BR112021001260A2

BR112021001260A2 - conjunto de pelo menos dois substratos metálicos, método de soldagem e uso de um conjunto

Info

Publication number: BR112021001260A2
Application number: BR112021001260-5A
Authority: BR
Inventors: Tiago Machado Amorim; Pascal Bertho; Jean-Marie HELMER; Stéphanie MICHAUT
Original assignee: Arcelormittal
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-04-20
Also published as: KR102454286B1; CA3107805A1; CN112533725A; UA127746C2; EP3849738A1; CA3107805C; MA53610A; WO2020053734A1; RU2765968C1; JP2022500252A; US20210308784A1; KR20210032532A; MX2021002860A; ZA202100266B; JP7230183B2

Abstract

A presente invenção se refere a um conjunto de pelo menos dois substratos metálicos soldados por pontos entre si através de pelo menos uma junta soldada por pontos, um método para a fabricação do conjunto de acordo com a presente invenção, tal método compreendendo duas etapas e o uso deste conjunto para a fabricação de veículos automotivos.

Description

“CONJUNTO DE PELO MENOS DOIS SUBSTRATOS METÁLICOS, MÉTODO DE SOLDAGEM E USO DE UM CONJUNTO” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um conjunto de pelo menos dois substratos metálicos e um método para a fabricação deste conjunto. A invenção é particularmente adequada para a fabricação de veículos automotivos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Com o objetivo de reduzir o peso dos veículos, é conhecida a utilização de chapas de aço de alta resistência para obter carrocerias de veículos mais leves e melhorar a segurança em colisões. As peças endurecidas também são usadas particularmente para reduzir o peso dos veículos. Na verdade, a resistência à tração desses aços é de no mínimo 1200 MPa e pode chegar a 2500 MPa. As peças endurecidas podem ser revestidas com um revestimento à base de alumínio ou à base de zinco possuindo boa resistência à corrosão e propriedades térmicas.

[003] Normalmente, o método para a fabricação de uma peça endurecida revestida compreende as seguintes etapas: A) o fornecimento de uma chapa de aço pré-revestida com um revestimento metálico sendo um revestimento convencional à base de alumínio ou zinco, B) o corte da chapa de aço revestida para obter uma peça em bruto (blank), C) o tratamento térmico da peça em bruto em alta temperatura para obter uma microestrutura totalmente austenítica no aço, D) a transferência da peça em bruto para uma ferramenta de prensa, E) a conformação a quente da peça em bruto para obter uma peça, F) o resfriamento da peça obtida na etapa E a fim de obter uma microestrutura em aço sendo martensítica ou martensito-bainítica ou feita de pelo menos 75% de ferrita equiaxial, de 5% a 20% de martensita e bainita em quantidade menor ou igual a 10%.

[004] Geralmente é seguido pela soldagem de duas peças endurecidas revestidas ou uma peça endurecida revestida com outro substrato metálico. A soldagem de peças endurecidas com revestimento à base de alumínio ou zinco é muito difícil de realizar devido ao revestimento ser duro e espesso.

[005] O pedido de patente GB2468011 revela um método para aplicar uma corrente para soldagem resistiva de um conjunto de placa em que um material de pelo menos uma placa é um material de alta resistência, o método compreendendo: - uma primeira etapa de aplicação de uma primeira amperagem de uma magnitude que amolece uma superfície de um local de união do material de alta resistência, continuamente por um primeiro período predeterminado; - uma segunda etapa de, quando o primeiro período predeterminado tiver passado, alternar uma quantidade de energização da primeira amperagem para uma segunda amperagem que faz com que uma pepita cresça no local de junção; e - uma terceira etapa de aplicação da segunda amperagem continuamente por um segundo período predeterminado.

[006] Este método é dedicado a um material de alta resistência ou a um material estampado a quente. O material estampado a quente pode ser revestido com uma camada de revestimento. No entanto, a natureza da camada de revestimento não é especificada.

[007] O pedido de patente EP3020499 revela um método de soldagem a ponto por resistência que compreende: - um processo de pulsação de prender um conjunto de chapa de duas ou mais chapas de aço sobrepostas, incluindo pelo menos uma chapa de aço de alta resistência usando um par de eletrodos de soldagem que estão conectados a uma fonte de energia de soldagem por pontos empregando um método de corrente contínua de inversor e realizando uma pluralidade de repetições de passagem de corrente e parada de passagem de corrente, enquanto pressiona as chapas de aço com os eletrodos de soldagem; e - um processo de passagem de corrente contínuo no qual, após o processo de pulsação, a corrente é passada continuamente por um período de tempo mais longo do que um tempo máximo de passagem de corrente do processo de pulsação, enquanto pressiona as chapas de aço com os eletrodos de soldagem.

[008] No entanto, este método é dedicado apenas a chapas de aço estampadas a quente revestidas com revestimento convencional à base de zinco ou à base de alumínio. De fato, nos exemplos, este método foi testado em chapas de aço estampadas a quente de 1500 MPa revestidas com alumínio, chapa de aço estampada a quente de grau 1500 MPa revestida e recozida após galvanização (galvannealed) e chapa de aço estampada a quente de grau 1500 MPa revestida com Al e tratada com revestimento de ZnO. Revestimentos específicos à base de alumínio ou zinco incluindo outros elementos não estão incluídos neste pedido de patente.

[009] O pedido de patente EP3085485 revela um método de soldagem a pontos por resistência que solda uma pluralidade de chapas de aço, incluindo uma chapa de aço de alta resistência sobreposta, em que no referido método de soldagem a pontos por resistência, o sistema de condução é a condução de pulsação usando uma fonte de alimentação de soldagem CC de inversor, e na pluralidade de pulsos de corrente formando a condução de pulsação, nos respectivos pulsos de corrente, o tempo de condução, os intervalos dos pulsos de corrente definidos como o tempo ocioso de condução e as correntes de solda aplicadas pelos pulsos de corrente são controlados de forma variável.

[010] No entanto, este método é dedicado a chapas de aço estampadas a quente compreendendo em sua superfície uma solução sólida de compostos intermetálicos e ferro por uma reação de liga entre um revestimento convencional à base de zinco (Zn puro, Zn-Fe, Zn-Ni, Zn-Al, Zn - Mg, Zn-Mg-Al, etc.) ou um revestimento convencional à base de alumínio (Al-Si etc.) e o aço do material de base. Essas superfícies são formadas por uma camada de óxido composta principalmente de zinco ou alumínio. Além disso, às vezes a superfície do revestimento composta principalmente por compostos intermetálicos de ferro e alumínio é formada com uma película composta principalmente de óxido de zinco. Nos exemplos, o método foi testado em chapas de aço estampadas a quente revestidas com uma liga de revestimento de alumínio compreendendo 9% em peso de Si e Fe e uma quantidade muito pequena de ZnO, e em chapas de aço estampadas a quente revestidas e recozidas após galvanização. Normalmente, a camada de óxido nativo desses revestimentos tem uma espessura entre 10 nm e 100 nm. Quando uma fina camada de ZnO é depositada na peça endurecida revestida à base de alumínio antes da austenitização, o ZnO e o revestimento à base de alumínio são ligados. Uma vez que uma camada muito fina de ZnO é depositada no revestimento à base de alumínio, o óxido nativo composto principalmente de alumínio ainda é muito fino após a austenitização, ou seja, 10-100 nm, levando a uma soldagem fácil. Revestimentos específicos à base de alumínio ou zinco contendo outros elementos não estão incluídos neste pedido de patente.

