CN116393869A - 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用 - Google Patents

一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116393869A
CN116393869A CN202310229599.5A CN202310229599A CN116393869A CN 116393869 A CN116393869 A CN 116393869A CN 202310229599 A CN202310229599 A CN 202310229599A CN 116393869 A CN116393869 A CN 116393869A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
aluminum
hot
silicon coating
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310229599.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王晓南
刘仁东
熊丽
徐鑫
腾飞
吕冬
孙茜
芦延鹏
沈鑫珺
曹政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Angang Steel Co Ltd
Suzhou University
Original Assignee
Angang Steel Co Ltd
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Steel Co Ltd, Suzhou University filed Critical Angang Steel Co Ltd
Priority to CN202310229599.5A priority Critical patent/CN116393869A/zh
Publication of CN116393869A publication Critical patent/CN116393869A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/3066—Fe as the principal constituent with Ni as next major constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明属于热成形钢板焊接技术领域，具体涉及一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用。本发明为基于碳‑镍二元合金化思路，焊丝化学成分组成包括Fe、C、Ni和不可避免的杂质。其质量百分含量为：C：0.15‑0.45％；Ni：5‑25％；掺杂元素总量不超过1wt％。本发明焊丝不需要事先将待焊接板材边缘的镀层去除或开坡口处理，激光拼焊方法简单，采用常规激光即可获得性能优异的焊接接头，并由此带来了显著的成本优势。本发明的目的是以低成本高效率的方式获得具有比母材更优强度的焊接接头，对铝硅镀层热成形钢激光焊接技术的发展具有重要意义。

Description

一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用
技术领域
本发明属于热成形钢板焊接技术领域，具体涉及一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用。
背景技术
近年以来，汽车作为能耗和排放较大的行业之一，汽车制造商需要研发更为节能减排的产品。轻量化是实现节能减排的最有效途径之一采用高强钢/超高强钢进行车身制造在实现结构轻量化的同时还可提高碰撞安全性。然而，抗拉强度超过1000MPa的超高强钢在冷冲压过程中存在高回弹，成形精度差的问题。热冲压成形工艺具有精度高，成形性能好等优点，通过将钢板在800～950℃之间加热后模压淬火获得高强度级别的零部件，目前热成形零部件已经在汽车车身中得到广泛应用。为避免在热冲压成形过程中钢板出现表面脱碳和氧化，常常会在钢板表面涂镀一层铝基或硅基镀层，但是在焊接过程中，镀层熔化进入焊缝导致了焊接接头力学性能的恶化。
为解决铝硅镀层热成形钢焊接的问题，工业界和学者尝试了诸多的办法。其中焊前预先去除铝硅镀层方法是目前工业化生产应用的主要技术之一(CN200780013854.1)，但是显然该方法增加了制造的工序、设备，同时也降低了铝硅镀层拼焊板的制造效率。采用等离子烧蚀(CN201810223902.X)、高能电子束(CN201810581119.0)去除镀层的技术也存在着同样的缺陷。其次，通过优化焊接工艺的方法提高焊缝力学性能的方法也吸引了很多专家学者的关注，(CN201910949005.1)专利提出采用脉冲激光焊接以促进镀层元素在熔池中的均匀分布、CN201180034151.3、CN201611036496.3、CN201810507547.9等专利通过摆动激光，双光束激光等方法对焊缝元素分布进行调控。上述方法对于激光器的要求更高，且上述工艺将会影响到焊接速度，无法实现6m/min以上的高速焊接，不利于生产效率的提高。
