no decorrer da remoção, o deslocamento relativo do dito feixe de laser em relação à folha de metal em uma direção de avanço.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O Pedido de Patente EP 2 007 545 descreve um método para fabricar uma peça soldada a partir de uma folha de metal pré-revestida com um pré-revestimento, sendo que o pré-revestimento compreende uma camada de liga intermetálica coberta por uma camada de liga de metal. Durante esse método, antes da soldagem, a fim de limitar a proporção de pré- revestimento derretido durante a soldagem subsequente, na periferia da folha de metal, pelo menos parte do pré-revestimento é removida por ablação com o uso de um feixe de laser, ao mesmo tempo em que retendo pelo menos parte da camada de liga intermetálica de modo a proteger zonas localizadas em qualquer lado da junta de solda de corrosão.

[003] A Publicação KR 10-1346317 descreve um método durante o qual um revestimento à base de alumínio e silício é removido na periferia de uma folha de metal antes da soldagem. O documento KR 10-1346317 ensina a inclinar o cabeçote do laser em relação à vertical por um ângulo compreendido entre 5 ° e 10 ° a fim de impedir que o feixe refletido pela folha de metal atinja a óptica do laser. O documento KR 10-1346317 não especifica em qual lado o cabeçote do laser tem que ser inclinado em relação à direção de deslocamento do laser durante a remoção.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] Começando a partir desses métodos, um objetivo da invenção é fornecer um método para preparar uma folha de metal pré-revestida para soldagem da mesma a outra folha de metal pré-revestida que torna possível obter uma junta de solda que tem propriedades mecânicas satisfatórias para uma duração de ablação reduzida do pré-revestimento.

[005] Para esse fim, a invenção se refere a um método para preparar uma folha de metal pré-revestida como citada acima, no qual, durante a remoção, o feixe de laser é inclinado em relação à face da folha de metal de modo que a projeção ortogonal do feixe de laser na dita face da folha de metal seja localizada na zona da folha de metal na qual a remoção já tenha sido feita, e o mesmo forma um ângulo de inclinação compreendido entre 12 ° e 50 ° com a direção normal à face da folha de metal.

[006] De acordo com características específicas do método: - a camada de pré-revestimento é uma camada de alumínio, uma camada à base de alumínio ou uma camada de liga de alumínio; - a camada de pré-revestimento é uma camada de liga de alumínio que adicionalmente compreende silício; - o ângulo de inclinação do feixe de laser é compreendido entre 15 ° e 45 °; - o ângulo de inclinação do feixe de laser é compreendido entre 20° e 40°; - o ângulo de inclinação do feixe de laser é compreendido entre 25° e 40°; - o ângulo de inclinação do feixe de laser é compreendido entre 25° e 35°; - o feixe de laser é um feixe de laser pulsado; - durante a etapa de remoção, a distância entre a lente de saída do cabeçote de laser e a folha de metal é maior ou igual a 150 mm e, em particular, compreendida entre 150 mm e 250 mm; - a remoção é feita sem sopro de gás; - a remoção é feita sem sucção; - a camada de pré-revestimento compreende uma camada de liga intermetálica coberta por uma camada de liga de metal; - a zona de remoção é completamente livre da camada de liga de metal; - a zona de remoção é formada em uma face inferior da folha de metal; - uma zona de remoção é formada simultaneamente em uma face inferior e em uma face superior da folha de metal; - o substrato de metal é feito a partir de aço; - o aço do substrato compreende, em peso: 0,10% < C < 0,5% 0,5 <Mn < 3% 0,1 < Si < 1% 0,01 < Si < 1% Ti < 0,2% Al < 0,1% S < 0,05% P < 0,1% B < 0,010% sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição; - o aço do substrato compreende, em peso: 0,15% < C < 0,25% 0,8 < Mn < 1,8% 0,1% < Si < 0,35% 0,01 < Cr < 0,5% Ti < 0,1% Al < 0,1% S < 0,05% P < 0,1% B < 0,005% sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição; - o aço do substrato compreende, em peso: 0,040% < C < 0,100% 0,80 < Mn < 2,00% Si < 0,30% S < 0,005% P < 0,030% 0,010% < Al < 0,070% 0,015% < Nb < 0,100% Ti < 0,080% N < 0,009% Cu < 0,100% Ni < 0,100% Cr < 0,100% Mo < 0,100% Ca < 0,006%, sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição; - a microestrutura do dito aço é ferrito-perlítica; - durante a etapa de provisão, duas folhas de metal pré-revestidas são fornecidas e as mesmas são dispostas lado a lado, deixando uma lacuna predeterminada entre as duas folhas de metal pré-revestidas, então, durante a etapa de remoção, pelo menos parte da camada de pré-revestimento é removida simultaneamente de cada uma das duas folhas de metal a fim de formar simultaneamente uma zona de remoção em cada uma das ditas folhas de metal, sendo que o feixe de laser é disposto sobrepondo as duas folhas de metal durante a etapa de remoção. - a zona de remoção é localizada na periferia da folha de metal; - a zona de remoção não é completamente adjacente à borda da folha de metal; - o método compreende adicionalmente, após a etapa de remoção para formar a zona de remoção, corte da folha de metal ao longo de um plano de modo a formar uma folha de metal que compreende, em sua periferia, uma zona livre de pelo menos parte da camada de pré-revestimento.

[007] A invenção também se refere a uma folha de metal que compreende um substrato de metal fornecido, em pelo menos uma de suas faces, com uma camada de pré-revestimento, sendo que a folha de metal compreende, na dita pelo menos uma face, uma zona de remoção em que a camada de pré-revestimento foi removida em parte de sua espessura.

[008] De acordo com características específicas da folha de metal: - na zona de remoção, a variação relativa Δ, considerada ao longo da largura da zona de remoção, da espessura da parte da camada de pré- revestimento que permanece na zona de remoção, definida como a razão entre a diferença entre a espessura de pré-revestimento em meia largura e a espessura de pré-revestimento em um terço da largura considerada a partir da borda da zona de remoção e a espessura do pré-revestimento em meia largura é estritamente maior do que 0% e menor ou igual a 50%. - a camada de pré-revestimento compreende uma camada de liga intermetálica coberta por uma camada de liga de metal; - a zona de remoção é completamente livre da camada de liga de metal; - a zona de remoção é localizada na periferia da folha de metal; - a zona de remoção não é completamente adjacente à borda da folha de metal.

[009] A invenção também se refere a um método para fabricar um bloco bruto soldado, que compreende as seguintes etapas sucessivas: - fornecer pelo menos duas folhas de metal como descrito acima, nas quais a zona de remoção é localizada na periferia da folha de metal ou obtida a partir de pelo menos uma folha de metal na qual a zona de remoção não é completamente adjacente à borda da folha de metal, cortando-se na zona de remoção de modo a obter uma folha de metal que compreende, em sua periferia, uma zona livre de pelo menos parte da camada de pré- revestimento ou fabricada com o uso do método de fabricação supramencionado, em seguida - soldar de topo a topo essas duas folhas de metal, sendo que a conexão soldada é feita na borda que compreende a zona de remoção.