[011] Recentemente, novos revestimentos foram desenvolvidos para chapas de aço moldadas a quente. O pedido de patente WO 2017017521 revela uma peça endurecida fosfatável revestida com um revestimento de liga compreendendo de 0,4% a 20,0% em peso de zinco, de 1,0% a 3,5% em peso de silício, opcionalmente de 1,0% a 4,0% em peso de magnésio, em que a razão Zn/Si está entre 3,2 e 8,0. O pedido de patente WO 2017/017514 revela uma peça endurecida revestida com um revestimento de liga compreendendo de 2,0% a 24,0% em peso de zinco, de 1,1% a 7,0% em peso de silício e, opcionalmente, de 1,1% a 8,0% de magnésio, sendo o restante de alumínio, em que a razão Al/Zn está acima de 2,9 para melhorar a resistência à fragilização por metal líquido (LME). O pedido de patente WO 2017/017513 revela uma chapa de aço de sacrifício revestida com um revestimento compreendendo de 2,0% e 24% em peso de zinco, de 7,1% a 12,0% de silício, opcionalmente de 1,1% a 8,0% em peso de magnésio, sendo o restante alumínio, em que a razão Al/Zn está acima de 2,9 e a peça endurecida de sacrifício revestida obtida após o método de endurecimento por prensa. Esses revestimentos específicos têm uma camada de óxido nativo de espessura micrométrica. Devido à espessura e à dureza da camada de óxido nativo, esses revestimentos são muito difíceis de soldar.

[012] No entanto, nenhum método foi desenvolvido para soldar essas peças endurecidas por prensa com revestimento específico.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[013] Assim, o objetivo da presente invenção é fornecer um método de soldagem para a fabricação de peças endurecidas revestidas com revestimentos específicos à base de alumínio ou zinco recentemente desenvolvidos. Em particular para as linhas de produção, o objetivo é obter uma faixa de soldagem para tais peças endurecidas revestidas específicas sendo igual ou superior a 1kA.

[014] Este objetivo é alcançado fornecendo um conjunto de pelo menos dois substratos metálicos de acordo com a presente invenção. O conjunto também pode compreender quaisquer características de acordo com a presente invenção.

[015] Outro objetivo é alcançado ao fornecer um método de soldagem para a fabricação deste conjunto, de acordo com a presente invenção. O método de soldagem também pode compreender quaisquer características de acordo com a presente invenção.

[016] Finalmente, também outro objetivo é alcançado ao fornecer o uso do conjunto, de acordo com a presente invenção.

[017] Outras características e vantagens da invenção tornar-se- ão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[018] Para ilustrar a invenção, várias formas de realização e ensaios de exemplos não limitativos serão descritos, particularmente com referência às seguintes Figuras: - A Figura 1 ilustra uma forma de realização de acordo com a presente invenção. - As Figuras 2 a 5 ilustram exemplos de ciclo de soldagem por pontos de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[019] A designação peça de aço endurecida por prensa significa uma chapa de aço moldada a quente ou estampada a quente com uma resistência à tração de até 2500 MPa e, mais preferencialmente, de até 2000 MPa. Por exemplo, a resistência à tração é superior ou igual a 500 MPa, vantajosamente superior ou igual a 1200 MPa, de preferência superior ou igual a 1500 MPa.

[020] A invenção se refere a um conjunto de pelo menos dois substratos metálicos soldados por pontos entre si através de pelo menos uma junta soldada por pontos, o referido conjunto compreendendo: - um primeiro substrato metálico sendo uma peça de aço endurecida revestida com: ▪ um revestimento de liga compreendendo de 0,1% a 11,0% em peso de zinco, de 0,1% a 20% em peso de silício, opcionalmente 0,1% a 20% em peso de magnésio, opcionalmente elementos adicionais escolhidos a partir de Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr ou Bi, sendo o teor em peso de cada elemento adicional inferior a 0,3% em peso e, opcionalmente, elementos residuais dos lingotes de alimentação ou da passagem do substrato de aço no banho fundido incluindo ferro, o restante sendo de alumínio, coberto diretamente por ▪ uma camada de óxido nativo compreendendo ZnO e, opcionalmente, MgO, - a referida junta soldada por pontos compreendendo uma pepita; e a referida junta soldada por pontos sendo tal que no seu topo, pelo menos uma parte da camada de óxido nativo e/ou revestimento de liga não está presente.

[021] Sem querer ser limitado por qualquer teoria, parece que quando o conjunto compreende o revestimento específico acima na peça endurecida compreendendo, entre outros, 0,1% a 11,0% em peso de zinco, a faixa de soldagem é igual ou superior a 1 kA. Na verdade, parece que o ZnO e, opcionalmente, o MgO estão naturalmente presentes na superfície da peça de aço endurecida devido à oxidação do aço endurecido com o ar. Acredita-se que a espessura da camada de óxido nativo compreendendo ZnO e, opcionalmente, MgO é mais importante quando o teor de zinco está fora do escopo da presente invenção, ou seja, acima de 11,0% em peso, levando a uma baixa qualidade de soldagem. De preferência, o revestimento de liga da peça de aço endurecida compreende de 3,0% a 9,5% e, mais preferencialmente, de 6,5% a 9,5% em peso de zinco. Na verdade, sem querer ser limitado por qualquer teoria, acredita-se que quando o revestimento compreende essas quantidades de zinco, o escopo da faixa de soldagem é melhorado ainda mais.

[022] De preferência, o revestimento de liga da peça de aço endurecida compreende de 0,1% a 12,0%, mais preferencialmente entre 0,1% e 6,0% e, vantajosamente, entre 2,0% e 6,0% em peso de silício.

[023] Vantajosamente, o revestimento de liga da peça de aço endurecida compreende de 0,1% a 10,0%, de preferência de 0,1% a 4,0% em peso de magnésio.

[024] Opcionalmente, o revestimento compreende até 5% em peso de ferro.

[025] Em uma forma de realização preferida, o segundo substrato metálico é um substrato de aço ou um substrato de alumínio. De preferência, o segundo substrato de aço é uma peça de aço endurecida, de acordo com a presente invenção.

[026] Em outra forma de realização preferida, o conjunto compreende uma terceira chapa de substrato metálico sendo um substrato de aço ou um substrato de alumínio. Neste caso, duas ou várias juntas soldadas por pontos estão presentes.

[027] A invenção também se refere a um método de soldagem para a fabricação do conjunto de acordo com a presente invenção, compreendendo as seguintes etapas: A) o fornecimento de pelo menos dois substratos metálicos, em que um primeiro substrato metálico é uma peça de aço endurecida revestida com: ▪ um revestimento de liga compreendendo de 0,1% a 11,0% em peso de zinco, de 0,1% a 20% em peso de silício, opcionalmente 0,1% a

20% em peso de magnésio, opcionalmente elementos adicionais escolhidos a partir de Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr ou Bi, sendo o teor em peso de cada elemento adicional inferior a 0,3% em peso e, opcionalmente, elementos residuais dos lingotes de alimentação ou da passagem da chapa de aço no banho fundido, sendo o restante de alumínio, coberto diretamente por ▪ uma camada de óxido nativo compreendendo ZnO e, opcionalmente, MgO, B) a aplicação de um ciclo de soldagem por pontos com uma máquina de solda por pontos, compreendendo eletrodos de soldagem e uma fonte de energia de soldagem por pontos aplicando uma corrente contínua de inversor, através dos pelo menos dois substratos metálicos da etapa A, o referido ciclo de soldagem por pontos compreendendo as seguintes subetapas: i) pelo menos uma pulsação (22, 32, 42, 52) tendo uma corrente de pulsação (Cp) aplicada através dos referidos pelo menos dois substratos metálicos unidos usando eletrodos de soldagem conectados à fonte de energia de soldagem por pontos e diretamente após, ii) uma etapa de soldagem (23, 33, 43, 53) tendo uma corrente de soldagem (Cw) aplicada através dos pelo menos dois substratos metálicos e em que a corrente (Cp) é diferente da corrente (Cw) e em que a duração da pulsação está abaixo da duração da soldagem.

[028] Sem querer ser limitado por qualquer teoria, parece que o método de soldagem, de acordo com a presente invenção, realizado em dois substratos metálicos compreendendo pelo menos uma peça de aço endurecida revestida com o revestimento específico compreendendo de 0,1% a 11,0% em peso de zinco, permite um faixa de soldagem igual ou superior a 1kA e uma diminuição de salpicos na superfície do conjunto. Na verdade, acredita-se que a pelo menos uma pulsação quebra a camada de barreira de ZnO e, opcionalmente, de MgO presente na peça de aço endurecida revestida, abrindo um caminho para a corrente de soldagem. No entanto, se o teor de zinco estiver fora do escopo da presente invenção, acredita-se que a camada de barreira de ZnO e, opcionalmente, de MgO é muito espessa para ser quebrada por dita pelo menos uma pulsação.

[029] Conforme ilustrado na Figura 1, uma máquina de solda por pontos (não ilustrada), compreendendo eletrodos de soldagem (1, 1’) e uma fonte de soldagem por pontos (2), é usada. Neste exemplo, os eletrodos permitem juntar duas peças de aço endurecidas (3, 3’) revestidas com o revestimento de acordo com a invenção (4, 4’, 4’’). Durante a soldagem, uma pepita (5) é formada entre as duas peças de aço endurecidas por difusão. A pepita é uma liga dos revestimentos residuais e das peças de aço. Graças ao ciclo de soldagem por pontos de acordo com a presente invenção, acredita-se que pelo menos uma parte do revestimento é removida na pepita. Além disso, no topo da junta soldada por pontos (6, 6’), acredita-se que pelo menos uma parte da camada de óxido nativo e/ou revestimento de liga não está presente.

De fato, parece que a pelo menos uma pulsação quebra a camada de óxido nativo e inicia a soldagem entre as duas peças de aço endurecidas revestidas por fusão e remoção dos revestimentos no topo da junta soldada por pontos e na pepita. Assim, a corrente pode fluir através das duas peças de aço endurecidas permitindo uma melhoria na soldagem. Finalmente, acredita-se que nenhum resfriamento é necessário entre a pelo menos uma pulsação e a etapa de soldagem. De fato, se um resfriamento for realizado entre essas etapas, existe o risco de interromper a formação da pepita entre as duas peças de aço endurecidas porque as peças de aço começam a solidificar. Ao contrário, quando nenhum resfriamento é realizado, parece que as peças de aço permanecem na forma líquida e podem ser facilmente unidas.

[030] De preferência, na etapa B.i, a corrente de pulsação (Cp) está entre 0,1 kA e 30 kA, de preferência entre 0,1 kA e 20 kA, mais preferencialmente entre 8,0 kA e 20 kA e, vantajosamente, entre 8,0 kA e 15 kA.

[031] Vantajosamente, na etapa B.i, a duração da pulsação é de 5 ms a 60 ms, de preferência de 4 ms a 30 ms.

[032] De preferência, na etapa B.ii, a corrente de soldagem (Cw) está entre 0,1 kA e 30 kA, de preferência entre 0,1 kA e 20 kA, mais preferencialmente entre 0,1 kA e 10 kA e, vantajosamente, entre 1 kA e 7,5 kA.

[033] Vantajosamente, na etapa B.ii, a duração da soldagem é de 150 ms a 500 ms e, mais preferencialmente, de 250 ms a 400 ms.

[034] Em uma forma de realização preferida, a corrente (Cp) está abaixo da corrente (Cw).

[035] Em outra forma de realização preferida, a corrente (Cp) está acima da corrente (Cw). Na verdade, sem querer se limitar a qualquer teoria, os inventores verificaram que quando a (Cp) está acima da (Cw), a faixa de soldagem é melhorada ainda mais.

[036] De preferência, a força de soldagem está entre 50 daN e 550 daN.

[037] Em uma forma de realização preferida, a força de soldagem durante o ciclo de soldagem por pontos está entre 350 daN e 550 daN.

[038] Em outra forma de realização preferida, a força de soldagem durante o ciclo de soldagem por pontos está entre 50 daN e 350 daN. Neste caso, parece que há uma melhor localização da corrente nos centros dos eletrodos permitindo uma melhor soldabilidade.

[039] De preferência, a frequência de soldagem está entre 500 Hz e 5000 Hz, mais preferencialmente 500 Hz e 3000 Hz e, por exemplo, entre 800 Hz e 1200 Hz.

[040] De preferência, a etapa de soldagem (23, 33, 43, 53) na etapa B.ii compreende uma pluralidade de pulsos, a pelo menos uma pulsação (22, 32, 42, 52) na etapa B.i sendo seguida diretamente pelo primeiro pulso da etapa de soldagem. Neste caso, não há resfriamento entre a pulsação e o primeiro pulso. O primeiro pulso é seguido por um ou mais pulso(s), um período de pausa estando presente entre cada pulso subsequente. De preferência, o período de pausa é de 20 ms a 80 ms e, de preferência, de 30 ms a 60 ms.

[041] O ciclo de soldagem por pontos, de acordo com a presente invenção, pode ter uma forma diferente. A Figura 2 ilustra uma forma de realização preferida em que o ciclo de soldagem por pontos (21) tem uma forma retangular compreendendo um pico de pulsação retangular (22) e um pico de soldagem retangular (23). A Figura 3 ilustra outra forma de realização preferida em que o ciclo de soldagem por pontos (31) tem uma forma parabólica compreendendo um pico de pulsação parabólico (32) e um pico de soldagem parabólico (33). A Figura 4 ilustra outra forma de realização preferida em que o ciclo de soldagem por pontos (41) tem uma forma triangular que compreende um pico de pulsação triangular (42) e um pico de soldagem triangular (43). De acordo com outras formas de realização, o ciclo de soldagem por pontos tem uma forma parabólica e uma retangular compreendendo um pico de pulsação parabólico e um pico de soldagem retangular ou, uma forma triangular e uma retangular compreendendo um pico de pulsação triangular e um pico de soldagem retangular.

[042] A Figura 5 ilustra uma forma de realização preferida em que o ciclo de soldagem por pontos compreende uma pulsação na etapa B.i sendo seguida diretamente por um primeiro pulso da etapa de soldagem. Neste exemplo, o ciclo de soldagem por pontos (51) tem uma forma retangular que compreende um pico de pulsação retangular (52) e três picos de soldagem retangulares (53, 53’, 53’’).

[043] Finalmente, a invenção refere-se ao uso do conjunto de acordo com a presente invenção para a fabricação de veículos automotivos.

[044] A invenção será agora explicada em ensaios realizados apenas para informação. Eles não são limitantes.

EXEMPLO 1: TESTE DE SOLDAGEM

[045] O ensaio 1 sendo a chapa de aço Usibor® 1500 que foi revestida por imersão a quente com um revestimento convencional compreendendo 9% em peso de silício, 3% em peso de ferro, sendo o restante alumínio.

[046] Os ensaios 2 a 10 sendo chapas de aço Usibor® 1500 que foram revestidas por imersão a quente com um revestimento compreendendo 3% em peso de silício, 2% em peso de magnésio, zinco, sendo o restante alumínio. Dependendo do ensaio, a porcentagem de zinco variou de 5% a 12% em peso.

[047] As chapas de aço foram então endurecidas por prensa a uma temperatura de austenitização de 900 °C por 5 minutos.

[048] Em seguida, para cada ensaio, dois aços endurecidos por prensa idênticos foram soldados juntos.

[049] A faixa de soldagem foi determinada de acordo com a norma SEP1220-2. O teste de soldagem começou com 3 kA e aumentou 0,2 kA a cada duas soldas por pontos. Quando dois salpicos consecutivos ocorreram no mesmo nível de corrente, o limite de salpicos foi encontrado.

Quando o limite de salpicos foi atingido, a corrente de soldagem diminuiu com a etapa de 0,1 kA para ter três amostras soldadas consecutivas no mesmo nível de corrente sem expulsão. Este nível de corrente é definido como o limite superior de soldagem da faixa de corrente: (Imax).

[050] Depois disso, o limite inferior (Imin) foi encontrado. A pesquisa de (Imin) foi feita usando o critério de 4√t, onde t é a espessura da chapa. Este critério define o valor do diâmetro mínimo aceitável que garantiu a qualidade e resistência da solda. Para confirmação, cinco amostras consecutivas soldadas foram obtidas com diâmetro de soldagem superior ao diâmetro mínimo de soldagem.

[051] Para os ensaios 1, 3, 5, 8 e 10, o ciclo de soldagem compreende apenas uma etapa de soldagem tendo uma corrente de soldagem (Cw) definida por (Imin) e (Imax) de acordo com a norma SEP1220-2. Para os ensaios 2, 4, 6, 7 e 9, o ciclo de soldagem compreende uma pulsação tendo uma corrente de pulsação (Cp) e uma etapa de soldagem tendo uma corrente de soldagem (Cw) definida por (Imin) e (Imax), de acordo com a norma SEP1220-2.

[052] A frequência foi de 1000Hz. O (Imin), (Imax) e a faixa de corrente de soldagem obtidos estão na Tabela 1 a seguir. Pulsação Etapa de soldagem Corrente Porcentagem Faixa de Força de Duração de de zinco no Ensaios soldagem Duração Pulso de soldagem corrente revestimento Número de (daN) (ms) (kA) soldagem (% em peso) lmin lmax soldagem (ms) (kA) (kA) (kA) 1 0 450 0 - - 340 4,5 5,2 0,7 2 12 450 1 20 10 340 4,5 5,2 0,7 3 12 450 0 - - - - - 0 4* 10 450 1 20 10 340 4,2 5,2 1 5 10 450 0 - - - - - 0 6* 10 200 1 20 10 340 4 5,2 1,2 7* 7,5 450 1 20 10 340 4,1 5,5 1,4 8 7,5 450 0 - - - - - 0 9* 5 450 1 20 10 340 4,3 5,7 1,4 10 5 450 0 - - - - - 0 *: de acordo com a presente invenção

[053] Os ensaios 3, 5, 8 e 10 não foram soldáveis, ou seja, os critérios de (Imin) e (Imax) definidos na norma SEP1220-2 não foram alcançados. Os ensaios de acordo com a presente invenção têm uma faixa de soldagem igual ou superior a 1kA.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. CONJUNTO DE PELO MENOS DOIS SUBSTRATOS METÁLICOS (3, 3’) soldados por pontos entre si através de pelo menos uma junta soldada por pontos, caracterizado por compreender: - um primeiro substrato metálico (3) sendo uma peça de aço endurecida revestida com: ▪ um revestimento de liga (4) compreendendo de 0,1% a 11,0% em peso de zinco, de 0,1% a 20% em peso de silício, opcionalmente 0,1% a 20% em peso de magnésio, opcionalmente elementos adicionais escolhidos a partir de Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr ou Bi, sendo o teor em peso de cada elemento adicional inferior a 0,3% em peso e, opcionalmente, elementos residuais dos lingotes de alimentação ou da passagem do substrato de aço no banho fundido incluindo ferro, sendo o restante de alumínio, coberto diretamente por ▪ uma camada de óxido nativo compreendendo ZnO e, opcionalmente, MgO, - a junta soldada por pontos compreendendo uma pepita (5); e a junta soldada por pontos sendo tal que no seu topo (6), pelo menos uma parte da camada de óxido nativo e/ou revestimento de liga está ausente.

2. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo revestimento de liga da peça de aço endurecida compreender de 3,0% a 9,5% em peso de zinco.

3. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo revestimento de liga da peça de aço endurecida compreender de 6,5% a 9,5% em peso de zinco.

4. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo revestimento de liga da peça de aço endurecida compreender de 0,1% a 12,0% em peso de silício.

5. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo revestimento de liga da peça de aço endurecida compreender de 0,1% a 6,0% em peso de silício.

6. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo revestimento de liga da peça de aço endurecida compreender de 0,1% a 10,0% em peso de magnésio.

7. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo revestimento de liga da peça de aço endurecida compreender de 0,1% a 4,0% em peso de magnésio.

8. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por um segundo substrato metálico (3’) ser um substrato de aço ou um substrato de alumínio.

9. CONJUNTO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo segundo substrato metálico de aço (3’) ser uma peça de aço endurecida conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

10. CONJUNTO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender uma terceira chapa de substrato metálico sendo um substrato de aço ou um substrato de alumínio.

11. MÉTODO DE SOLDAGEM para a fabricação de um conjunto conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por compreender as seguintes etapas: A) o fornecimento do pelo menos dois substratos metálicos (3, 3’), em que um primeiro substrato metálico (3) é uma peça de aço endurecida revestida com: ▪ um revestimento de liga (4) compreendendo de 0,1% a 11,0% em peso de zinco, de 0,1% a 20% em peso de silício, opcionalmente 0,1% a 20% em peso de magnésio, opcionalmente elementos adicionais escolhidos a partir de Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr ou Bi, sendo o teor em peso de cada elemento adicional inferior a 0,3% em peso e, opcionalmente, elementos residuais dos lingotes de alimentação ou da passagem da chapa de aço no banho fundido, sendo o restante de alumínio, coberto diretamente por ▪ uma camada de óxido nativo compreendendo ZnO e, opcionalmente, MgO, B) a aplicação de um ciclo de soldagem por pontos (21, 31, 41, 51) com uma máquina de solda por pontos, compreendendo eletrodos de soldagem (1, 1’) e uma fonte de energia de soldagem por pontos (2) aplicando uma corrente contínua de inversor, através dos pelo menos dois substratos metálicos da etapa A, o ciclo de soldagem por pontos (21, 31, 41, 51) compreendendo as seguintes subetapas: i) - pelo menos uma pulsação (22, 32, 42, 52) tendo uma corrente de pulsação (Cp) aplicada através dos pelo menos dois substratos metálicos unidos usando eletrodos de soldagem conectados à fonte de energia de soldagem por pontos e diretamente após, ii) - uma etapa de soldagem (23, 33, 43, 53) tendo uma corrente de soldagem (Cw) aplicada através dos pelo menos dois substratos metálicos; e em que a corrente (Cp) é diferente da corrente (Cw) e em que a duração da pulsação está abaixo da duração da soldagem.

12. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por, na etapa B i, a corrente de pulsação (Cp) estar entre 0,1 kA e 30 kA.

13. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 12, caracterizado por, na etapa B i, a duração da pulsação ser de 5 ms a 60 ms.

14. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado por, na etapa B ii, a corrente de soldagem (Cw) estar entre 0,1 kA e 30 kA.

15. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado por, na etapa B ii, a duração da soldagem ser de 150 ms a 500 ms.

16. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pela força de soldagem estar entre 50 daN e 550 daN.

17. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela força de soldagem durante o ciclo de soldagem por pontos estar entre 350 daN e 550 daN.

18. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela força de soldagem durante o ciclo de soldagem por pontos estar entre 50 daN e 350 daN.

19. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizado pela corrente (Cp) estar abaixo ou acima da corrente (Cw).

20. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 19, caracterizado pela frequência de soldagem estar entre 500 Hz e 5000 Hz.

21. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 20, caracterizado pela etapa de soldagem (23, 33, 43, 53) na etapa B ii compreender uma pluralidade de pulsos, a pelo menos uma pulsação (22, 32, 42, 52) na etapa B i sendo seguida diretamente por um primeiro pulso da etapa de soldagem.

22. MÉTODO DE SOLDAGEM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 21, caracterizado pela forma do ciclo de soldagem por pontos (21, 31, 41, 51) ser selecionada entre:

• uma forma retangular que compreende um pico de pulsação retangular (22) e um pico de soldagem retangular (23), • uma forma parabólica que compreende um pico de pulsação parabólico (32) e um pico de soldagem parabólico (33), • uma forma triangular que compreende um pico de pulsação triangular (42) e um pico de soldagem triangular (43), • uma forma parabólica e uma retangular compreendendo um pico de pulsação parabólico (32) e um pico de soldagem retangular (23); e • uma forma triangular e uma retangular compreendendo um pico de pulsação triangular (42) e um pico de soldagem retangular (23).

23. USO DE UM CONJUNTO, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, ou obtenível de acordo com o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 11 a 22, caracterizado por ser para a fabricação de veículos automotivos.