采用焊缝合金化技术解决铝硅镀层钢焊接问题是非常有前景的焊接技术，但是其核心在于焊丝的成分体系设计。CN201611247493.4专利展示了一种预置镍箔/铬箔或采用送丝装置添加镍丝铬丝的方法进行激光焊接，可使焊接接头强度达到母材水平。然而由于需要在焊接中使用纯镍或纯铬，且在工业生产中预置金属箔是十分困难的，因此此项技术成本高且装配困难。CN201810032131.6专利展示了激光填丝焊接铝硅镀层钢板的方法，但焊丝成分体系与含量未明确。CN201911306466.3专利公开了一种通过粘结剂和焊剂配合实现高质量连接的方法，粘结剂配方为按质量百分比计(wt/％)为：二氧化硅(SiO2)15-20％，氧化锰(MnO)20-30％，氧化铁(FeO)10-15％，氟化钙(CaF2)5-10％，冰晶石(Na3AlF6)余量。但是该方法本质上仍需要在焊接前增加一道工序，未能实现铝硅镀层钢带镀层直接焊接。CN201380001259.1CN201510165732.0、CN201811424758、CN201810032131.6、CN201680054858.3、CN202010191741.8、CN202210625063.0系列专利中提到了采用添加奥氏体元素以抑制焊缝中铁素体形成的方法提高焊缝质量。其中所使用的奥氏体元素主要为C，Mn，Ni，N。然而目前这些填丝焊的方法有些需要借助加热装置在焊接前预热，有些需要按照公式严格控制焊丝直径与板材间隙，有些需要添加稀有微量元素Nb、Mo等进行细化晶粒。分析来看，上述方法均存在工序复杂，装配精度高，生产效率低等问题。
综上来看，实现低成本高效率的焊丝的成分体系还有待开发。同时采用填丝焊工艺不应该在焊接前进行开坡口或者是预热等预处理，这将增加焊接成本降低生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焊丝成分体系，使用该焊丝后，无需对待焊镀层板材进行任何预热处理或开坡口，利用激光填丝的方法即可获得具有全马氏体组织的焊缝。
本发明的目的还在于提供一种铝硅镀层热成形钢拼焊板的生产方法，通过将铝硅镀层钢板采用本发明所述的填充焊丝进行填丝焊接的方法进行拼焊，拼焊完成的板材再经过热成形得到拼焊板构件。本专利所述拼焊板接头处具有优良的机械性能，焊接工艺简单且更容易实施，具有更强的工业化生产的适应性和低成本特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，按质量分数计，所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝包括C，Ni，Fe和不可避免的杂质；
其中，碳镍质量分数X为0.40-1.37％，X＝[C]+[Ni]/(27～31)，[C]＝0.05-0.45％，[Ni]＝5-25％，[C]和[Ni]为所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝中C和Ni的质量分数。
优选的，所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝中，不可避免的杂质的含量不超过1wt％。
优选的，所述不可避免的杂质包括Si和Al，Si的含量不超过0.3wt％，Al的含量不超过0.3wt％。
当镀层中的Al在焊接过程中熔化进入熔池后，在凝固过程中生成的δ-铁素体不会在后续的900-950℃热冲压过程中溶解，致使焊缝无法获得全马氏体组织从而降低力学性能。填充焊丝包含C和Ni作为奥氏体稳定元素，抑制焊接区域铁素体析出，扩大奥氏体相区，致使焊接区域在900-950℃加热保温确保获得完全的奥氏体结构，并且在热冲压成形后淬火，焊缝区域具有完全的马氏体结构。此外，C元素能够增加焊缝组织的硬度，Ni元素能够通过固溶强化效果提高焊缝的抗拉强度，同时提高焊缝的淬透性，改善焊缝塑性与韧性。在本发明所述成分范围内，焊缝区域仍具有良好的塑性。
C+Ni/(27～31)是焊丝合金成分碳当量的重要组成，碳当量数值表示本专利所述成分体系增加奥氏体稳定性，抑制铁素体形成的能力。由于焊缝组织中的碳当量具体数值与焊缝中Al含量和焊丝稀释率有关，因此焊缝组织的碳当量会随工艺参数变化而波动。当C+Ni/(27～31)＜0.40％时，在高速焊接过程中，铁素体无法被完全抑制；当C+Ni/(27～31)＞1.37％时，焊缝奥氏体稳定性过高，易获得高碳马氏体或残余奥氏体，降低焊缝力学性能。另外，当焊缝组织中C元素含量超过0.45wt％时，易引发焊缝脆性，且在焊丝生产过程中易断丝，不利于大批量生产；当焊缝中Ni含量低于5wt％时，焊缝中的富铝铁素体无法被完全抑制，超过25wt％时，焊缝组织中的奥氏体稳定性过高从而被保留在室温组织中，同样降低了焊缝组织的力学性能。因此本专利所述焊丝的成分体系设定在C：0.05-0.45wt％，Ni：5-25wt％，0.40wt％≤C+Ni/(27～31)≤1.37wt％。