[010] De acordo com características particulares desse método, as duas folhas de metal soldadas de topo a topo têm espessuras diferentes.

[011] A invenção também se refere a um método para fabricar uma peça prensada a quente que compreende as seguintes etapas sucessivas: - fornecer um bloco bruto soldado obtido com o uso do método como descrito acima, em seguida - aquecer o dito bloco bruto soldado de modo a proporcionar uma estrutura parcial ou totalmente austenítica para os substratos das folhas de metal que constituem o dito bloco bruto, em seguida - moldar por prensagem a quente o dito bloco bruto para obter uma peça prensada a quente; - resfriar a peça com uma velocidade capaz de dotar a mesma de propriedades mecânicas almejadas.

[012] De acordo com características particulares desse método, a velocidade de resfriamento é maior do que a velocidade crítica de resfriamento para obtenção de martensita do aço do substrato das ditas pelo menos duas folhas de metal ou o aço do substrato da dita pelo menos uma folha de metal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[013] A invenção será mais bem entendida mediante a leitura da descrição a seguir, fornecida unicamente como um exemplo, e feita em referência às Figuras anexas, nas quais: - A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma folha de metal pré-revestida inicial; - A Figura 2 é uma ilustração esquemática de uma folha de metal obtida com o uso do método de preparação; - A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma folha de metal de acordo com uma alternativa; - A Figura 4 é uma ilustração esquemática da remoção, isto é, etapa de ablação do método de produção, - A Figura 5 é um gráfico que mostra a velocidade de tratamento como uma função do ângulo de inclinação do feixe de laser; - A Figura 6 é uma vista esquemática transversal da geometria da zona de ablação, obtida sob condições da invenção quando o feixe de laser é inclinado com um ângulo α compreendido entre 25 ° e 50 °; e - A Figura 7 é uma ilustração em perspectiva esquemática da etapa de remoção do método de produção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[014] A invenção se refere a um método para preparar uma folha de metal pré-revestida para a soldagem da mesma a outra parte, em particular a uma segunda folha de metal pré-revestida produzida de modo similar.

[015] O método de acordo com a invenção compreende: - fornecer uma folha de metal pré-revestida inicial 1 que compreende um substrato de metal 3 que suporta, em pelo menos uma de suas faces, uma camada de pré-revestimento 5; e - remover, em pelo menos uma face 10 da dita folha de metal pré- revestida inicial, pelo menos parte da dita camada de pré-revestimento 5.

[016] A Figura 1 mostra um exemplo de uma folha de metal pré- revestida inicial 1 fornecida na etapa de provisão do método de acordo com a invenção.

[017] No contexto da presente invenção, a expressão “folha de metal” deve ser compreendido amplamente e, em particular, se refere a qualquer tira ou qualquer objeto obtido cortando-se a partir de uma tira, bobina ou folha. No caso particular ilustrado na Figura 1, essa folha de metal 1 inclui duas faces 10 e quatro bordas 13. No entanto, a invenção não é limitada a essa geometria particular.

[018] Conforme ilustrado na Figura 1, a folha de metal pré- revestida 1 compreende um substrato de metal 3 que suporta, em pelo menos uma de suas faces, uma camada de pré-revestimento 5 sobreposta no substrato 3 e em contato com o mesmo.

[019] O substrato 3 é, vantajosamente, um substrato feito de aço.

[020] O aço do substrato 3 é, mais particularmente, um aço cuja microestrutura é ferrito-perlítica.

[021] O substrato 3 é, vantajosamente, um aço para tratamento térmico, em particular um aço endurecível por prensagem, e em particular um aço à base de manganês e boro, tal como um aço do tipo 22MnB5.

[022] De acordo com uma realização, o aço do substrato 3 compreende, em peso: 0,10% < C < 0,5% 0,5 <Mn < 3% 0,1 < Si < 1% 0,01 < Si < 1% Ti < 0,2% Al < 0,1% S < 0,05% P < 0,1% B < 0,010% sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição. Mais particularmente, o aço do substrato 3 compreende, em peso: 0,15% < C < 0,25% 0,8 < Mn < 1,8% 0,1% < Si < 0,35% 0,01 < Cr < 0,5% Ti < 0,1% Al < 0,1% S < 0,05% P < 0,1% B < 0,005% sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição. Alternativamente, o aço do substrato 3 compreende, em peso: 0,040% < C < 0,100% 0,80 <Mn < 2,00% Si < 0,30% S < 0,005% P < 0,030% 0,010% < Al < 0,070% 0,015% < Nb < 0,100% Ti < 0,080% N < 0,009% Cu < 0,100% Ni < 0,100% Cr < 0,100% Mo < 0,100% Ca < 0,006%, sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição.

[023] Como um exemplo, o substrato de metal 3 é obtido, dependendo da espessura desejada, por laminação a quente, ou por laminação a frio seguida por recozimento, ou por qualquer outro método de produção apropriado.

[024] O substrato 3, vantajosamente, tem uma espessura compreendida entre 0,5 mm e 4 mm, e em particular igual à cerca de 1,5 mm.

[025] A camada de pré-revestimento 5 é uma camada obtida por mergulho, isto é, por imersão em um banho de metal fundido. A mesma compreende uma camada de liga intermetálica 9 em contato com o substrato 3 coberta por uma camada de liga de metal 11.

[026] A camada de liga intermetálica 9 resulta da reação entre o substrato 3 e o metal fundido do banho. Essa camada de liga intermetálica 9 compreende um composto intermetálico que compreende pelo menos um elemento da camada de liga de metal 11 e pelo menos um elemento do substrato 3. Sua espessura é, em geral, cerca de diversos micrômetros. Em particular, sua espessura média é, tipicamente, compreendida entre 2 e 7 micrômetros.

[027] A camada de liga de metal 11 tem uma composição muito próxima à composição do metal fundido do banho. A mesma resulta do arrasto de parte do metal fundido a partir do banho pela tira durante seu deslocamento através do banho. Sua espessura é controlada com o uso de elementos de controle apropriados, dispostos na saída do banho e, em particular, com o uso de jatos de gás e, em particular, jatos de ar ou nitrogênio. A mesma, por exemplo, tem uma espessura média compreendida entre 19 μm e 33 μm ou uma espessura média compreendida entre 10 μm e 20 μm.

[028] A camada de pré-revestimento 5 é, mais particularmente, uma camada de alumínio, uma camada de liga de alumínio ou uma camada à base de liga de alumínio. Nesse caso, a camada de liga intermetálica 9 compreende compostos intermetálicos de tipo Fex-Aly, e, em particular, Fe2Al5.

[029] “Liga de alumínio” se refere a uma liga que compreende mais do que 50% em peso de alumínio.

[030] “Liga à base de alumínio” significa uma liga na qual alumínio é o componente majoritário em peso.