本发明还提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板的制备方法，采用上述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，包括如下步骤：
S1：将具有铝基或硅基镀层的热成形钢净化处理后，间隔放置，使具有铝基或硅基镀层的热成形钢之间形成间隙；
S2：向所述间隙中激光焊接带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，得到所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板。
优选的，所述步骤S1中，净化处理方法为采用有机溶剂清洗表面后风干冷却。
进一步地，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。
优选的，所述步骤S1中，间隙的宽度不大于所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝的直径。
优选的，所述步骤S2中，激光焊接采用光纤激光器、半导体激光器或CO2激光器进行焊接。
优选的，所述步骤S2中填充焊丝采用填丝焊送丝装置进行送丝，送丝速度为1-10m/min。
优选的，所述步骤S2中激光焊接的功率为500-6000W，焊接速度为1-10m/min，激光光斑直径为0.03-0.05mm。
优选的，所述步骤S2中，使用的气氛为氧气，CO2或惰性气体中的一种或多种混合气体。
进一步地，所述气氛通入流量为10-30L/min。
所述制备方法制备得到的带有铝硅镀层热成形钢拼焊板上的焊接接头的显微组织结构为板条马氏体。
本发明还提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板焊接质量的判断方法，包括如下步骤：对焊接时焊丝中C和Ni的成分进行检测，计算所述焊丝的碳镍质量分数X＝[C]+[Ni]/(27～31)，[C]和[Ni]分别为所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝中C和Ni的质量分数；若[C]＝0.05-0.45％，[Ni]＝5-25％且X＝0.40-1.37％时，带有铝硅镀层热成形钢拼焊板焊接质量合格；否则，带有铝硅镀层热成形钢拼焊板焊接质量不合格。
本发明为基于碳镍合金化思路，采用激光填丝焊技术制备铝硅镀层热成形钢焊接接头，本发明的目的是以低成本高效率的方式获得达到母材水平的焊接接头。
本发明中，热成形钢是高强钢/超高强度钢中的一种，因优良的机械性能而在车身结构件中得到了广泛的应用。热成形钢结构件在生产过程中需要加热至一定温度范围，并在该温度范围内进行热冲压淬火，以获得超高强度与硬度。为防止其在热冲压过程中脱碳氧化，常常会在其表面预置一层铝硅镀层。在工业生产中，通常将不同强度/厚度级别钢板焊接后进行热冲压成形得到拼焊板结构件。采用激光填丝焊技术在保持激光焊接优点基础上，还可以减少焊缝缺陷，稀释铝元素，对焊缝组织性能进行调控等优点。与现有技术相比，焊前无需去除镀层，预热处理以及开坡口，实现了带镀层直接焊接，工序简单，生产效率更高。
目前工业生产中使用的焊接方法是安塞洛米塔尔公司申请的专利(专利号：CN101426612B)，其采用了采用激光消融去除镀层之后再进行激光焊接的方法，且消融镀层与拼焊过程采用的激光器型号不同。因此该方法存在着成本高，生产效率低，工序复杂等缺陷。由于没有合金元素的加入，焊缝力学性能水平与母材水平相似(大于等于1450MPa)，而采用本发明专利所述填充焊丝进行焊接时，焊接接头强度大于母材水平(1500MPa以上)。
在最近的文献中公布了一种预置坡口可变能量分布激光光斑填丝焊工艺焊接铝硅镀层钢的技术([1]Coviello D,Jana V D H,Rullo L,et al.Laser weldingoftailoredblanks made of Al-Si-coated 22MnB5 steel using a filler wire and avariable energy distribution laser optics[J].2023.)，在该文献中焊丝成分体系中也包含了C与Ni。与之相比，本发明存在如下改进：第一，本发明焊丝中主要成分只有C与Ni两种元素，而文献中焊丝成分体系除C与Ni以外还添加了大量的Cr元素，焊丝成本更高；第二，该文献中所述焊接工艺中包含预先开坡口，且角度为固定的9°，这在工业生产中较难实现且开坡口所用激光器与拼焊所用激光器为不同型号，成本更高，工序更复杂，难以实现大批量生产。采用本专利所述焊丝可以在对铝硅镀层钢不进行任何去除镀层，预热处理以及开坡口情况下实现带镀层直接焊接；第三，该文献中所述拼焊过程采用激光器为特殊的可变能量分布激光器，进一步提高了生产成本，本专利所述拼焊板生产过程中激光器为普通光纤激光器即可，生产成本更低。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
与现有技术相比，本发明提供了一种用于生产带有铝硅镀层热成形钢拼焊板的方法。本发明提供的铝硅镀层热成形钢板激光焊接用焊丝，使用时无需对热成型钢板进行去除镀层或者任何预热处理，也无需在焊前开坡口减少镀层进入量，利用激光填丝的焊接方法即可获得具有优良机械性能的拼焊构件。采用碳镍复合合金化思路改变液态熔池原有冶金反应，抑制δ铁素体或铁铝金属间化合物形成，在900～950℃温度区间内获得奥氏体组织，热成形后焊接区组织为全马氏体。拉伸实验断裂区域不在焊缝区，焊接接头具有良好的机械性能，同时大大提高生产效率，降低成本。
附图说明
图1为拉伸实验结果图。
图2为焊接接头的力学性能测试图。
图3为实施例1的力学性能测试图。
图4为实施例2的力学性能测试图。
图5为实施例3的力学性能测试图。
图6为实施例4的力学性能测试图。
图7为实施例5的力学性能测试图。
图8为实施例6的力学性能测试图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择填丝焊送丝装置，并设定填充焊丝成分与送丝机加工参数；送丝速度为2m/min。
填充焊丝包含0.15wt％的C，5wt％的Ni；C+Ni/(27～31)＝0.40；余量为Fe及其他不可避免的杂质，杂质元素总量不超过1wt％。
S4、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min,激光光斑直径0.03mm；
S5、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
实施例2
本实施例提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择填丝焊送丝装置，并设定填充焊丝成分与送丝机加工参数；送丝速度为2m/min。
填充焊丝包含0.45wt％的C，5wt％的Ni；C+Ni/(27～31)＝0.63。余量为Fe及其他不可避免的杂质，杂质元素总量不超过1wt％。
S4、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min,激光光斑直径0.03mm；
S5、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
实施例3
本实施例提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择填丝焊送丝装置，并设定填充焊丝成分与送丝机加工参数；送丝速度为2m/min。
填充焊丝包含0.30wt％的C，10wt％的Ni；C+Ni/(27～31)＝0.67。余量为Fe及其他不可避免的杂质，杂质元素总量不超过1wt％。
S4、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min，激光光斑直径0.03mm；
S5、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
实施例4
本实施例提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择填丝焊送丝装置，并设定填充焊丝成分与送丝机加工参数；送丝速度为2m/min。
填充焊丝包含0.05wt％的C，25wt％的Ni；C+Ni/(27～31)＝0.98。余量为Fe及其他不可避免的杂质，杂质元素总量不超过1wt％。
S4、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min,激光光斑直径0.03mm；
S5、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
实施例5
本实施例提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择填丝焊送丝装置，并设定填充焊丝成分与送丝机加工参数；送丝速度为2m/min。
填充焊丝包含0.45wt％的C，25wt％的Ni；C+Ni/(27～31)＝1.37。余量为Fe及其他不可避免的杂质，杂质元素总量不超过1wt％。
S4、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min,激光光斑直径0.03mm；
S5、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
实施例6
此实施例作为对比例，制备带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min，激光光斑直径0.03mm；
S4、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
实施例7
本实施例提供一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板，具体步骤如下：
S1、取两块具有铝硅镀层的相同或不同厚度，强度的热成形钢板，使用无水乙醇对两块具有铝硅镀层的热成形钢板表面进行过油污清洗，冷却风干后准备焊接夹具，待备用；