[031] De acordo com uma realização, a camada de pré- revestimento 5 é uma camada de liga de alumínio que adicionalmente compreende silício. Como um exemplo, a camada de liga de metal 11 compreende, em peso: - 8% < Si < 11% - 2% < Si < 4%, sendo que o resíduo é alumínio e possíveis impurezas.

[032] A estrutura particular das camadas do pré-revestimento 5 obtido por aplicação por imersão é descrita, em particular, no Pedido de Patente EP 2 007 545.

[033] Vantajosamente, e conforme mostrado na Figura 1, o substrato 3 é dotado dessa camada de pré-revestimento 5 em cada uma de suas duas faces 10.

[034] Vantajosamente, a folha de metal pré-revestida inicial 1 é obtida cortando-se, em particular, por cisalhamento ou corte a laser, a partir de uma tira pré-revestida que tem as propriedades mencionadas acima.

[035] Em seguida à etapa de provisão, o método de acordo com a invenção compreende remover, em pelo menos uma face 10 da dita folha de metal pré-revestida inicial 1, pelo menos parte da dita camada de pré- revestimento 5 em uma zona de remoção 7.

[036] A Figura 2 ilustra uma folha de metal obtida após a remoção.

[037] No exemplo ilustrado na Figura 2, a zona de remoção 7 é localizada na periferia 6 da folha de metal pré-revestida inicial 1.

[038] Vantajosamente, durante essa etapa, a camada de liga de metal 11 é completamente removida.

[039] A remoção de pelo menos parte da camada de pré- revestimento 5 é vantajosa. Consequentemente, sem remoção, durante a soldagem da folha de metal pré-revestida à outra folha de metal, parte da camada de pré-revestimento 5 é diluída com o substrato 3 dentro da zona fundida, a qual é a zona trazida para o estado líquido durante a operação de soldagem e que solidifica após essa operação de soldagem enquanto forma a conexão entre as duas folhas de metal.

[040] Dois fenômenos podem, então, ocorrer: - de acordo com um primeiro fenômeno, um aumento no conteúdo de alumínio no metal fundido, que resulta a partir da diluição de uma parte do pré-revestimento dentro dessa zona, leva à formação de compostos intermetálicos. Esses podem ser locais de início de fratura em caso de tensão mecânica. - de acordo com um segundo fenômeno, o elemento de gene alfa de alumínio em solução sólida na zona fundida, atrasa a transformação em austenita dessa zona durante a etapa de aquecimento que precede a moldagem por prensagem a quente. Então, não é mais possível obter, na zona fundida, uma estrutura completamente resfriada bruscamente após o resfriamento que segue a moldagem a quente, e a junta de solda inclui ferrita. A zona fundida, então, tem uma dureza e resistência mecânica à tensão inferiores às duas folhas de metal adjacentes.

[041] No contexto do método de preparação de acordo com a invenção, portanto é desejado reduzir a quantidade de elementos da camada de pré-revestimento 5 que podem entrar na zona fundida e influenciar negativamente suas propriedades mecânicas.

[042] Os inventores da presente invenção constataram que resultados satisfatórios são obtidos em termos de propriedades mecânicas da junta de solda quando, para uma camada à base de alumínio de pré- revestimento 5, no fim da etapa de remoção, a parte da camada de pré- revestimento 5 que permanece tem uma espessura média no máximo igual à cerca de 5 μm. Em vista da espessura média da camada de liga intermetálica 9, tipicamente, obtida durante revestimento por imersão de um aço folha de metal com um pré-revestimento à base de alumínio, essa espessura corresponde a um remoção completa da camada de liga de metal 11 e para uma remoção possivelmente parcial da camada de liga intermetálica 9.

[043] Preferencialmente, durante essa etapa de remoção, a camada de liga intermetálica 9 é deixada permanecer, pelo menos parcialmente, sobre a superfície inteira da zona de remoção 7. Vantajosamente, no fim dessa etapa, uma camada de liga intermetálica 9 permanece com uma espessura pelo menos igual a 1 μm.

[044] É vantajosa que pelo menos parte da camada de liga intermetálica 11 permaneça na zona de remoção 7. Consequentemente, na prática, a fim considerar quaisquer flutuações na largura da zona fundida durante a operação de soldagem, a largura da zona de remoção 7 é maior do que a largura da zona fundida durante a soldagem. Portanto, após a operação de soldagem, em ambos os lados da junta de solda permanecem regiões nas quais a camada de pré-revestimento 5 foi removida pelo menos parcialmente. Ainda é um propósito da camada à base de alumínio de pré-revestimento 5 proteger a folha de metal 1 de corrosão após moldagem por prensagem a quente da junta de solda. Estudos mostraram que, nessas regiões da zona de remoção 7 adjacentes à junta de solda, ter pelo menos parte da camada de liga intermetálica 9 que permanece sobre a superfície inteira dessas regiões torna possível transmitir suficiente proteção contra corrosão ao conjunto soldado.

[045] Em particular, uma camada de liga intermetálica com uma espessura pelo menos igual a 1 μm em todos os pontos da zona 7 é deixada na zona de remoção 7 a fim de fornecer resistência a corrosão satisfatória ao conjunto soldado nas regiões adjacentes à junta de solda.

[046] Alternativamente, é possível remover completamente a camada de liga intermetálica 11 na zona de remoção 7 em casos em que resistência a corrosão é menor crítica.

[047] De acordo com a invenção, a remoção pelo menos parcial da camada de pré-revestimento 5 é feita com o uso de um feixe de laser 15 que atinge a camada de pré-revestimento 5.

[048] As Figuras 4 a 6 mostram esquematicamente, em vista lateral, a etapa de remoção com o uso de um feixe de laser 15.

[049] O feixe de laser 15 é emitido por um cabeçote de laser 17.

[050] A etapa de remoção compreende, no decorrer da remoção, o deslocamento relativo do feixe de laser 15 em relação à folha de metal 1 em uma direção de avanço de laser designada A. Essa direção de avanço é ilustrada por setas nas figuras 4 e 6.

[051] O deslocamento relativo do feixe de laser 15 na direção de avanço A por exemplo, corresponde a: - um deslocamento do feixe de laser 15 na direção A, em que a folha de metal 1 permanece estacionária; ou - um deslocamento da folha de metal 15 na direção oposta a A, em que o feixe de laser 15 permanece estacionário; ou - um deslocamento tanto do feixe de laser 15 ao longo de A quanto da folha de metal 1 na direção oposta a A.

[052] Como um exemplo, durante a etapa de remoção, um feixe de laser 15 que tem as características a seguir é usado:

[053] O feixe de laser 15, vantajosamente, tem um corte transversal retangular ou quadrado.

[054] Como um exemplo, o feixe de laser 15 produz, na face 10 da folha de metal 1 a ser tratada, um ponto focal com uma área de superfície compreendida entre 0,4 mm2 e 3 mm2, e, vantajosamente, compreendido entre 0,7 mm2 e 1,5 mm2.

[055] O laser é, preferencialmente, um laser pulsado, por exemplo, um laser do tipo Q-comutado, um laser de fibra pulsado ou um laser de diodo pulsado.

[056] A duração do pulso é da ordem de nanossegundo. A mesma é, em particular, compreendida entre 1 ns e 300 ns, e, preferencialmente, entre 10 ns e 150 ns, ainda mais preferencialmente, entre 30 ns e 80 ns.

[057] A potência nominal do feixe de laser 15 é, em particular, compreendida entre 200 W e 1,7 kW, e, preferencialmente, entre 400 W e 1,7 kW.

[058] Preferencialmente, durante a etapa de remoção, a distância de trabalho, que corresponde à distância entre a lente de saída do cabeçote de laser 17 e a face 10 a ser tratada da folha de metal 1, é maior ou igual a 150 mm.

[059] Consequentemente, durante a etapa de remoção, as projeções que resultam da ablação pelo feixe de laser 15 são projetadas para uma altura menor ou igual a 100 mm em relação à face 10 que é tratada. Essa altura de projeção é até mesmo menor ou igual a 50 mm para a maior parte das projeções. Consequentemente, uma distância de trabalho maior ou igual a 150 mm torna possível evitar qualquer risco de poluição das lentes do cabeçote de laser por quaisquer projeções que resultem a partir da ablação pelo feixe de laser 15. Será observado que projeções em elementos do cabeçote de laser 17 localizadas entre a lente de saída e a face 10 que é tratada e, em particular, em quaisquer elementos de proteção, que se destinam a proteger a lente de saída de projeções, não apresentem problemas no contexto do método de acordo com a invenção.

[060] Vantajosamente, essa distância de trabalho é compreendida entre 150 mm e 250 mm.

[061] Consequentemente, o uso de uma distância de trabalho maior do que 250 mm, em particular, resulta em aumento significativo dos custos da etapa de remoção, uma vez que o mesmo exige o uso, na óptica do laser, de lentes não padronizadas, e, em particular, maiores do que as lentes, tipicamente, usadas, bem como um número maior de lentes do que o número de lentes necessário quando a distância de trabalho é compreendida na faixa indicada acima.

[062] Preferencialmente, essa distância de trabalho é compreendida entre 190 mm e 215 mm.

[063] De acordo com a invenção, durante a etapa de remoção, o feixe de laser 15 é orientado de uma maneira específica em relação à folha de metal 1.

[064] A orientação específica do feixe de laser 15 durante a etapa de remoção é ilustrada esquematicamente na Figura 4.

[065] As Figuras 1 a 6 foram dotadas de um sistema de coordenadas (x, y, z) a fim de facilitar a descrição das orientações doravante. Como pode ser visto, o eixo geométrico x desse sistema de coordenadas é orientado na direção de avanço A do feixe de laser 15. O eixo geométrico z do sistema de coordenadas é orientado ao longo da espessura da folha de metal 1 ao mesmo tempo em que é orientado começando a partir da metade da espessura do substrato 3 em direção à superfície de ablação, isto é, ascendente no caso em que a ablação é feita na face superior 10 da folha de metal 1 e descendente quando a ablação é feita na face inferior 10 da folha de metal 1. O eixo geométrico y do sistema de coordenadas é ortogonal aos eixos geométricos x e z, ao mesmo tempo em que é orientado de modo a formar um sistema de coordenadas diretas com esses dois eixos geométricos x, z.

[066] A face inferior 10 é a face orientada para baixo durante a implantação da etapa de remoção. A face superior 10 é a face orientada para cima durante a implantação da etapa de remoção.

[067] Conforme ilustrado na Figura 4, durante a remoção, o feixe de laser 15 é inclinado por um ângulo de inclinação α em relação à normal N à face 10 da folha de metal 1 na qual a remoção é feita, sendo que a dita normal N é tomada na zona da folha de metal 1 na qual a remoção já foi feita. Esse ângulo α é o ângulo entre o eixo geométrico L do feixe de laser 15 e a normal N à face 10 da folha de metal 1 na qual a remoção é feita, sendo que a dita normal N é tomada na zona da folha de metal 1 na qual a remoção já foi feita.

[068] Esse ângulo de inclinação α é um ângulo agudo. Um ângulo agudo se refere a um ângulo compreendido estritamente entre 0 ° e 90 °, sendo que os limites são excluídos.

[069] O feixe de laser 15 é adicionalmente inclinado de modo que a projeção ortogonal do eixo geométrico do feixe de laser 15 na face 10 da folha de metal 1 que é tratada seja localizada na zona da folha de metal 1 na qual a remoção já foi feita. Assim, o feixe de laser 15 é emitido para a frente na direção de avanço A em direção à face 10 da folha de metal 1 a ser tratada. Em outras palavras, o cabeçote de emissão 17 do dito feixe de laser 15 é localizado na traseira, na direção de avanço A, da zona de impacto do feixe de laser 15 na folha de metal 1.

[070] Conforme ilustrado nas figuras 3 e 4, o feixe de laser 15 forma um ângulo obtuso com a zona da face 10 da folha de metal 1 localizada a jusante da zona de impacto do feixe de laser 15 na direção de avanço A, isto é, com a região da folha de metal ainda a ser tratada, e um ângulo agudo com a zona da face 10 da folha de metal a montante da zona de impacto do feixe de laser 15, isto é, com a região da folha de metal ainda a ser tratada.

[071] Será observado que o eixo geométrico L do feixe de laser 15 é compreendido completamente em um plano normal à face 10 da folha de metal 1 que é tratada e que compreende a direção de avanço A.

[072] De acordo com a invenção, o ângulo de inclinação α é compreendido entre 12 ° e 50 °.

[073] No contexto da presente invenção, para um dado ângulo de inclinação α do feixe de laser 15, Vm é definido como a velocidade de avanço do feixe de laser 15 para a qual a camada inteira de liga de metal 11 é removida, deixando em seu lugar a camada inteira de liga intermetálica 9. Assim, para velocidades de avanço estritamente maiores do que Vm, partes da dita camada de liga de metal 11 permanecem na zona 7.

[074] Os inventores da presente invenção observaram, surpreendentemente, que quando o feixe de laser 15 é inclinado pela orientação descrita acima durante a remoção, com um ângulo de inclinação α compreendido entre 12 ° e 50 °, a velocidade Vm(α) é maior por pelo menos 15% do que seu valor para um ângulo α igual a 0 ° (designado por Vm(0 °)), isto é, para um feixe de laser 15 substancialmente perpendicular à face 10 que é tratada. O ângulo α, portanto, é definido em relação à direção N, normal em relação à face da folha de metal 1, como indicado na Figura 4.

[075] Esses resultados são ilustrados na Figura 5, a qual mostra a evolução da razão VM(α)/V(0 °) como uma função do ângulo de inclinação α obtida através de experimentos feitos pelos inventores, a qual será explicada em mais detalhes doravante.

[076] Assim, a orientação supramencionada é vantajosa, uma vez que a mesma torna possível implantar uma velocidade de avanço do feixe de laser 15 pelo menos 15% maior do que a velocidade Vm admissível no caso convencional, no qual o feixe de laser é orientado perpendicular à face 10 a ser tratada, ao mesmo tempo em que obtém um resultado de qualidade pelo menos idêntica em termos de qualidade de remoção. Ainda esse aumento na velocidade de avanço resulta em uma redução na duração de tratamento da folha de metal 1 e, portanto, em um aumento na eficácia do método, a qual também resulta em custos de produção reduzidos.

[077] Vantajosamente, o ângulo de inclinação α é compreendido entre 15 ° e 45 °. Consequentemente, os inventores da presente invenção observaram que, nessa faixa de ângulos de inclinação α, a velocidade Vm(α) é pelo menos 25% maior do que seu valor para um ângulo α igual a 0 °, isto é, para um feixe de laser 15 substancialmente perpendicular à face 10 da folha de metal 1 que é tratada. Essa faixa preferencial é mais vantajosa, uma vez que a mesma permite uma redução ainda maior na duração de tratamento da folha de metal 1.

[078] Ainda mais vantajosamente, o ângulo de inclinação α é compreendido entre 20 ° e 40 °. Consequentemente, os inventores da presente invenção observaram que, nessa faixa de ângulos de inclinação α, a velocidade Vm(α) é pelo menos 40% maior do que seu valor para um ângulo α igual a 0 °, isto é, para um feixe de laser 15 substancialmente perpendicular à face 10 da folha de metal 1 que é tratada. Essa faixa preferencial é ainda mais vantajosa, uma vez que a mesma permite uma redução ainda maior na duração de tratamento da folha de metal 1.

[079] Esses resultados também são ilustrados na Figura 5.

[080] Ainda mais vantajosamente, o ângulo de inclinação α é compreendido entre 25° e 35°. Consequentemente, conforme ilustrado na Figura 5, nessa faixa de ângulos de inclinação α, a velocidade Vm(α) é pelo menos 75% maior do que seu valor para um ângulo α igual a 0 °, isto é, para um feixe de laser 15 substancialmente perpendicular à face 10 da folha de metal 1 que é tratada. Essa faixa preferencial é ainda mais vantajosa, uma vez que a mesma permite uma redução ainda maior na duração de tratamento da folha de metal 1.

[081] Como mostrado na Figura 5, para ângulos de inclinação α compreendidos entre 30 ° e 35 °, a velocidade Vm(α) é igual a duas vezes seu valor para um ângulo α igual a 0 °.

[082] De acordo com uma realização, para realizar a remoção, uma velocidade é escolhida aproximadamente igual a Vm de modo que a camada de liga de metal 11 seja de modo substancial completamente removida na zona de remoção 7 e a camada de liga intermetálica 9 permaneça intacta.

[083] Alternativamente, uma velocidade de avanço do feixe de laser 15 é escolhida inferior à Vm de modo a remover a camada de liga intermetálica 9 pelo menos parcialmente sobre a superfície inteira da zona de remoção 7. Nesse caso, a inclinação do feixe de laser 15 na faixa descrita acima torna possível escolher uma velocidade de avanço estritamente maior do que a velocidade de avanço para um feixe de laser 15 normal à face 10 a ser tratada para um resultado de remoção que é pelo menos idêntico.

[084] No fim da etapa de remoção, é obtida uma folha de metal 1' preparada conforme ilustrado esquematicamente na Figura 2. Essa folha de metal 1' tem as características a seguir.

[085] A mesma compreende um substrato de metal 3 revestido, em pelo menos uma de suas faces 10, com uma camada de pré-revestimento 5 como definido previamente, e tem, em sua periferia 6, uma zona de remoção 7 livre de pelo menos parte da camada de pré-revestimento 5.

[086] A folha de metal 1'é destinada a ser disposta ao lado de outra folha de metal, então, a ser soldada de topo a topo ao longo de um plano definido pela borda 13 da folha de metal 1 localizada na zona 7.

[087] A zona 7 por exemplo, tem uma largura compreendida entre 0,8 mm e 3 mm, e em particular entre 0,8 mm e 2 mm. A mesma se estende ao longo de pelo menos uma borda 13 da folha de metal 1.

[088] No exemplo ilustrado na Figura 2, a camada de liga de metal 9 foi completamente removida da zona 7, ao mesmo tempo em que retendo pelo menos parte da camada de liga intermetálica 11 sobre a superfície inteira da zona 7. Mais particularmente, a camada de liga intermetálica 11 permanece intacta na zona 7. Nesse caso, foi usada uma velocidade de avanço igual a Vm durante a etapa de remoção.

[089] Alternativamente, a camada de liga de metal 9 é removida completamente na zona 7 e a camada de liga intermetálica 11 é removida parcialmente sobre a superfície inteira da zona 7.

[090] De acordo com outra alternativa, a camada de liga de metal 9 é removida completamente na zona 7 e a camada de liga intermetálica 11 é removida completamente sobre a superfície inteira da zona 7.

[091] No exemplo ilustrado na Figura 2, a zona de remoção 7 se estende na periferia da folha de metal 6. Assim, a mesma se estende em uma zona imediatamente adjacente à borda 13 da folha de metal. Nesse exemplo, a mesma se estende paralela à borda 13 sobre a largura inteira da dita borda 13.

[092] De acordo com uma alternativa ilustrada na Figura 3, a zona de remoção 7 é localizada em uma zona não completamente adjacente à borda 13 da folha de metal pré-revestida. Como um exemplo, a mesma se estende paralela à borda 13 da folha de metal sobre a largura inteira da dita borda 13, em uma distância não nula predeterminada a partir da dita borda.

[093] De acordo com essa alternativa, a folha de metal 1” obtida dessa forma é em seguida cortada ao longo de um plano axial 20 perpendicular à mesma e que cruza a zona de remoção 7, em particular no centro da mesma. Esse corte é, por exemplo, feito por incisão ou corte a laser. Uma folha de metal 1' conforme mostrado na Figura 2 é, então, obtida.

[094] Como um exemplo, de acordo com a alternativa, o plano axial supramencionado 20 passa através do centro da zona de remoção 7, e a largura da zona de remoção 7 é 20% a 40% maior do que a largura da zona fundida que seria obtida por uma operação de soldagem realizada ao longo do plano axial supramencionado 20. Vantajosamente, a largura da zona de remoção 7 é escolhida de modo que após uma operação de soldagem feita ao longo do plano axial supramencionado 20, pelo menos 0,1 mm da zona de remoção 7 permaneça em cada lado da zona fundida, considerada ao longo da largura da zona de remoção 7.

[095] Alternativamente, a largura da zona de remoção 7 é compreendida entre 0,4 mm e 30 mm. O valor mínimo de 0,4 mm corresponde a uma largura que torne possível produzir, após corte ao longo do plano axial 20, duas folhas de metal que tem uma zona de remoção muito estreita de 0,2 mm em cada uma das duas folhas de metal. O valor de 30 mm corresponde a uma largura de remoção bem adequada a ferramentas industriais para essa remoção. O corte subsequente pode ser feito, não no plano axial 20 localizado no centro da zona de remoção, mas em uma localização adequada de modo a obter uma folha de metal cuja largura de remoção é ligeiramente maior do que a meia largura da zona fundida obtida por uma operação de soldagem, definida pelas condições da invenção.

[096] Quando a folha de metal pré-revestida 1 tem uma camada de pré-revestimento 5 em cada uma de suas faces, a etapa de remoção é, vantajosamente, realizada em cada uma de suas faces, sucessiva ou de modo substancialmente simultâneo, com um respectivo cabeçote de ablação a laser 17.

[097] Nesse caso, a folha de metal 1 tem uma zona de remoção 7 como previamente definido em cada uma de suas faces 10, essas zonas de remoção 7 que, vantajosamente, são localizadas uma em frente à outra ao longo da normal N à folha de metal 1'.

[098] De acordo com uma realização, a etapa de remoção do método para produzir uma folha de metal pré-revestida descrita acima é realizada sem sopro de gás e/ou sem sucção. Consequentemente, o uso de sopro e/ou sucção em conjunto com uma inclinação do feixe de laser 15 como descrito acima corre o risco de reduzir a estabilidade de um método de remoção. Em particular, a sucção e sopro sendo feitos em direções específicas, mesmo um pequeno erro no posicionamento do bocal de sopro ou do bocal de sucção corre o risco de resultar em uma ausência de ablação, pelo menos localizada, para velocidades de ablação maiores do que Vm(0).

[099] No contexto da presente invenção, os inventores realizaram os experimentos a seguir, os quais permitiram que os mesmos obtivessem a curva ilustrada na Figura 5 supramencionada.

[0100] Os mesmos iniciaram a partir de folhas de metal 1 cortadas a partir de uma tira de aço pré-revestida por revestimento por imersão em um banho fundido de uma liga de alumínio que compreende 9,3% de silício e 2,8% de ferro, sendo que o resíduo é alumínio e impurezas inevitáveis. Essas folhas de metal compreendem, em cada uma de suas faces, uma camada de pré- revestimento 5 que compreende uma camada de uma liga intermetálica 9 que compreende uma maior parte de Fe2AI3, Fe2AI5 e FexAIySiz com uma espessura aproximadamente igual a 5 micrômetros em contato com o substrato de aço 3, coberto por uma camada 11 de liga de metal de Al-Si com uma espessura média aproximadamente igual a 24 micrômetros.

[0101] O substrato 3 tem a composição a seguir, em porcentagem em peso:

[0102] A camada de liga de metal 11 foi removida a seguir com o uso de um feixe de laser sobre uma largura de cerca de 1,5 mm a partir da borda 13 das folhas de metal 1 com o uso de um feixe de laser 15 orientado em ângulos de inclinação α diferentes, ao mesmo tempo em que deixando a camada de liga intermetálica 9 intacta.

[0103] A remoção foi feita com o uso de um laser de fibra pulsado com uma energia nominal de 1000 W que entrega pulsos em uma frequência de 10 kHz e produz um ponto focal de cerca de 1 mm2. A duração do pulso é aproximadamente igual a 70 ns.

[0104] Para cada ângulo de inclinação α, a velocidade correspondente Vm foi medida.

[0105] Esses experimentos tornaram possível obter a curva de A Figura 5, já previamente analisada.

[0106] Resultados similares foram obtidos pelos inventores com outras composições de substratos 3 e, em particular, substratos 3 que têm a composição seguir, em % em peso: : 0,04% < C < 0,1%, 0,3% < Mn < 2%, Si <0,3%, Ti < 0,08%, 0,015% <Nb <0,1%, Al < 0,1%, S < 0,05%, P < 0,1%, Cu, Ni, Cr, Mo, menores do que 0,1%, sendo que o resíduo é ferro e impurezas inevitáveis que resultam da fabricação, bem como com os substratos 3 como especificados acima, revestidos com uma camada de pré-revestimento 5 que tem a composição mencionada acima, mas cuja espessura total da camada de pré-revestimento é cerca de 35 micrômetros.

[0107] Resultados similares também foram obtidos pelos inventores com lasers do tipo Q-comutado.

[0108] Será observado que a curva de A Figura 5 também ilustra que o efeito técnico vantajoso obtido pela invenção não é obtido quando o feixe de laser 15 é inclinado de modo que sua projeção ortogonal na face 10 que é tratada é na zona da face 10 que permanece a ser tratada e não na zona dessa face já tratada, que corresponde a ângulos negativos de inclinação α.

[0109] Sem querer ser limitado por uma teoria, os inventores da presente invenção propõem a seguinte explicação para os efeitos vantajosos observados da inclinação do feixe de laser. Os mesmos constataram que o impacto do feixe de laser 15 na camada de pré-revestimento 5 resulta em uma explosão do pré-revestimento em contato com o feixe de laser. Essa explosão cria a formação de um vapor de metal que inclui, em suspensão, partículas do pré-revestimento, verticalmente acima da zona de impacto do feixe de laser 15. Quando o feixe de laser 15 é orientado perpendicular ao plano da face 10, isto é, quando α=0 °, o mesmo tem que atravessar essa nuvem de partículas sobre uma altura substancial e parte de sua energia é dissipada na nuvem antes de qualquer impacto útil com o pré-revestimento a ser eliminado. Por outro lado, quando o feixe de laser 15 é inclinado da maneira descrita acima, o mesmo não atravessa a nuvem de partículas, ou em qualquer caso atravessa a mesma menos, o que torna o mesmo mais eficaz. Quando o feixe de laser 15 é inclinado de modo que sua projeção ortogonal na face 10 que é tratada fica na zona da face 10 que permanece a ser tratada e não na zona dessa face já tratada, que corresponde a ângulos de inclinação negativos, o mesmo também tem que atravessar a nuvem de partículas por uma altura substancial e, portanto, sua eficácia é diminuída de modo similar ao caso do feixe 15 perpendicular ao plano da face 10 a ser tratada.

[0110] No contexto dos experimentos realizados, os inventores da presente invenção observaram que, quando o feixe de laser 15 é inclinado por um ângulo de inclinação α compreendido entre 25 ° e 50 °, a zona de remoção 7 obtida por ablação tem, independentemente da velocidade de avanço do feixe de laser 15, uma homogeneidade de superfície significativa.

[0111] Como um exemplo, a tabela abaixo ilustra os resultados de experimentos feitos pelos inventores da presente invenção.

[0112] Nessa tabela, Δ representa, para um dado corte transversal através da zona de remoção 7, tomada perpendicular à borda 13 da folha de metal 1' adjacente à zona 7, a diferença relativa entre:

[0113] - a espessura do pré-revestimento que permanece em um terço da largura da zona de remoção 7, considerada a partir de uma borda da zona de remoção 7 ao longo da largura da dita zona, em que a dita borda corresponde, nesse exemplo, à borda 13 da folha de metal 1, designada h1/3; e

[0114] - a espessura do pré-revestimento que permanece em meia largura da zona de remoção 7, designada h1/2.

[0115] A Figura 6 mostra uma ilustração esquemática desses parâmetros.

[0116] Mais particularmente, Δ é obtido aplicando-se a fórmula a seguir:

[0117] Assim, Δ constitui uma medida da homogeneidade da espessura do pré-revestimento que permanece na zona de remoção 7 no fim da etapa de remoção.

[0118] Acima, espessura de pré-revestimento se refere à espessura de do último na zona de remoção 7 medida a partir do substrato 3 na direção normal à face 10 da folha de metal 1'.

[0119] Na tabela acima, Δ < 50% significa que a diferença relativa é menor ou igual a 50%. Δ < 70% significa que a diferença relativa é menor ou igual a 70%.

[0120] Após a ablação com um feixe inclinado, é observado que h1/2 > h1/3 (ou de modo equivalente: h1/2 - h1/3 >0), isto é, que a espessura do revestimento em meia largura é maior do que aquele obtido se movendo para longe dessa posição. Assim, Δ>0%.

[0121] No entanto, os experimentos feitos pelos inventores mostraram que, sobre a largura da zona de remoção 7, uma diferença Δ menor ou igual a 50% em espessura de pré-revestimento é observada independentemente da velocidade de remoção usada quando o ângulo de inclinação α é maior ou igual a 25 °.

[0122] Por outro lado, a diferença Δ é superior para ângulos de inclinação menores, a espessura de pré-revestimento que permanece em meia largura, tipicamente, que é pelo menos duas vezes aquele em um terço da largura como definido acima.

[0123] Na prática, será observado que a espessura h1/3 do pré- revestimento varia muito pouco com a inclinação do feixe de laser 15. A homogeneidade aprimorada da espessura de pré-revestimento que permanece na zona de ablação 7 vem essencialmente de uma redução na espessura de revestimento h1/2 com a inclinação do feixe de laser 15, sendo que a espessura h1/2 se aproxima de h1/3 para inclinações crescentes do feixe de laser 15.

[0124] Assim, a faixa de ângulos de inclinação α compreendidos entre 25 ° e 50 ° torna possível obter tanto uma produtividade substancial de um método de remoção quanto uma homogeneidade muito boa da espessura de pré-revestimento que permanece na zona de remoção 7.

[0125] Essa homogeneidade muito boa é vantajosa. Consequentemente, essa homogeneidade torna possível minimizar o conteúdo de alumínio na junta de solda, ao mesmo tempo em que fornece resistência a corrosão muito boa em regiões das folhas de metal 1 imediatamente adjacentes à junta de solda ao mesmo tempo em que maximiza a espessura da camada de liga intermetálica 9 que permanece nessas regiões.

[0126] Como previamente explicado, a faixa de ângulos de inclinação α compreendidos entre 20 ° e 40 ° torna possível obter uma produtividade ainda melhor. Assim, a faixa de ângulos de inclinação α compreendidos entre 25 ° e 40° torna possível obter tanto uma produtividade substancial de um método de remoção quanto uma homogeneidade muito boa da espessura de pré-revestimento que permanece na zona de remoção 7.

[0127] Conclusões similares se aplicam no caso de uma folha de metal 1' no qual a zona de remoção 7 não é adjacente à borda 13. Nesse caso, a borda da zona de remoção 7 corresponde a uma das duas bordas da zona de remoção, considerada ao longo da largura da zona de remoção.

[0128] Assim, um método de remoção de acordo com a invenção nesse caso torna possível obter folhas de metal 1', 1" como descrito previamente, e para as quais, na zona de remoção 7, a variação relativa Δ, considerada ao longo da largura da zona de remoção 7, da espessura da parte da camada de pré-revestimento 5 que permanece na zona de remoção 7, definida pela razão entre a diferença entre a espessura de pré-revestimento em meia largura h1/2 e a espessura de pré-revestimento h1/3 em um terço da largura consideradas a partir da dita borda da zona de remoção 7 e a espessura do pré-revestimento em meia largura h1/2 é estritamente maior do que 0% e menor ou igual a 50%.

[0129] A invenção também se refere a um método para fabricar um bloco bruto soldado, que compreende: - fornecer pelo menos duas folhas de metal 1' produzidas de acordo com o método descrito acima; - soldar de topo a topo essas duas folhas de metal 1', sendo que a conexão soldada é realizada na borda 13 que compreende a zona de remoção 7 na qual a camada de pré-revestimento 5 foi removida, pelo menos parcialmente, e que é, em particular, livre da camada de liga de metal 11.

[0130] O método de soldagem é, vantajosamente, um método de soldagem a laser com ou sem fio de carga, dependendo da composição do substrato de metal e das propriedades mecânicas desejadas da junta de solda. Alternativamente, o mesmo é um método soldagem de arco elétrico.

[0131] As folhas de metal 1'têm espessuras idênticas. Alternativamente, as mesmas têm espessuras diferentes.

[0132] No fim desse método, é obtido um bloco bruto soldado que compreende duas folhas de metal pré-revestidas soldadas de topo a topo uma à outra.

[0133] De acordo com uma alternativa, durante a etapa de provisão, pelo menos duas folhas de metal 1'são fornecidas, as quais foram obtidas a partir de pelo menos uma folha de metal 1" como descrito previamente cortando-se na zona de remoção 7' de modo a obter uma folha de metal 1' que compreende, em sua periferia, uma zona 7 livre de pelo menos parte da camada de pré-revestimento 5.

[0134] A invenção também se refere a um método para fabricar uma peça que compreende sucessivamente: - fornecer um bloco bruto soldado obtido com o uso do método como descrito acima; - aquecer o bloco bruto de modo a proporcionar uma estrutura parcial ou totalmente austenítica aos substratos das folhas de metal que constituem o dito bloco bruto; - moldagem a quente do dito bloco bruto a fim de obter uma peça; e - resfriar a peça com uma velocidade capaz de dotar a mesma de propriedades mecânicas almejadas.

[0135] Vantajosamente, durante a etapa de resfriamento, a velocidade de resfriamento é maior do que a velocidade crítica de resfriamento para obtenção de martensita.

[0136] A peça fabricada dessa forma é, por exemplo, uma peça estrutural ou de segurança para um veículo a motor.

[0137] De acordo com uma realização que não é mostrada, durante a etapa de provisão, duas folhas de metal pré-revestidas 1 são fornecidas como descrito acima e as mesmas são dispostas lado por lado, deixando uma lacuna predeterminada entre as duas folhas de metal, em seguida, durante a etapa de remoção, pelo menos parte da camada de pré- revestimento 5 é removida simultaneamente de cada uma das duas folhas de metal 1 de modo a formar simultaneamente uma zona de remoção 7 em cada uma das folhas de metal 1, sendo que o feixe de laser 15 é disposto sobrepondo as duas folhas de metal 1 durante a etapa de remoção.

Claims

1. MÉTODO PARA PREPARAR UMA FOLHA DE METAL PRÉ-REVESTIDA (1', 1”) para soldagem da mesma a outra folha de metal pré- revestida, que compreende as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma folha de metal pré-revestida (1) que compreende um substrato de metal (3) dotado, em pelo menos uma de suas faces (10), com uma camada de pré-revestimento (5), em seguida - remover, em pelo menos uma face (10) da folha de metal pré- revestida (1), pelo menos parte da camada de pré-revestimento (5) de modo a formar uma zona de remoção (7), sendo que a remoção é feita pelo impacto de um feixe de laser (15) na camada de pré-revestimento (5), sendo que a etapa de remoção compreende, no decorrer da remoção, o deslocamento relativo do feixe de laser (15) em relação à folha de metal (1) em uma direção de avanço (A), caracterizado por, durante a remoção, o feixe de laser (15) ser inclinado em relação à face (10) da folha de metal (1) de modo que a projeção ortogonal do feixe de laser (15) na face (10) da folha de metal (1) é localizada na zona da folha de metal (1) na qual a remoção já foi feita, e que forma um ângulo de inclinação (α) compreendido entre 12° e 50° com a direção normal (N) à face (10) da folha de metal (1).

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela camada de pré-revestimento (5) ser uma camada de alumínio, uma camada à base de alumínio ou uma camada de liga de alumínio.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela camada de pré-revestimento (5) ser uma camada de liga de alumínio que adicionalmente compreende silício.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo ângulo de inclinação (α) do feixe de laser (15) ser compreendido entre 15° e 45°.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo ângulo de inclinação (α) do feixe de laser (15) ser compreendido entre 20° e 40°.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo ângulo de inclinação (α) do feixe de laser (15) ser compreendido entre 25° e 40°.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo ângulo de inclinação (α) do feixe de laser (15) ser compreendido entre 25° e 35°.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo feixe de laser (15) ser um feixe de laser pulsado.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela camada de pré-revestimento (5) compreender uma camada de liga intermetálica (9) coberta por uma camada de liga de metal (11).

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela zona de remoção (7) ser completamente livre da camada de liga de metal (11).

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pela zona de remoção (7) ser formada em uma face inferior (10) da folha de metal (1).

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por uma zona de remoção (7) ser formada simultaneamente em uma face inferior (10) e em uma face superior (10) da folha de metal (1).

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pela remoção ser feita sem sucção.

14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pela remoção ser feita sem sopro de gás.

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por, durante a etapa de remoção, a distância entre a lente de saída do cabeçote de laser (17) e a folha de metal (1) ser maior ou igual a 150 mm.

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo substrato de metal (3) ser constituído de aço.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo aço do substrato (3) compreender, em peso: 0,10% < C < 0,5% 0,5 <Mn < 3% 0,1 < Si < 1% 0,01 < Si < 1% Ti < 0,2% Al < 0,1% S < 0,05% P < 0,1% B < 0,010% sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo aço do substrato (3) compreender, em peso: 0,15% < C < 0,25% 0,8 < Mn < 1,8% 0,1% < Si < 0,35% 0,01 < Cr < 0,5% Ti < 0,1% Al < 0,1% S < 0,05% P < 0,1% B < 0,005% sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo aço do substrato (3) compreender, em peso: 0,040% < C < 0,100% 0,80 < Mn < 2,00% Si < 0,30% S < 0,005% P < 0,030% 0,010% < Al < 0,070% 0,015% < Nb < 0,100% Ti < 0,080% N < 0,009% Cu < 0,100% Ni < 0,100% Cr < 0,100% Mo < 0,100% Ca < 0,006%, sendo que o resíduo é ferro e impurezas de fundição.

20. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pela microestrutura do aço ser ferrito-perlítica.

21. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado por, durante a etapa de provisão, duas folhas de metal pré-revestidas (1) serem fornecidas, e as mesmas serem dispostas lado a lado, deixando uma lacuna predeterminada entre as duas folhas de metal pré- revestidas (1), então, durante a etapa de remoção, pelo menos parte da camada de pré-revestimento (5) é removida simultaneamente de cada uma das duas folhas de metal (1) a fim de formar simultaneamente uma zona de remoção (7) em cada uma das folhas de metal (1), sendo que o feixe de laser (15) é disposto sobrepondo as duas folhas de metal (1) durante a etapa de remoção.

22. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pela zona de remoção (7) ser localizada na periferia (6) da folha de metal (1).

23. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pela zona de remoção (7) ser parcialmente adjacente à borda (13) da folha de metal (1).

24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por compreender adicionalmente, após a etapa de remoção para formar a zona de remoção (7), corte da folha de metal (1”) ao longo de um plano (20) de modo a formar uma folha de metal (1') que compreende, em sua periferia, uma zona (7) livre de pelo menos parte da camada de pré-revestimento (5).

25. FOLHA DE METAL (1', 1”), que compreende um substrato de metal (3) que suporta, em pelo menos uma de suas faces (10), uma camada de pré-revestimento (5), sendo que a folha de metal (1') compreende, na pelo menos uma face (10), uma zona de remoção (7) em que a camada de pré- revestimento (5) foi removida em parte de sua espessura, caracterizada por, na zona de remoção (7), a variação relativa Δ, considerada ao longo da largura da zona de remoção (7), da espessura da parte da camada de pré-revestimento (5) que permanece na zona de remoção (7), definida pela razão da diferença entre a espessura de pré-revestimento em meia largura (h1/2) e a espessura de pré-revestimento (h1/3) em um terço da largura considerada a partir da borda da zona de remoção (7) para a espessura do pré-revestimento em meia largura (h1/2) ser maior do que 0% e menor ou igual a 50%, e em que a zona de remoção (7) está localizada na periferia (6) da folha de metal (1’).

26. FOLHA DE METAL (1', 1”), de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pela camada de pré-revestimento (5) compreender uma camada de liga intermetálica (9) coberta por uma camada de liga de metal (11).

27. FOLHA DE METAL (1', 1”), de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pela zona de remoção (7) ser completamente livre da camada de liga de metal (11).

28. MÉTODO PARA FABRICAR UM BLOCO BRUTO SOLDADO, caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer pelo menos duas folhas de metal (1'), conforme definidas em qualquer uma das reivindicações 25 a 27, ou fabricadas de acordo com o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 22 e 24, em seguida - soldar de topo a topo essas duas folhas de metal (1'), sendo que a conexão soldada é feita na borda (13) que compreende a zona de remoção (7).

29. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelas duas folhas de metal (1') soldadas de topo a topo terem espessuras diferentes.

30. MÉTODO PARA FABRICAR UMA PEÇA PRENSADA A QUENTE, caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer um bloco bruto soldado obtido com o uso do método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 28 a 29, em seguida - aquecer o bloco bruto soldado de modo a transmitir uma estrutura parcial ou totalmente austenítica para os substratos (3) das folhas de metal (1) que constituem o bloco bruto, em seguida - moldar por prensagem a quente o bloco bruto para obter uma peça prensada a quente; - resfriar a peça com uma velocidade capaz de dotar propriedades mecânicas almejadas.

31. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pela velocidade de resfriamento ser maior do que a velocidade crítica de resfriamento para obtenção de martensita do aço do substrato (3) das pelo menos duas folhas de metal (1') ou do aço do substrato (3) da pelo menos uma folha de metal (1”).