S2、将步骤S1中的经过净化处理的两块热成形钢板对接放置于工作台上并用焊接夹具固定，两块热成形钢板之间存在间隙；
S3、选择填丝焊送丝装置，并设定填充焊丝成分与送丝机加工参数；送丝速度为2m/min。
填充焊丝包含0.05wt％的C，25wt％的N，Si≤0.3％，Al≤0.3％；C+Ni/(27～31)＝0.98。余量为Fe。
S4、选择激光器，并设定激光器加工参数，激光功率4000W，激光扫描速度3m/min,激光光斑直径0.03mm；
S5、采用光纤激光器照射步骤S3中的焊丝以及两块热成形钢板的对接处，使对接处和焊丝熔化、凝固及冷却形成高质量的焊缝，完成两块热成形钢板的拼接。
效果评价
表1拼焊板热冲压成形后的性能测试
实施例 焊缝组织构成 拉伸断裂位置 平均抗拉强度/MPa
1 马氏体 母材 1553.6
2 马氏体 母材 1591.3
3 马氏体 母材 1578.4
4 马氏体 母材 1601.4
5 马氏体 母材 1607.2
6 马氏体+铁素体 焊缝 1204.5
如图3-7所示，为实施例1至实施例5，如图8所示为实施例6，作为对比例。
经过铝硅镀层热成形钢激光填丝焊直接带镀层焊接实验(焊接功率500-6000W；焊接速度1-10m/min，送丝速度1-10m/min，大气环境焊接，无预热处理，无坡口)可得，当采用本发明所述碳镍复合填充焊丝进行焊接时，焊缝抗拉强度均达到母材水平(1500MPa以上)，且拉伸断裂位置均位于母材(图3到图7)；当未采用本专利所述填充焊丝直接进行激光焊接时，焊缝拉伸断裂位置均位于焊缝(图8)。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，其特征在于，按质量分数计，所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝包含C、Ni、Fe和不可避免的杂质；
其中，碳镍质量分数X为0.40-1.37％，X＝[C]+[Ni]/(27～31)；
[C]＝0.05-0.45％，[Ni]＝5-25％；
[C]和[Ni]分别为所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝中C和Ni的质量分数。
2.如权利要求1所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，其特征在于，所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝中，不可避免的杂质的含量不超过1wt％。
3.如权利要求1所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，其特征在于，所述不可避免的杂质包括Si和Al，Si的含量不超过0.3wt％，Al的含量不超过0.3wt％。
4.一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，包括如下步骤：
S1：将具有铝基或硅基镀层的热成形钢净化处理后，间隔放置，使具有铝基或硅基镀层的热成形钢之间形成间隙；
S2：向所述间隙中激光焊接带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝，得到所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，净化处理方法为采用有机溶剂清洗表面后风干冷却。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，间隙的宽度不大于所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝的直径。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，填充焊丝采用填丝焊送丝装置进行送丝，送丝的速度为1-10m/min。
9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，激光焊接的功率为500-6000W，焊接速度为1-10m/min，激光光斑直径为0.03-0.05mm。
10.一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板焊接质量的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：对焊接时焊丝中C和Ni的成分进行检测，计算所述焊丝的碳镍质量分数X＝[C]+[Ni]/(27～31)，[C]和[Ni]分别为所述带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝中C和Ni的质量分数；若[C]＝0.05-0.45％，[Ni]＝5-25％且X＝0.40-1.37％时，带有铝硅镀层热成形钢拼焊板焊接质量合格；否则，带有铝硅镀层热成形钢拼焊板焊接质量不合格。
CN202310229599.5A 2023-03-10 2023-03-10 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用 Pending CN116393869A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310229599.5A CN116393869A (zh) 2023-03-10 2023-03-10 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310229599.5A CN116393869A (zh) 2023-03-10 2023-03-10 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116393869A true CN116393869A (zh) 2023-07-07

Family

ID=87013311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310229599.5A Pending CN116393869A (zh) 2023-03-10 2023-03-10 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116393869A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117583852A (zh) * 2024-01-19 2024-02-23 凌云吉恩斯科技有限公司 一种Al-Si涂层热成型钢的热成型件接头的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117583852A (zh) * 2024-01-19 2024-02-23 凌云吉恩斯科技有限公司 一种Al-Si涂层热成型钢的热成型件接头的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220347797A1 (en) Hot-Formed Previously Welded Steel Part with very High Mechanical Resistance and Production Method
JP7383718B2 (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金メッキ層付きの鋼製薄肉溶接等強度部品の製造方法
CN111390425B (zh) 热冲压成形Al-Si涂层板激光拼焊用焊丝及拼焊方法
JP7343603B2 (ja) アルミニウム又はアルミニウム合金メッキ層付きの鋼製の強度に差がある溶接部品及びその製造方法
WO2022016594A1 (zh) 一种铝硅镀层钢/高强热成形钢复合钢制零部件的制造方法
CN111918748B (zh) 涂层钢板的焊接方法
WO2021227094A1 (zh) 用于制造具有铝硅镀层的钢制零部件的方法
CN112437710B (zh) 钢板、拼焊坯料、热压成型品、钢管、中空状淬火成型品、它们的制造方法
CN111801192B (zh) 涂层钢板的焊接预处理方法
CN112548395A (zh) 一种激光填丝焊接用焊丝及制备方法和拼焊板制造工艺
CN113747994A (zh) 一种用于涂层钢板激光拼焊的焊料及激光拼焊方法
CN114871633B (zh) 一种铝-硅预镀层钢板激光焊接用焊丝及铝-硅预镀层钢板激光拼焊构件及其生产方法
WO2022165997A1 (zh) 一种涂层钢的激光填粉焊接及热处理方法
CN116393869A (zh) 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用
CN112719692B (zh) 一种900MPa级高强钢气保护实心焊丝及其制备方法
CN116511716A (zh) 一种1500MPa铝硅热成形钢激光拼焊方法
CN117921178A (zh) 用于生产焊接钢坯的方法和相关焊接钢坯
KR101359085B1 (ko) 고강도 고주파용접 강관 및 그 제조방법
CN112593153A (zh) 一种抗高温氧化、高强韧的激光拼焊板及其热冲压工艺
CN116372367A (zh) 一种带有铝硅镀层拼焊板及其制备方法
JP2000015353A (ja) プレス成形性に優れた溶接接合金属板およびその製造方法
CN115255715B (zh) 一种激光焊接用合金焊丝及提高镀铝硼钢焊缝强度的方法
KR101309921B1 (ko) 스피닝 가공성이 우수한 용접강관 및 그 제조방법
CN116921862A (zh) 一种用于带涂层热成形钢的焊料、及其激光焊接方法与焊缝
CN117020475A (zh) 一种提升铝硅涂层板激光焊接质量的合金焊丝及拼焊方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination