BR112020016881B1 - Método para a produção de uma peça de aço soldada a laser endurecida por pressão - Google Patents

Abstract

Método para produzir uma peça que compreende: fornecer uma primeira e uma segunda chapa pré-revestida (1, 2), soldar topo a topo a primeira e a segunda chapas pré-revestidas (1) para obter uma peça em bruto (15), aquecer a peça em bruto (15) a uma temperatura de tratamento térmico de pelo menos 10 °C inferior à temperatura de austenitização total da junta de solda (22) e pelo menos 15 °C acima de uma temperatura mínima Tmin de fórmula (I), onde Ac3 (WJ) é a temperatura de austenitização total da junta de solda (22) de fórmula II, onde Ts1 e Ts2 são os limites de resistência à tração do substrato mais forte e do mais fraco após o endurecimento por pressão, CFW é o teor de carbono do material de enchimento, β é a proporção de material de enchimento, Ó é a razão entre as espessuras do substrato mais fraco e mais forte, e manter a peça em bruto (15) à temperatura de tratamento térmico por um período de tempo entre 2 e 10 minutos; moldar por prensagem a peça em bruto (15) e resfriar.

Description

[001] A presente invenção se refere a um método para a produção de uma peça de aço soldada a laser endurecida por pressão e à peça de aço soldada a laser endurecida por pressão assim obtida.

[002] As peças de aço deste tipo são utilizadas em particular na indústria automobilística e, mais particularmente, na fabricação de peças de gestão de colisões, como peças anti-intrusão ou de absorção de choques, peças estruturais ou peças que contribuem para a segurança dos veículos motorizados.

[003] Para esses tipos de peças, os fabricantes de veículos motorizados prescrevem que a junta de solda não deve constituir a zona mais fraca da peça de aço soldada.

[004] A fim de evitar a corrosão, as chapas de aço usadas para a fabricação de tais peças de aço soldadas são pré-revestidas com um pré- revestimento à base de alumínio através de um revestimento por imersão a quente em um banho contendo alumínio. Se as chapas de aço forem soldadas sem qualquer preparação prévia, o pré-revestimento à base de alumínio será diluído com o substrato de aço dentro do metal fundido durante a operação de soldagem. O alumínio tende a aumentar a temperatura de austenitização total do metal fundido e, portanto, impede a transformação completa em austenita durante a conformação a quente usando temperaturas convencionais de tratamento térmico. Consequentemente, pode não ser mais possível obter uma microestrutura inteiramente martensítica ou bainítica na junta de solda durante o resfriamento por pressão que ocorre durante o processo de conformação a quente.

[005] Além disso, a utilização de temperaturas mais elevadas de tratamento térmico, o que permitiria uma austenitização completa da junta de solda, não é possível, uma vez que resultaria em uma superligação do revestimento com potenciais consequências negativas na adesão da tinta e/ ou na soldabilidade a ponto da peça endurecida por pressão.

[006] Diante desta situação, ao fabricar peças de tais chapas de aço pré-revestidas, dois tipos de soluções foram desenvolvidas na técnica anterior, a fim de ser capaz de obter uma estrutura totalmente martensítica na junta de solda após a formação a quente e têmpera usando temperaturas convencionais de tratamento térmico.

[007] Em particular, EP 2 007 545 descreve uma primeira solução que consiste em remover a camada superficial de liga de metal nas bordas de solda das chapas de aço pré-revestidas de modo a diminuir significativamente o teor total de alumínio na junta de solda e, portanto, obter uma temperatura de austenitização completa próxima àquela do material base das chapas de aço pré-revestidas.

[008] Além disso, os documentos EP 2 737 971, US 2016/0144456 e WO 2014075824 descrevem uma segunda solução que consiste em soldar as chapas de aço pré-revestidas usando um fio de enchimento compreendendo elementos estabilizadores de austenita, como carbono, manganês ou níquel, de modo a compensar a presença de alumínio na junta de solda e diminuir a temperatura de austenitização total da mesma, de modo que uma estrutura totalmente martensítica possa ser obtida na junta de solda após a formação a quente e têmpera usando temperaturas de tratamento térmico convencionais.

[009] Esses métodos, entretanto, não são inteiramente satisfatórios.

[0010] Na verdade, o primeiro método é relativamente demorado. Além disso, o segundo método pode necessitar a adição de uma quantidade relativamente grande de elementos formadores de austenita, a fim de ser capaz de obter uma estrutura inteiramente martensítica na junta de solda após o tratamento térmico. Esta adição aumenta o custo de produção e ainda pode resultar em problemas resultantes de uma geometria de junta de solda não satisfatória ou de uma mistura não homogênea entre o material das chapas de aço pré-revestidas e do fio de enchimento na junta de solda com o risco de ter austenita retida localmente.

[0011] Um objetivo da invenção é, portanto, fornecer um método para a produção de uma peça em bruto de aço soldada a partir de duas de tais chapas pré-revestidas que permite obter, após o endurecimento por pressão, uma peça com propriedades de desempenho de colisão satisfatórias, mesmo para teores de alumínio relativamente altos na junta de solda, a um custo relativamente baixo.

[0012] Para este propósito, a invenção se refere a um método para produzir uma peça de aço soldada a laser endurecida por pressão, que compreende as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma primeira chapa de aço pré-revestida e uma segunda chapa de aço pré-revestida, cada uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas compreendendo um substrato de aço, pelo menos uma da primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas tendo, em pelo menos uma de suas faces principais, um pré-revestimento contendo alumínio compreendendo pelo menos 50% em peso de alumínio; - a primeira chapa de aço pré-revestida tendo uma primeira espessura e a segunda chapa de aço pré-revestida tendo uma segunda espessura; - o substrato da primeira chapa de aço pré-revestida tendo, após o endurecimento por pressão, um limite de resistência à tração estritamente maior do que o limite de resistência à tração, após o endurecimento por pressão, do substrato da segunda chapa de aço pré-revestida, e - o produto da primeira espessura pelo limite de resistência à tração, após o endurecimento por pressão, da primeira chapa de aço pré- revestida sendo estritamente maior do que o produto da segunda espessura pelo limite de resistência à tração da segunda chapa de aço pré-revestida, então - remover o pré-revestimento contendo alumínio sobre pelo menos uma fração de sua espessura em pelo menos uma face principal em uma borda de solda ou borda a ser soldada de pelo menos uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas, pelo menos se o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, é estritamente maior que 1,25% em peso, de modo que o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo das assim preparadas primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso; - realizar soldagem topo a topo da primeira chapa de aço pré- revestida e da segunda chapa de aço pré-revestida usando soldagem a laser de modo a obter uma junta de solda entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas, obtendo assim uma peça em bruto soldada, a etapa de soldagem opcionalmente incluindo o uso de um material de enchimento; - aquecer a peça em bruto soldada a uma temperatura de tratamento térmico, a temperatura de tratamento térmico sendo pelo menos 10 °C inferior à temperatura de austenitização total da junta de solda e pelo menos 15 °C superior a uma temperatura mínima Tmin, onde: - em que: - Ac3 (WJ) é a temperatura de austenitização total da junta de solda, em °C e Al é o teor de alumínio na junta de solda, em % em peso; - e a}max é o teor máximo de ferrita intercrítica da junta de solda, calculado usando a seguinte fórmula: - onde: - Ts1 é o limite de resistência à tração do substrato mais forte após o endurecimento por pressão, em MPa; - Ts2 é o limite de resistência à tração do substrato mais fraco após o endurecimento por pressão, em MPa; - CFW é o teor de carbono do material de enchimento, em % em peso; - β é a proporção de material de enchimento adicionado ao pool de solda, compreendida entre 0 e 1; - p é a razão entre a espessura da chapa de aço pré-revestida que compreende o substrato mais fraco e a espessura da chapa de aço pré-revestida que compreende o substrato mais forte (p = t2/ t1); - e manter a peça em bruto soldada à temperatura de tratamento térmico por um tempo compreendido entre 2 e 10 minutos; - moldar por pressão a peça em bruto soldada em uma peça de aço; e - resfriar a peça de aço assim formada com uma velocidade de resfriamento maior ou igual à velocidade de resfriamento martensítica ou bainítica crítica do substrato mais endurecível entre os substratos da primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas de modo a obter uma peça de aço soldada endurecida por pressão.

[0013] De acordo com formas de realização particulares do método: - a etapa de remoção do pré-revestimento contendo alumínio é realizada: - se o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo da primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, for estritamente maior que 1,25% em peso, - e, opcionalmente, se o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo da primeira e segunda chapas de aço pré- revestidas fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, estiver compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, e mais particularmente estritamente maior que 0,5% em peso, - esta etapa sendo realizada de modo que o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo das assim preparadas primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, esteja compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso; - no final da etapa de aquecimento, a microestrutura dos substratos da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas é inteiramente austenítica; - a razão entre o limite de resistência à tração após o endurecimento por pressão do substrato da primeira chapa de aço pré- revestida e o limite de resistência à tração após o endurecimento por pressão do substrato da segunda chapa de aço pré-revestida é maior ou igual a 1,2; - o teor de carbono do substrato da primeira chapa de aço pré-revestida é maior em pelo menos 0,05% em peso do que o teor de carbono do substrato da segunda chapa de aço pré-revestida; - cada uma das primeira e segunda chapas de aço pré- revestidas fornecidas na etapa de fornecimento compreende um pré- revestimento contendo alumínio compreendendo pelo menos 50% em peso de alumínio em pelo menos uma de suas faces principais; - a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas fornecidas na etapa de fornecimento compreendem um pré-revestimento contendo alumínio compreendendo pelo menos 50% em peso de alumínio em ambas as suas faces principais; - no momento da soldagem topo a topo, o pré-revestimento contendo alumínio permanece integral em ambas as faces principais de pelo menos uma entre a primeira chapa de aço pré-revestida e a segunda chapa de aço pré-revestida e, por exemplo, cada uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas; - o método compreende ainda, antes da soldagem topo a topo, uma etapa de preparação da borda de solda de pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapa de aço pré-revestida, que se destina a ser incorporada pelo menos parcialmente na junta de solda, removendo o pré- revestimento contendo alumínio sobre pelo menos uma fração de sua espessura em pelo menos uma face principal da mesma, mesmo se o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo da primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, - o método compreende ainda, antes da soldagem topo a topo, uma etapa de preparação da borda de solda de pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapa de aço pré-revestida, que se destina a ser incorporada pelo menos parcialmente na junta de solda, removendo o pré- revestimento contendo alumínio sobre pelo menos uma fração de sua espessura em pelo menos uma face principal da mesma, mesmo se o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, a etapa de remoção sendo realizada de tal maneira que o teor de alumínio médio teórico na junta de solda obtida por soldagem topo a topo das assim preparadas primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, permanece compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,10% < C < 0,5%; - 0,5% < Mn < 3%; - 0,1% < Si < 1%; - 0,01% < Cr < 1%; - Ti < 0,2%; - Al < 0,1%; - S < 0,05%; - P < 0,1%; - B < 0,010%; - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas, 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%; - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,040% < C < 0,100%; - 0,70% < Mn < 2,00%; - Si < 0,50%; - S < 0,009%; - 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 < 0,2%; - Mo < 0,100%; - Ca < 0,006%; - restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,06% < C < 0,100%; - 1,4% < Mn < 1,9%; - 0,2% < Si < 0,5%; - 0,010% < AI < 0,070%; - 0,04% < Nb < 0,06%; - 3,4xN < Ti < 8xN; - 0,02% < Cr < 0,1%; - 0,0005% < B < 0,004%; - 0,001% < S < 0,009%; - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,24% < C < 0,38%; - 0,40% < Mn < 3%; - 0,10% < Si < 0,70%; - 0,015% < AI < 0,070%;; - 0% < Cr < 2%; - 0,25% < Ni < 2%; - 0,015% < Ti < 0,10%; - 0% < Nb < 0,060%; - 0,0005% < B < 0,0040%; - 0,003% < N < 0,010%; - 0,0001% < S < 0,005%; - 0,0001% < P < 0,025%; - em que os teores de titânio e nitrogênio satisfazem a seguinte relação: - Ti/ N> 3,42, - e os teores de carbono, manganês, cromo e silício satisfazem a seguinte relação: - o aço, opcionalmente, compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: - 0,05% < Mo < 0,65%; - 0,001% < W < 0,30%; - 0,0005% < Ca < 0,005%; - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação; - a soldagem a laser é realizada com gás de proteção, em particular hélio e/ ou argônio; e - a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas têm espessuras diferentes.

[0014] A invenção se refere ainda a uma peça de aço soldada a laser endurecida por pressão, a peça de aço compreendendo uma primeira porção de peça de aço revestida e uma segunda porção de peça de aço revestida: - cada porção de peça de aço revestida compreendendo um substrato de aço, pelo menos um entre a primeira porção de peça de aço revestida e a segunda chapa de aço revestida tendo, em pelo menos uma de suas faces principais, um revestimento contendo alumínio compreendendo pelo menos 30% em peso de alumínio, - a primeira porção de peça de aço revestida tendo uma primeira espessura e a segunda chapa de aço revestida tendo uma segunda espessura, o substrato da primeira porção de peça de aço revestida tendo um limite de resistência à tração estritamente maior do que limite de resistência à tração do substrato da segunda porção da peça de aço revestida, e o produto da primeira espessura pelo limite de resistência à tração da primeira porção da peça de aço revestida sendo estritamente maior do que o produto da segunda espessura pelo limite de resistência à tração da segunda porção da peça de aço revestida; a primeira e a segunda porções de peça de aço revestidas sendo unidas por uma junta de solda, a junta de solda tendo um teor de alumínio compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, e a microestrutura da junta de solda compreendendo martensita e/ ou bainita e uma fração de ferrita intercrítica compreendida entre 15% e uma fração de ferrita intercrítica máxima - 5%, a fração de ferrita intercrítica máxima sendo determinada usando a seguinte fórmula: - onde: - Ts1 é o limite de resistência à tração do substrato mais forte após o endurecimento por pressão, em MPa; - Ts2 é o limite de resistência à tração do substrato mais fraco após o endurecimento por pressão, em MPa; - β é a proporção de material de enchimento adicionado ao pool de solda, compreendida entre 0 e 1; - CFW é o teor de carbono do material de enchimento, em % em peso; - p é a razão entre a espessura da porção da peça de aço revestida que compreende o substrato mais fraco e a espessura da porção da peça de aço revestida que compreende o substrato mais forte (p = t2/ t1); e - o substrato de pelo menos uma entre a primeira e a segunda porções de peça de aço revestida tendo uma microestrutura principalmente martensítica e/ ou bainítica.

[0015] De acordo com formas de realização particulares da peça de aço, a razão entre o limite de resistência à tração do substrato da primeira porção da peça de aço revestida e o limite de resistência à tração do substrato da segunda porção da peça de aço revestida é maior ou igual a 1,2: - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda porções de peça de aço revestida, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,10% < C < 0,5%; - 0,5% < Mn < 3%; - 0,1% < Si < 1%; - 0,01% < Cr < 1%; - Ti < 0,2%; - Al < 0,1%; - S < 0,05%; - P < 0,1%; - B < 0,010%; - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda porções de peça de aço revestida, 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%; - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda porções de peça de aço revestida, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,040% < C < 0,100%; - 0,70% < Mn < 2,00%; - Si < 0,50%; - 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 < 0,2%; - Mo < 0,100%; - Ca < 0,006%; - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação; - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda porções de peça de aço revestida, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,24% < C < 0,38%; - 0,40% < Mn < 3%; - 0,10% < Si < 0,70%; - 0,015% < AI < 0,070%; - 0% < Cr < 2%; - 0,25% < Ni < 2%; - 0,015% < Ti < 0,10%; - 0% < Nb < 0,060%; - 0,0005% < B < 0,0040%; - 0,003% < N < 0,010%; - 0,0001% < S < 0,005%; - 0,0001% < P < 0,025%; - em que os teores de titânio e nitrogênio satisfazem a seguinte relação: - Ti/ N > 3,42; - e os teores de carbono, manganês, cromo e silício satisfazem a seguinte relação: - o aço, opcionalmente, compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: - 0,05% < Mo < 0,65%; - 0,001% < W < 0,30%; - 0,0005% < Ca < 0,005%; - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação; e - para pelo menos uma entre a primeira e a segunda porções de peça de aço revestida, o aço do substrato compreende, em peso: - 0,06% < C < 0,100%; - 1,4% < Mn < 1,9%; - 0,2% < Si < 0,5%; - 0,010% < AI < 0,070%; - 0,04% < Nb < 0,06%; - 3,4xN < Ti < 8xN; - 0,02% < Cr < 0,1%; - 0,0005% < B < 0,004%; - 0,001% < S < 0,009%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0016] A invenção será melhor compreendida após a leitura do seguinte relatório descritivo, dado apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos, em que: - A Figura 1 é uma vista esquemática em corte transversal do início da etapa de soldagem do método de acordo com a invenção, - A Figura 2 é uma vista esquemática em corte transversal de uma peça em bruto soldada obtida no final da etapa de soldagem, e - A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma chapa de aço pré-revestida após uma etapa de preparação.

[0017] Em todo o pedido de patente, os teores dos elementos são expressos em porcentagem em peso (% em peso).

[0018] A invenção se refere a um método para produzir uma peça de aço soldada a laser endurecida por pressão.

[0019] Mais particularmente, o método compreende uma primeira etapa de fornecer uma primeira chapa de aço pré-revestida (1) e uma segunda chapa de aço pré-revestida (2).

[0020] Cada chapa de aço pré-revestida (1, 2) compreende duas faces principais opostas (5, 6), bem como pelo menos uma face lateral (13), estendendo-se entre as duas faces principais opostas (5, 6), de uma face principal (5, 6) para a outra. No exemplo mostrado na Figura 3, as chapas de aço pré-revestidas (1, 2) compreendem quatro faces laterais (13). Por exemplo, as faces laterais (13) formam um ângulo compreendido entre 60° e 90° com uma das faces principais (5, 6).

[0021] Como mostrado na Figura 1, cada chapa de aço pré- revestida (1, 2) compreende um substrato metálico (3, 4) tendo, em pelo menos uma de suas faces principais, um pré-revestimento contendo alumínio (7, 8). O pré-revestimento (7, 8) é sobreposto ao substrato (3, 4) e em contato com os mesmos.

[0022] O substrato metálico (3, 4) é mais particularmente um substrato de aço.

[0023] O aço do substrato (3, 4) é mais particularmente um aço com uma microestrutura ferrito-perlítica.

[0024] De preferência, o substrato (3, 4) é feito de um aço destinado ao tratamento térmico, mais particularmente um aço endurecível por pressão e, por exemplo, um aço manganês-boro, tal como um aço do tipo 22MnB5.

[0025] De acordo com uma forma de realização, o aço do substrato (3, 4) compreende, em peso: - 0,10% < C < 0,5%; - 0,5% < Mn < 3%; - 0,1% < Si < 1%; - 0,01% < Cr < 1%; - Ti < 0,2%; - Al < 0,1%; - S < 0,05%; - P < 0,1%; - B < 0,010%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0026] Mais particularmente, o aço do substrato (3, 4) 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%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0027] De acordo com uma alternativa, o aço do substrato (3, 4) compreende, em peso: - 0,040% < C < 0,100%; - 0,70% < Mn < 2,00%; - Si < 0,50%, e mais particularmente Si < 0,30%; - S < 0,009% e mais particularmente 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 < 0,2%; - Mo < 0,100%; - Ca < 0,006%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0028] De acordo com uma alternativa, o aço do substrato (3, 4) compreende, em peso: - 0,24% < C < 0,38%; - 0,40% < Mn < 3%; - 0,10% < Si < 0,70%; - 0,015% < AI < 0,070%; - 0% < Cr < 2%; - 0,25% < Ni < 2%; - 0,015% < Ti < 0,10%; - 0% < Nb < 0,060%; - 0,0005% < B < 0,0040%; - 0,003% < N < 0,010%; - 0,0001% < S < 0,005%; - 0,0001% < P < 0,025%; - em que os teores de titânio e nitrogênio satisfazem a seguinte relação: - Ti/ N > 3,42; - e os teores de carbono, manganês, cromo e silício satisfazem a seguinte relação: - o aço, opcionalmente, compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: - 0,05% < Mo < 0,65%; - 0,001% < W < 0,30%; - 0,0005% < Ca < 0,005%; e - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação.

[0029] De acordo com uma alternativa, o aço do substrato (3, 4) compreende, em peso: - 0,06% < C < 0,100%; - 1,4% < Mn < 1,9%; - 0,2% < Si < 0,5%; - 0,010% < AI < 0,070%; - 0,04% < Nb < 0,06%; - 3,4xN < Ti < 8xN; - 0,02% < Cr < 0,1%; - 0,0005% < B < 0,004%; - 0,001% < S < 0,009%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0030] O substrato (3, 4) pode ser obtido, dependendo de sua espessura desejada, por laminação a quente e/ ou por laminação a frio seguido de recozimento, ou por qualquer outro método apropriado.

[0031] O substrato (3, 4) vantajosamente tem uma espessura compreendida entre 0,6 mm e 5 mm, mais particularmente compreendida entre 0,8 mm e 5 mm, e ainda mais particularmente compreendida entre 1,0 mm e 2,5 mm.

[0032] De acordo com um exemplo, a espessura do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) é diferente da espessura do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2).

[0033] De acordo com uma alternativa, os substratos (3, 4) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) têm a mesma espessura.

[0034] De acordo com a invenção, o substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) tem, após o endurecimento por pressão, um limite de resistência à tração Ts1 que é estritamente maior do que a resistência à tração Ts2, após o endurecimento por pressão, do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2).

[0035] Neste contexto, “após endurecimento por prensagem” significa após aquecimento a uma temperatura maior ou igual à temperatura de austenitização total Ac3 do substrato de aço considerado, a conformação por prensagem a quente e, posteriormente, o resfriamento de modo a obter o endurecimento em comparação com o estado inicial.

[0036] Por exemplo, o limite de resistência à tração Ts1 do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) após o endurecimento por pressão está compreendido entre 1400 MPa e 1600 MPa ou entre 1700 MPa e 2000 MPa.

[0037] Por exemplo, o limite de resistência à tração Ts2 do substrato (3) da segunda chapa de aço pré-revestida (2) após o endurecimento por pressão está compreendido entre 500 MPa e 700 MPa ou entre 1000 MPa e 1200 MPa. Ts1

[0038] Por exemplo, a razão ( ) entre o limite de resistência à tração Ts1 do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) após o endurecimento por pressão e o limite de resistência à tração Ts2 do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2) após a endurecimento por pressão é maior ou igual a 1,2, mais particularmente maior ou igual a 1,4.

[0039] Além disso, a primeira chapa de aço pré-revestida (1) tem uma primeira espessura t1. A segunda chapa de aço pré-revestida (1) tem uma segunda espessura t2.

[0040] As espessuras t1, t2 estão, por exemplo, compreendidas entre 0,6 mm e 5 mm, mais particularmente compreendidas entre 0,8 mm e 5 mm, e ainda mais particularmente compreendidas entre 1,0 mm e 2,5 mm.

[0041] De acordo com uma forma de realização, as espessuras t1 e t2 são idênticas. De acordo com uma alternativa, as espessuras t1 e t2 são diferentes.

[0042] O produto da primeira espessura t1 pelo limite de resistência à tração Ts1 da primeira chapa de aço pré-revestida (1) é estritamente maior do que o produto da segunda espessura t2 pelo limite de resistência à tração Ts2 da segunda chapa de aço pré-revestida (1).

[0043] Em particular, as composições dos substratos (3 e 4) da primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) são escolhidas a partir das composições acima descritas.

[0044] Por exemplo, o aço do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) 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%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação,

[0045] De acordo com outro exemplo, o aço do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) compreende, em peso: - 0,24% < C < 0,38%; - 0,40% < Mn < 3%; - 0,10% < Si < 0,70%; - 0,015% < AI < 0,070%; - 0% < Cr < 2%; - 0,25% < Ni < 2%; - 0,015% < Ti < 0,10%; - 0% < Nb < 0,060%; - 0,0005% < B < 0,0040%; - 0,003% < N < 0,010%; - 0,0001% < S < 0,005%; - 0,0001% < P < 0,025%; - em que os teores de titânio e nitrogênio satisfazem a seguinte relação: - Ti/ N> 3,42; - e os teores de carbono, manganês, cromo e silício satisfazem a seguinte relação: - o aço, opcionalmente, compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: - 0,05% < Mo < 0,65%; - 0,001% < W < 0,30 %%; - 0,0005% < Ca < 0,005%; e - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação.

[0046] Por exemplo, o aço do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2) compreende, em peso: - 0,040% < C < 0,100%; - 0,70% < Mn < 2,00%; - Si < 0,50%, e mais particularmente Si < 0,30%; - S < 0,009% e mais particularmente 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 < 0,2%; - Mo < 0,100%; - Ca < 0,006%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0047] De acordo com outro exemplo, o aço do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2) compreende, em peso: - 0,06% < C < 0,100%; - 1,4% < Mn < 1,9%; - 0,2% < Si < 0,5%; - 0,010% < AI < 0,070%; - 0,04% < Nb < 0,06%; - 3,4xN < Ti < 8xN; - 0,02% < Cr <0,1%; - 0,0005% < B < 0,004%; - 0,001% < S < 0,009%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

[0048] De preferência, o teor de carbono do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) é maior em pelo menos 0,05% em peso do que o teor de carbono do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2).

[0049] De acordo com a invenção, para pelo menos uma entre a primeira chapa de aço pré-revestida (1) e a segunda chapa de aço pré-revestida (2), o pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) compreende pelo menos 50% em peso de alumínio.

[0050] De preferência, o pré-revestimento (7, 8) é obtido por revestimento por imersão a quente, isto é, por imersão do substrato (3, 4) em um banho de metal fundido. Neste caso, como mostrado na Figura 1, o pré- revestimento (7, 8) compreende pelo menos uma camada de liga intermetálica (9, 10) em contato com o substrato (3, 4).

[0051] A camada de liga intermetálica (9, 10) compreende um composto intermetálico compreendendo pelo menos ferro e alumínio. A camada de liga intermetálica (9, 10) é formada em particular pela reação entre o substrato (3, 4) e o metal fundido do banho. Mais particularmente, a camada de liga intermetálica (9, 10) compreende compostos intermetálicos do tipo Fex-Aly, e mais particularmente Fe2Al5.

[0052] No exemplo mostrado na Figura 1, o pré-revestimento (7, 8) compreende ainda uma camada de liga metálica (11, 12) que se estende no topo da camada de liga intermetálica (9, 10). A camada de liga metálica (11, 12) tem uma composição que é próxima daquela do metal fundido no banho. É formada pelo metal fundido levado pela chapa à medida que viaja através do banho de metal fundido durante o revestimento por imersão a quente.

[0053] A camada de liga metálica (11, 12) é, por exemplo, uma camada de alumínio, uma camada de liga de alumínio ou uma camada de liga à base de alumínio.

[0054] Neste contexto, uma liga de alumínio refere-se a uma liga que compreende mais de 50% em peso de alumínio. Uma liga à base de alumínio é uma liga em que o alumínio é o elemento principal, em peso.

[0055] Por exemplo, a camada de liga metálica (11, 12) é uma camada de liga de alumínio que compreende ainda silício. Mais particularmente, a camada de liga metálica (11, 12) compreende, em peso: - 8% < Si < 11%, - 2% < Fe < 4%, e - o restante sendo alumínio e possíveis impurezas.

[0056] A camada de liga metálica (11, 12) tem, por exemplo, uma espessura compreendida entre 19 μm e 33 μm ou entre 10 μm e 20 μm.

[0057] No exemplo mostrado na Figura 1, onde o pré-revestimento (7, 8) compreende uma camada de liga metálica (11, 12), a espessura da camada de liga intermetálica (9, 10) é geralmente da ordem de alguns micrômetros. Em particular, sua espessura média está tipicamente compreendida entre 2 e 7 micrômetros.

[0058] A estrutura particular do pré-revestimento (7, 8) que compreende a camada de liga intermetálica (9, 10) e a camada de liga metálica (11, 12) obtida por revestimento por imersão a quente é em particular divulgada na patente EP 2 007 545.

[0059] De acordo com outra forma de realização, o pré- revestimento contendo alumínio (7, 8) compreende apenas a camada de liga intermetálica (9, 10) como descrita acima. Neste caso, a espessura da camada de liga intermetálica (9, 10) está, por exemplo, compreendida entre 10 μm e 40 μm. Tal pré-revestimento (7, 8) consistindo em uma camada de liga intermetálica (9, 10) pode, por exemplo, ser obtido submetendo um pré-revestimento (7, 8) compreendendo uma camada de liga intermetálica (9, 10) e uma camada de liga metálica (11, 12) como divulgado acima a um tratamento pré-formação de liga. Tal tratamento pré-formação de liga é realizado a uma temperatura e por um tempo de espera escolhido de modo a ligar o pré-revestimento (7, 8) com o substrato (3, 4) ao longo de pelo menos uma fração da espessura do pré- revestimento (7, 8).

[0060] Mais particularmente, o tratamento pré-formação de liga compreende as seguintes etapas: aquecimento da chapa a uma temperatura de pré-formação de liga compreendida entre 620 °C e 1000 °C e manter a chapa pré-formação de liga a esta temperatura por um tempo que varia entre alguns minutos e várias horas dependendo da temperatura de tratamento usada. Neste caso, a camada de liga intermetálica (9, 10) pode ser ela própria composta de diferentes subcamadas intermetálicas, como as subcamadas Fe2Al5, FeAl3, FeAl, Fe6Al12Si5 e FeAl3.

[0061] Vantajosamente, como ilustrado na Figura 1, o substrato (3, 4) é fornecido com um pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) como descrito acima em ambas as suas faces principais.

[0062] A primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) podem carregar um pré-revestimento idêntico (7, 8).

[0063] Alternativamente, os pré-revestimentos (7, 8) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidos (1, 2) podem ter uma composição diferente.

[0064] O teor de alumínio médio teórico Alth em uma junta de solda (22) obtida por soldagem topo a topo entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) acima descritas, opcionalmente usando um material de enchimento, é então determinado.

[0065] No caso de se pretender usar um material de enchimento, o material de enchimento é, de preferência, um material de enchimento à base de aço com um teor de alumínio menor ou igual a 0,05% em peso.

[0066] Esta determinação é realizada de qualquer maneira conhecida pelo técnico no assunto.

[0067] Por exemplo, o teor de alumínio médio teórico na junta de solda (22) pode ser determinada utilizando a seguinte fórmula: - onde: - Apoldaé o teor de alumínio médio teórico na junta de solda (22), em % em peso, - Alrevestimento é o teor médio de alumínio no pré-revestimento contendo alumínio (7, 8), em % em peso, - Mc é o peso por unidade de área do pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) em cada uma das duas chapas de aço pré-revestidas (1, 2), em g/ m2, - β é a proporção de material de enchimento à base de aço opcionalmente adicionado ao pool de solda, compreendida entre 0 e 1, onde β é igual a zero no caso em que nenhum material de enchimento é adicionado ao pool de solda, - t1 é a espessura da primeira chapa de aço pré-revestida (1), em mm, e - t2 é a espessura da segunda chapa de aço pré-revestida (2), em mm.

[0068] A fórmula acima pode ser usada mesmo no caso em que um material de enchimento é usado, desde que o material de enchimento compreenda um teor de alumínio menor ou igual a 0,05% em peso.

[0069] A fórmula acima pode ainda ser usada mesmo no caso em que os substratos (3, 4) compreendam alumínio, desde que o teor de alumínio dos substratos (3, 4) seja menor ou igual a 0,05% em peso.

[0070] A proporção β de material de enchimento à base de aço opcionalmente adicionado ao pool de solda está, por exemplo, compreendida entre 0 e 0,5, ou seja, entre 0% e 50% quando a proporção é expressa em porcentagem.

[0071] No caso em que o teor de alumínio médio teórico AltSglda na junta de solda (22) seria estritamente maior do que 1,25% em peso, o método de acordo com a invenção compreende ainda uma etapa de preparação de uma borda de solda (14) de pelo menos uma das chapas de aço pré-revestidas (1, 2) de tal maneira que, após a preparação, o teor de alumínio médio teórico 4ZS£ida na junta de solda está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso.

[0072] Mais particularmente, a borda de solda (14) de uma chapa de aço pré-revestida considerada (1, 2) é a borda da chapa de aço pré-revestida (1, 2) que se destina a ser soldada à outra chapa de aço pré-revestida (1, 2).

[0073] Como mostrado mais particularmente na Figura 3, a borda de solda (14) compreende uma porção periférica da chapa de aço pré-revestida (1, 2) que se destina a ser pelo menos parcialmente incorporada na junta de solda (22) durante a soldagem topo a topo. Mais particularmente, a borda de solda (14) compreende uma face lateral (13) da chapa de aço pré-revestida (1, 2) e uma porção da chapa pré-revestida (1, 2) se estendendo desta face lateral (13) e compreendendo uma porção do pré-revestimento (7, 8) e uma porção do substrato (3, 4).

[0074] Mais particularmente, a etapa de preparação da borda de solda (14) compreende a remoção do pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) ao longo de pelo menos uma fração de sua espessura em pelo menos uma face principal (5, 6) de pelo menos uma da primeira e da segunda chapas de aço pré- revestidas (1, 2). O pré-revestimento (7, 8) é removido sobre uma zona de remoção (18) que se estende na borda de solda (14), a partir da face lateral (13) da chapa de aço pré-revestida (1, 2). A zona de remoção (18) pode se estender ao longo de uma largura compreendida entre 0,5 mm e 2 mm da face lateral (13) da chapa de aço pré-revestida (1, 2). Um exemplo de uma chapa de aço pré- revestida (1) assim preparada é mostrado na Figura 3.

[0075] A remoção é realizada preferencialmente com um feixe de laser.

[0076] Vantajosamente, na zona de remoção (18), a camada de liga metálica (11, 12) é removida, enquanto a camada de liga intermetálica (9, 10) permanece por pelo menos uma fração de sua espessura.

[0077] Mais particularmente, na zona de remoção (18), a camada de liga metálica (11, 12) é removida, enquanto a camada de liga intermetálica (9, 10) permanece intacta.

[0078] A camada residual de liga intermetálica (9, 10) protege as áreas da peça em bruto soldada imediatamente adjacente à junta de solda (22) da oxidação e descarburização durante as etapas de formação a quente subsequentes e da corrosão durante o serviço em uso.

[0079] No exemplo mostrado na Figura 3, a camada de liga metálica (11, 12) foi removida na borda de solda (14) sobre uma zona de remoção (18), deixando a camada de liga intermetálica (9, 10) intacta.

[0080] Em particular, a fração de pré-revestimento (7, 8) que é removida, bem como o número de faces principais das chapas de aço pré- revestidas (1, 2) nas quais o pré-revestimento (7, 8) deve ser removido é tal que, após a remoção, o teor de alumínio teórico médio Alth na junta de solda (22) está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso.

[0081] Em particular, o pré-revestimento (7, 8) pode ser removido ao longo de pelo menos uma fração de sua espessura em: - apenas uma face principal (5, 6) da primeira ou da segunda chapa de aço pré-revestida (1, 2); ou - em duas faces principais no total, por exemplo, em apenas uma face principal (5, 6) de cada uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) ou nas duas faces principais (5, 6) de apenas uma entre a primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas chapas (1, 2); ou - em três faces principais (5, 6) no total, ou seja, nas duas faces principais (5, 6) de uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré- revestidas (1, 2) e em apenas uma face principal (5, 6) da outra chapa de aço pré-revestida (1, 2); ou - em quatro faces principais (5, 6) no total, isto é, nas duas faces principais (5, 6) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2).

[0082] No caso em que o teor de alumínio médio teórico Alth na junta de solda (22) obtido por soldagem topo a topo entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento com um teor de alumínio menor ou igual a 0,05% em peso, está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, a soldagem é em particular realizada na primeira e na segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) sem remoção prévia do pré-revestimento (7, 8). Mais particularmente, neste caso, a soldagem é realizada com a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) com seu pré-revestimento (7, 8) intacto pelo menos nas bordas de solda (14).

[0083] Opcionalmente, mesmo no caso em que o teor de alumínio médio teórico AltSglda na junta de solda (22) obtido por soldagem topo a topo entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento com um teor de alumínio menor do que ou igual a 0,05% em peso, está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, e mais particularmente estritamente maior que 0,5% em peso, o pré-revestimento (7, 8) pode ser removido ao longo de pelo menos uma fração de sua espessura na borda de solda (14) em pelo menos uma face principal (5, 6) de pelo menos uma das chapas de aço pré-revestidas (1, 2) e, por exemplo, em apenas uma face principal (5, 6) de pelo menos uma das duas chapas de aço pré-revestidas (1, 2). Por exemplo, o pré-revestimento (7, 8) é removido ao longo de pelo menos uma fração de sua espessura na borda de solda (14) em apenas uma face principal (5, 6) de cada uma das duas chapas de aço pré-revestidas (1, 2). Esta etapa de remoção opcional é realizada de tal maneira que o teor de alumínio médio teórico ^ZSozda na junta de solda (22) obtida soldando a(s) primeira e segunda chapa(s) de aço pré-revestida(s) assim preparada(s) (1, 2), opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, permanece compreendido entre 0,5 e 1,25% em peso.

[0084] Em particular, tal remoção pode ser realizada a fim de diminuir ainda mais a temperatura de tratamento térmico Tt usada para o tratamento térmico subsequente, a temperatura de tratamento térmico Tt sendo determinada como descrito mais tarde. De fato, a temperatura de austenitização Ac3 (WJ) da junta de solda (22) diminui com a diminuição do teor de alumínio. Em particular, esta etapa de remoção opcional pode ser realizada no caso em que a temperatura de tratamento térmico Tt determinada na ausência de remoção seria estritamente superior a 950 °C. De fato, para manter uma boa capacidade de pintura e soldabilidade, é preferível usar temperaturas de tratamento térmico Tt menores ou iguais a 950 °C.

[0085] Após a determinação do teor de alumínio médio teórico AltSglda na junta de solda (22) e, se necessário ou desejado, na etapa de preparação, o método compreende ainda uma etapa de soldagem topo a topo da primeira chapa de aço pré-revestida (1) à segunda chapa de aço pré-revestida (2) usando soldagem a laser de modo a obter uma junta de solda (22) entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) e, assim, obter uma peça em bruto de aço soldada (15).

[0086] A junta de solda (22) tem um teor de alumínio compreendido entre 0,5 e 1,25% em peso.

[0087] De acordo com uma forma de realização, a etapa de soldagem inclui o uso de um material de enchimento.

[0088] O material de enchimento é vantajosamente um material de enchimento à base de aço com um teor de alumínio menor ou igual a 0,05% em peso. O material de enchimento tem um baixo teor de alumínio de modo a diluir o alumínio do revestimento.

[0089] Por exemplo, o material de enchimento compreende ainda elementos de formação de austenita de modo a equilibrar parcialmente a formação de ferrita e/ ou o efeito de formação de composto intermetálico do alumínio a partir do pré-revestimento (7, 8).

[0090] O material de enchimento é, por exemplo, um fio ou pó de enchimento.

[0091] A proporção de material de enchimento adicionado ao pool de solda está, por exemplo, compreendida entre 0 e 0,5.

[0092] De acordo com um exemplo, o material de enchimento tem a seguinte composição, em peso: - 0,1% < C < 1,2%; - 0,01% < Mn < 10%; - 0,02% < Ni < 7%; - 0,02% < Cr < 5%; - 0,01% < Si < 2%; e - opcionalmente: - traços < Mo < 1%; - traços < Ti < 0,1%; - traços < V < 0,1%; - traços < B < 0,01%; - traços < Nb < 0,1%; - traços < Al < 0,05%; e - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação.

[0093] De acordo com exemplos particulares, o material de enchimento pode ter uma das composições W1, W2 ou W3 descritas na Tabela 1 abaixo.

TABELA 1: COMPOSIÇÕES DE FIOS DE ENCHIMENTO

[0094] Em todas essas composições, os teores são expressos em porcentagem em peso.

[0095] Além disso, para cada uma das composições, o restante da composição é ferro e impurezas inevitáveis.

[0096] Na Tabela 1 acima, “-” significa que a composição compreende no máximo traços do elemento.

[0097] De acordo com uma variante, a etapa de soldagem é uma etapa de soldagem autógena, o que significa que a soldagem é realizada sem a utilização de material de enchimento. Neste caso, a composição da junta de solda (22) depende apenas da composição dos substratos (3, 4) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) e da quantidade de pré- revestimento (7, 8) incorporado na junta de solda (22).

[0098] A operação de soldagem resulta na formação de uma junta de solda (22) na junção entre as duas chapas (1, 2).

[0099] A etapa de soldagem é uma etapa de soldagem a laser, na qual um feixe de laser (24) é direcionado para a junção entre as duas chapas de aço pré-revestidas (1, 2).

[00100] A etapa de soldagem a laser é realizada, por exemplo, com um laser de CO2 ou um laser de estado sólido ou um laser semicondutor.

[00101] A fonte de laser é de preferência uma fonte de laser de alta potência. Pode ser, por exemplo, selecionado a partir de um laser de CO2 com um comprimento de onda de 10 micrômetros, uma fonte de laser de estado sólido com um comprimento de onda de 1 micrômetro ou uma fonte de laser semicondutora, por exemplo, um laser de diodo com um comprimento de onda compreendido entre 0,8 e 1 micrômetro.

[00102] A potência do laser é escolhida dependendo da espessura da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2). Em particular, a potência é escolhida de modo a permitir a fusão das bordas de solda (14) das chapas de aço pré-revestidas (1, 2), bem como uma mistura suficiente na junta de solda (22). Para um laser de CO2, a potência do laser está, por exemplo, compreendida entre 3 e 12 kW. Para um laser de estado sólido ou um laser semicondutor, a potência do laser está, por exemplo, compreendida entre 2 e 8 kW.

[00103] O diâmetro do feixe de laser (24) no ponto de seu impacto (26) nas chapas de aço pré-revestidas (1, 2) pode ser igual a cerca de 600 μm para ambos os tipos de fontes de laser.

[00104] Durante a etapa de soldagem, a soldagem é, por exemplo, realizada sob uma atmosfera protetora. Essa atmosfera protetora em particular evita a oxidação e descarburização da área onde a solda está sendo realizada, a formação de nitreto de boro na junta de solda (22) e possível fissura a frio devido à absorção de hidrogênio.

[00105] A atmosfera protetora é, por exemplo, formada por um gás inerte ou uma mistura de gases inertes. Os gases inertes podem ser hélio ou argônio ou uma mistura desses gases.

[00106] A soldagem pode ser realizada utilizando o feixe de laser como única fonte de calor.

[00107] Opcionalmente, a etapa de soldagem a laser inclui, além do feixe de laser, uma fonte de calor adicional, como, por exemplo, um arco elétrico ou um aquecimento por indução. Esta fonte de calor adicional contribui para derreter as bordas da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), a fim de formar a junta de solda (22).

[00108] Opcionalmente, a etapa de soldagem compreende o uso de um fio de enchimento (20), como mostrado em linhas tracejadas na Figura 1. Neste caso, o feixe de laser (24) é adicionalmente configurado para derreter o fio de enchimento (20) no ponto de impacto (26) do feixe de laser (24).

[00109] Durante a etapa de soldagem, a distância entre as bordas de solda opostas (14) das duas chapas de aço pré-revestidas (1, 2) é, por exemplo, menor ou igual a 0,3 mm e, mais particularmente, menor ou igual a 0,1 mm. Fornecer tal folga entre as bordas de solda de frente (14) das duas chapas (1, 2) promove a deposição do material de um possível fio de enchimento (20) durante a operação de soldagem e evita a formação de uma sobre- espessura na junta de solda (22).

[00110] No final da etapa de soldagem, uma peça em bruto de aço soldada (15) conforme mostrado na Figura 2 é obtida.

[00111] Após a etapa de soldagem, o método de acordo com a invenção compreende uma etapa de aquecimento da peça em bruto de aço soldada (15) assim obtida em um forno de tratamento térmico.

[00112] Mais particularmente, a etapa de aquecimento compreende o aquecimento da peça em bruto de aço soldada (15) a uma temperatura de tratamento térmico Tt.

[00113] De acordo com a invenção, a temperatura de tratamento térmico Tt é pelo menos 10 °C mais baixa do que a temperatura de austenitização total Ac3 (WJ) da junta de solda (22).

[00114] A temperatura de austenitização total Ac3 (WJ) da junta de solda (22), em °C, é, por exemplo, determinada a partir da composição da junta de solda (22) usando a seguinte fórmula:

[00115] Ac3(WJ) = 102,2 x Al + 439 x C + 181,9 x Mn + 364,1 x Si + 148 x Al2 - 425,2 x C2 - 29,2 x Mn2 - 497,8 x Si2 - 400 x Al x C + 9,9 x Al x Mn - 50,5 x Al x Si - 208,9 x C x Mn + 570,3, onde Al, C, Mn e Si se referem, respectivamente, ao teor de alumínio, carbono, manganês e silício na junta de solda (22), em % em peso.

[00116] A fórmula acima para Ac3 (WJ) pode ser usada nas faixas de teor expressas na Tabela 2 abaixo:

TABELA 2: INTERVALOS DE TEOR PARA A FÓRMULA AC3

[00117] Na Tabela 2 acima: - todos os teores são expressos em porcentagem por peso; e - “-” significa que não há limite inferior.

[00118] De acordo com a invenção, a temperatura de tratamento térmico Tt é ainda maior em pelo menos 15 °C do que uma temperatura mínima Tmin. Neste contexto, a temperatura mínima Tmin é definida como segue: - onde: - Ac3 (WJ) é a temperatura de austenitização total da junta de solda (22), em °C, - Al é o teor de alumínio na junta de solda (22), em % em peso, e - onde: - Ts1 é o limite de resistência à tração do substrato mais forte (3) após o endurecimento por pressão, em MPa; - Ts2 é o limite de resistência à tração do substrato mais fraco (4) após o endurecimento por pressão, em MPa; - β é a proporção de material de enchimento adicionado ao pool de solda, compreendida entre 0 e 1; - CFW é o teor de carbono do material de enchimento, em % em peso; e - p é a razão entre a espessura da chapa de aço pré-revestida (2) que compreende o substrato mais fraco (4) e a espessura da chapa de aço pré- revestida (1) que compreende o substrato mais forte (3) (p = t2/ t1).

[00119] Neste contexto, um substrato é mais fraco que o outro se tiver um limite de resistência à tração Ts menor, após o endurecimento por pressão.

[00120] A temperatura mínima Tmin pode, portanto, ser calculada com base: - na composição química da junta de solda (22), - nas propriedades dos substratos (3, 4) das chapas de aço pré-revestidas (1, 2), e - no caso em que um material de enchimento é usado, na proporção e na composição do material de enchimento.

[00121] A etapa de aquecimento da peça em bruto soldada (15) inclui ainda uma etapa de manutenção da estrutura de aço soldada (15) à temperatura de tratamento térmico Tt por um tempo compreendido entre 2 e 10 minutos.

[00122] No final da etapa de aquecimento, uma vez que a peça em bruto de aço soldada (15) foi aquecida a uma temperatura que é pelo menos 10 °C mais baixa do que a temperatura de austenitização total Ac3 (WJ) da junta de solda (22), a microestrutura da junta de solda (22) não é totalmente austenítica. A fração de ferrita intercrítica na junta de solda (22) depende da diferença de temperatura entre a temperatura de tratamento térmico Tt e a temperatura de austenitização total Ac3 (WJ) da junta de solda (22). Em particular, no final da etapa de aquecimento, a fração de ferrita intercrítica aIC na junta de solda (22) é maior ou igual a 15% e menor em pelo menos 5% do max max que uma nação máxima de leii ita inieici iúca c^ (15% — c— c^ -5 %).

[00123] A fração máxima de ferrita intercrítica xmax , em %, pode ser determinada usando a seguinte fórmula: - onde: - Ts1 é o limite de resistência à tração do substrato mais forte (3) após o endurecimento por pressão, em MPa; - Ts2 é o limite de resistência à tração do substrato mais fraco (4) após o endurecimento por pressão, em MPa; - β é a proporção de material de enchimento adicionado ao pool de solda, compreendida entre 0 e 1; - CFW é o teor de carbono do material de enchimento, em % em peso; e - p é a razão entre a espessura da chapa de aço pré-revestida (2) que compreende o substrato mais fraco (4) e a espessura da chapa de aço pré-revestida (1) que compreende o substrato mais forte (3) (p = t2/ t1).

[00124] Como é do conhecimento do técnico no assunto, a fração de ferrita intercrítica pode ser medida, por exemplo, por têmpera direta da peça em bruto soldada (15) após aquecimento à temperatura de tratamento térmico Tt. Após o condicionamento Nital adaptado, a ferrita intercrítica aparece como um constituinte pálido sobre uma matriz de martensita acinzentada.

[00125] A fração de ferrita intercrítica na junta de solda (22) também pode ser determinada através da análise de uma imagem de mapeamento elementar de manganês de uma amostra, mostrando a distribuição do teor de manganês na amostra. Tal imagem de mapeamento pode, por exemplo, ser obtida por análise de uma amostra por meio de microanálise de sonda de elétrons (EPMA). Nesta imagem de mapeamento de Mn, as áreas exibindo mínimos de teor de Mn coincidem com as áreas de ferrita intercrítica, enquanto as áreas com maior teor de Mn correspondem às fases resultantes da transformação da austenita formada durante o recozimento intercrítico. Portanto, a fração superficial da ferrita intercrítica corresponde à fração superficial das áreas dos mínimos de teor de Mn nesta imagem. Este método é, por exemplo, descrito no documento Hanlon, D; Rijkenberg, A; Leunis, E et al: Quantitative phase analysis of multi-phase steel, PHAST (2007), ISBN 92-79-02658-5, páginas 77-79. De fato, sabe-se que, durante o recozimento intercrítico, ocorre uma partição do manganês entre a austenita e a ferrita, o manganês migrando da ferrita para a austenita de tal forma que, ao final do recozimento intercrítico, o teor de Mn da ferrita intercrítica é estritamente menor que o teor de Mn da austenita. As fases que se formam a partir da austenita durante o resfriamento subsequente, como martensita, ferrita de transformação e/ ou bainita, herdam o teor de Mn da austenita, enquanto a ferrita intercrítica retém seu menor teor de Mn resultante da partição. Portanto, na imagem de mapeamento elementar de Mn, a ferrita intercrítica pode ser distinguida de outras fases, e em particular de outros tipos de ferrita, e corresponde às áreas em que o teor de Mn é mínimo.

[00126] No contexto deste pedido de patente, todas as frações relativas à microestrutura são expressas em porcentagem de superfície.

[00127] No final da etapa de aquecimento, a microestrutura dos substratos (3, 4) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) é totalmente austenítica. Em particular, devido à presença de alumínio do pré- revestimento (5, 6) nas bordas de solda (14) das chapas de aço pré-revestidas (1, 2) no momento da soldagem, a temperatura de austenitização total Ac3 dos substratos (3, 4) é estritamente inferior a temperatura de austenitização total Ac3 (WJ) da junta de solda (22).

[00128] No final da etapa de aquecimento, a estrutura de aço soldada (15) é conformada a quente em uma prensa em uma peça de aço em uma ferramenta de conformação por pressão. Por exemplo, a peça em bruto de aço soldada (15) é conformada na peça de aço por estampagem a quente usando uma ferramenta de estampagem a quente adaptada.

[00129] De preferência, o tempo de transferência entre o forno de tratamento térmico e a ferramenta de conformação por pressão é menor ou igual a 10 segundos. É, por exemplo, compreendido entre 5 e 10 segundos. O tempo de transferência é escolhido para ser o mais curto possível, a fim de evitar transformações metalúrgicas na peça em bruto soldada (15), em particular a formação de ferrita, antes da conformação a quente.

[00130] A peça de aço assim formada é então resfriada com uma velocidade de resfriamento maior ou igual à velocidade de resfriamento martensítica ou bainítica crítica do substrato mais endurecível (3, 4) entre os substratos (3, 4) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2).

[00131] Vantajosamente, a etapa de resfriamento é realizada na ferramenta de conformação por pressão, por exemplo, usando uma ferramenta de conformação fornecida com um sistema de resfriamento, compreendendo, por exemplo, canais de resfriamento formados na ferramenta de conformação por pressão.

[00132] De acordo com a invenção, no final da etapa de resfriamento, a junta de solda (22) tem uma microestrutura compreendendo martensita e/ ou bainita e uma fração de ferrita intercrítica aIC maior ou igual a 15% e menor em pelo menos 5% do que uma fração máxima de ferrita intercrítica max max ( 15% ““ ”_ ^^zc 5 /%). ^A 11 ^a^^^ã^J III axil II ^a LJ^i I ti II iL^a il IL^^ I cc IL i^^^a p»J^J^J ti s^^ I determinada conforme explicado acima.

[00133] No final da etapa de resfriamento, pelo menos um entre os substratos (3, 4) tem uma microestrutura principalmente martensítica e/ ou bainítica. A martensita e/ ou a bainita resultam da transformação, durante a etapa de resfriamento, da austenita formada na etapa de aquecimento.

[00134] De acordo com um exemplo, ambos os substratos (3, 4) têm uma estrutura principalmente martensítica e/ ou bainítica.

[00135] Neste contexto, “principalmente” significa que a microestrutura consiste em martensita e/ ou bainita e no máximo 5% de ferrita.

[00136] A presente invenção também se refere a uma peça de aço soldada a laser endurecida por pressão obtida usando o método descrito acima.

[00137] A peça é, em particular, uma peça de gerenciamento de colisão, por exemplo, uma peça anti-intrusão ou uma peça de absorção de choque, uma peça estrutural ou uma peça que contribui para a segurança de um veículo motorizado.

[00138] A peça de aço soldada a laser endurecida por pressão compreende uma primeira porção de peça de aço revestida e uma segunda porção de peça de aço revestida unida por uma junta de solda (22) como descrita acima.

[00139] Mais particularmente, a primeira porção de peça de aço revestida e a segunda porção de peça de aço revestida resultam respectivamente da conformação por prensagem a quente e resfriamento na ferramenta de conformação por pressão da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2).

[00140] Mais particularmente, cada porção de peça de aço revestida compreende um substrato de aço tendo, em pelo menos uma de suas faces principais, um revestimento contendo alumínio que compreende ferro e pelo menos 30% em peso de alumínio.

[00141] Em particular, o revestimento contendo alumínio da primeira e da segunda peças de aço resulta da liga pelo menos parcial do pré- revestimento (7, 8) durante a formação por prensagem a quente.

[00142] Os substratos da primeira e da segunda porções de peça de aço têm as composições descritas acima para as chapas de aço pré- revestidas (1, 2). Elas resultam da conformação por prensagem a quente e resfriamento dos substratos (3, 4) das chapas de aço pré-revestidas (1, 2).

[00143] O substrato da primeira porção de peça de aço revestida tem um limite de resistência à tração Ts1 estritamente maior do que o limite de resistência à tração Ts2 do substrato da segunda porção de peça de aço revestida.

[00144] Por exemplo, a primeira porção de peça de aço revestida tem uma primeira espessura e a segunda porção de peça de aço revestida tem uma segunda espessura e o produto da primeira espessura pelo limite de resistência à tração da primeira porção de peça de aço revestida é estritamente maior do que o produto da segunda espessura pelo limite de resistência à tração Ts2 da segunda porção de peça de aço revestida.

[00145] A junta de solda (22) tem um teor de alumínio compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso.

[00146] A junta de solda (22) tem uma microestrutura compreendendo martensita e/ ou bainita e uma fração de ferrita intercrítica aIC maior ou igual a 15% e menor em pelo menos 5% do que uma fração de ferrita max max imeici iiica máxima w^ (15% — c— cc^ -5%.

[00147] A fração máxima de ferrita intercrítica cmax pode ser determinada conforme explicado acima.

[00148] Na peça de aço soldada a laser endurecida por pressão, a proporção β de material de enchimento adicionado ao pool de solda durante a operação de soldagem pode ser determinada medindo o teor de alumínio ^Zsolda na junta de solda (22) através de qualquer método adaptado. Conhecendo o teor de alumínio do Alrevestimento de alumínio nos revestimentos das chapas de aço soldadas, e considerando que a quantidade de alumínio no material de enchimento é desprezível, a proporção β pode ser calculada utilizando a fórmula:, com base na fórmula descrita acima.

[00149] O teor de carbono CFW do material de enchimento pode então ser determinado com base no teor de carbono dos substratos (3, 4), a proporção β do material de enchimento determinada com base no teor de alumínio da junta de solda (22) e o teor de carbono medido em a junta de solda (22).

[00150] O limite de resistência à tração da junta de solda (22) é maior ou igual à do substrato mais fraco (4) após o endurecimento por pressão.

[00151] O aço em pelo menos um lado da junta de solda (22), correspondendo ao aço de pelo menos o primeiro substrato (3), tem uma estrutura principalmente martensítica e/ ou bainítica. Por exemplo, o aço em cada lado da junta de solda (22), correspondendo ao aço do primeiro substrato (3) e do segundo substrato (4), tem uma estrutura principalmente martensítica e/ ou bainítica.

[00152] Os inventores da presente invenção descobriram, surpreendentemente, que quando a peça em bruto soldada (15) é submetida a um tratamento térmico nas condições acima descritas, o limite de resistência à tração da junta de solda (22) será estritamente maior do que o limite de resistência à tração do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2), isto é, o substrato com a menor limite de resistência à tração. Portanto, quando submetida a um teste de tração em uma direção perpendicular à junta de solda (22), a peça obtida após o tratamento térmico acima descrito não falha na junta de solda (22), mesmo que a estrutura da junta de solda (22) após o tratamento térmico não seja inteiramente martensítico ou bainítico.

[00153] Portanto, o método de acordo com a invenção é particularmente vantajoso, pois permite a obtenção de propriedades mecânicas satisfatórias com custo reduzido. Na verdade, ao soldar chapas de aço pré- revestidas compreendendo um pré-revestimento contendo alumínio, não é mais necessário adaptar a composição da junta de solda de tal maneira que a temperatura de austenitização total da junta de solda seja menor ou igual à do substratos, por exemplo, removendo o pré-revestimento em ambos os lados das chapas de aço pré-revestidas ou adicionando grandes quantidades de elementos formadores de austenita na solda usando um material de enchimento, como um fio de enchimento. Em particular, evitar a remoção do pré-revestimento em ambas as faces das chapas de aço reduz o tempo total de processamento. Além disso, reduzir a quantidade de elementos formadores de austenita que devem ser adicionados através de um material de enchimento ou mesmo evitar o uso de um material de preenchimento reduz inteiramente o custo de produção e evita problemas resultantes da adição de uma alta proporção de material de preenchimento, em particular no que se refere à geometria da junta de solda e à obtenção de uma mistura homogênea entre o material das chapas de aço pré- revestidas e do material de enchimento da junta de solda.

[00154] Os inventores da presente invenção realizaram experimentos E1 a E36 nos quais peças em bruto de aço soldadas (15) foram produzidas usando chapas de aço pré-revestidas (1, 2). Cada chapa de aço pré- revestida (1, 2) tem um substrato (3, 4) tendo a composição descrita abaixo (ver Tabela 5), e, em ambas as faces principais, um pré-revestimento (7, 8) formado por revestimento por imersão a quente, o pré-revestimento (7, 8) compreendendo uma camada de liga de metal (11, 12) compreendendo 88% em peso de alumínio, 10% em peso de silício e 2 % de ferro.

[00155] O peso total por unidade de área do pré-revestimento (7, 8) em ambas as faces principais de cada chapa de aço pré-revestida (1, 2), antes de qualquer etapa de remoção, era 150g/ m2

[00156] Após a remoção da camada de liga metálica (11, 12) em apenas uma das faces principais (5, 6) das chapas de aço pré-revestidas (1, 2), deixando a camada de liga intermetálica (9, 10) intacta, o peso total por unidade de área do pré-revestimento residual (7, 8) em cada uma das chapas de aço pré-revestidas (1, 2) era de 100 g/ m2.

[00157] As composições dos substratos usados para os experimentos são divulgadas na Tabela 3 abaixo. As composições dos fios de enchimento usados para os experimentos são divulgadas na Tabela 4 abaixo. TABELA 3: COMPOSIÇÕES DOS SUBSTRATOS USADOS NOS EXPERIMENTOS

TABELA 4: COMPOSIÇÕES DOS FIOS DE ENCHIMENTO USADOS NOS EXPERIMENTOS

[00159] Nas Tabelas 3 e 4 anteriores, as composições são expressas em percentagem em peso.

[00160] Além disso, para cada uma das composições nas Tabelas 3 e 4, o restante da composição é ferro e impurezas inevitáveis.

[00161] “-” significa que a composição compreende, no máximo, traços do elemento.

[00162] As temperaturas de austenitização total Ac3 e as forças de tração finais Ts dos substratos acima S1, S2 e S3 são as seguintes: - S1: 834 °C; Ts = 1500 MPa; - S2: 858 °C; Ts = 1050 MPa; e - S3: 806 °C; Ts = 700 MPa.

[00163] As chapas de aço pré-revestidas (1, 2) foram soldadas a laser topo a topo, usando um laser a disco com uma potência de 5,6 kW ou um laser YAG com uma potência de 4 kW.

[00164] Em todos os exemplos, foi utilizada uma atmosfera protetora constituída de hélio ou argônio, a fim de evitar a oxidação e descarburização da área onde a solda está sendo realizada, bem como a formação de nitreto de boro na junta de solda e possível trinca a frio devido à absorção de hidrogênio. A vazão do gás era maior ou igual a 15 l/ min.

[00165] As peças em bruto soldadas (1) foram então submetidas a um tratamento térmico incluindo aquecimento a uma temperatura de tratamento térmico Tt de 920 °C e manutenção nesta temperatura por seis minutos, transferindo a peça em bruto para a ferramenta de prensagem a quente com um tempo de transferência escolhido de modo a evitar a formação de ferrita entre o forno de aquecimento e a ferramenta de conformação a quente e, em seguida, o resfriamento na ferramenta de conformação por pressão por um minuto a uma velocidade de resfriamento maior ou igual a 30 °C/ s, de modo a obter uma peça em bruto endurecida por pressão.

[00166] As condições experimentais usadas para os experimentos E1 a E36 estão resumidas nas Tabelas 5 e 6 abaixo.

[00167] Os corpos de prova de tração foram então cortados das assim obtidas peças em bruto tratadas termicamente em uma direção perpendicular à junta de solda.

[00168] O teste de tração foi realizado à temperatura ambiente (cerca de 20 °C) usando o método divulgado nas seguintes normas: NF EN ISO 4136 e NF ISO 6892-1 em uma amostra de tração longitudinal do tipo EN 12,5 x 50 (240 x 30 mm), extraído paralelamente à direção de laminação. Para cada peça em bruto soldada tratada termicamente, foram realizados 5 testes de tração.

[00169] Os resultados do teste de tração são indicados na coluna intitulada “Local da falha” na Tabela 6 abaixo, que indica o local em que a falha ocorreu durante o teste de tração.

[00170] Nesta coluna: - “BM” refere-se a uma falha no metal base, ou seja, no substrato de uma das chapas pré-revestidas, - “Solda” refere-se a uma falha na junta de solda; e - “Mistura” refere-se a casos em que alguns dos corpos de prova de tração falharam na junta de solda enquanto outros falharam no metal base.

TABELA 5: CONDIÇÕES EXPERIMENTAIS

[00171] Na Tabela 5 acima, um peso de pré-revestimento de 150 g/ m2 corresponde a um caso em que nenhuma etapa de preparação foi realizada antes da soldagem, ou seja, o pré-revestimento permanece intacto em ambas as faces principais das chapas de aço pré-revestidas no momento da soldagem, enquanto um peso de pré-revestimento de 100 g/ m² corresponde a um caso em que as chapas de aço pré-revestidas foram preparadas antes da soldagem, removendo a camada de liga metálica (11, 12) em apenas uma face principal de cada uma das chapas de aço pré-revestidas (1, 2), deixando a camada de liga intermetálica (9, 10) intacta.

TABELA 6: CONDIÇÕES EXPERIMENTAIS (CONTINUAÇÃO) E RESULTADOS DO TESTE

[00172] Nas Tabelas 5 e 6 acima, os exemplos que não estão de acordo com a invenção estão sublinhados.

[00173] Estes resultados mostram que, quando a peça em bruto soldada (15) é aquecida a uma temperatura de tratamento térmico compreendida dentro da faixa de temperatura acima descrita, com um tempo de retenção compreendido entre 2 e 10 minutos na temperatura de tratamento térmico, antes da conformação por pressão e resfriamento, a falha ocorre no metal base mais fraco (“substrato da segunda chapa de aço pré-revestida” nas Tabelas 5 e 6 acima) da montagem, e não na junta de solda (22) (experimentos E1, E2, E5, E10, E12, E13, E16, E18, E22 e E29 a E32).

[00174] Ao contrário, para uma temperatura de tratamento térmico que é estritamente menor do que a temperatura mínima de tratamento térmico Tmin + 15 °C e para um tempo de manutenção compreendido entre 2 e 10 minutos na temperatura de tratamento térmico, a falha é observada ocorrendo sempre na junta de solda (22) (experimentos E3, E4, E6 a E8, E14, E15, E17, E19, E21, E23, E27 a E27 e E33 a E36) ou ocorrendo na junta de solda (22) em pelo menos alguns dos corpos de prova de tração para um experimento considerado (experimentos E9, E11, E20, E24 e E28, “mistura” referenciado na tabela).

[00175] Os inventores notaram ainda que, em todos os experimentos que estão de acordo com a invenção, a junta de solda (22) tem uma microestrutura que compreende uma fração de ferrita intercrítica alc compreendida entre 15% e a%ax - 5%.

[00176] Estes resultados evidenciam que, quando a peça em bruto soldada (15) é tratada termicamente usando as condições de tratamento térmico de acordo com a invenção, a junta de solda (22) tem um limite de resistência à tração que é estritamente maior do que aquela do material base mais fraco, correspondente ao substrato (4) da segunda chapa de aço pré- revestida (2). Portanto, é este substrato (4) que forma a zona mais fraca da peça, e não a junta de solda (22). A falha ocorrerá, portanto, no substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2) e não na solda a própria junta (22). Estes resultados são surpreendentes, uma vez que são obtidos mesmo que a junta de solda (22) não tenha sido totalmente austenitizada e, portanto, não tenha uma microestrutura principalmente martensítica e/ ou bainítica após o tratamento térmico.

[00177] O método de acordo com a invenção é, portanto, particularmente vantajoso, uma vez que permite determinar os parâmetros de processo ideais (incluindo a temperatura mínima de tratamento térmico e a quantidade de material de enchimento a ser adicionado), a fim de obter uma peça com propriedades satisfatórias, minimizando o custo de produção e tempo.

Claims (17)

1. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO SOLDADA A LASER ENDURECIDA POR PRESSÃO, caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma primeira chapa de aço pré-revestida (1) e uma segunda chapa de aço pré-revestida (2), cada uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) compreendendo um substrato de aço (3, 4), pelo menos uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) tendo, em pelo menos uma de suas faces principais, um pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) compreendendo pelo menos 50% em peso de alumínio, - a primeira chapa de aço pré-revestida (1) tendo uma primeira espessura (t1) e a segunda chapa de aço pré-revestida (2) tendo uma segunda espessura (t2), - o substrato (3, 4) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) tendo, após o endurecimento por pressão, um limite de resistência à tração (Ts1) estritamente maior do que limite de resistência à tração (Ts2), após o endurecimento por pressão, do substrato (4) da segunda chapa de aço pré- revestida (2), e - o produto da primeira espessura (t1) pelo limite de resistência à tração (Ts1), após o endurecimento por pressão, da primeira chapa de aço pré- revestida (1) sendo estritamente maior do que o produto da segunda espessura (t2) pelo limite de resistência à tração (Ts2), após endurecimento por pressão, da segunda chapa de aço pré-revestida (1), então - remover o pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) ao longo de pelo menos uma fração de sua espessura em pelo menos uma face principal (5, 6) em uma borda de solda (14) de pelo menos uma das primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), pelo menos se o teor de alumínio médio teórico (4Zjoidα) na junta de solda (22) obtida por soldagem topo a topo da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, é estritamente maior que 1,25% em peso, de modo que o teor de alumínio médio teórico (AltSglda) na junta de solda (22) obtida por soldagem topo a topo das assim preparadas primeira e segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, está compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso, - soldagem topo a topo da primeira chapa de aço pré-revestida (1) e da segunda chapa de aço pré-revestida (2) usando soldagem a laser de modo a obter uma junta de solda (22) entre a primeira e a segunda chapas de aço pré- revestidas (1,2), obtendo assim uma peça em bruto soldada (15), a etapa de soldagem opcionalmente incluindo o uso de um material de enchimento (20), - aquecer a peça em bruto soldada (15) a uma temperatura de tratamento térmico (Tt), a temperatura de tratamento térmico (Tt) sendo pelo menos 10 °C mais baixa do que a temperatura de austenitização total (Ac3 (WJ)) da junta de solda (22) e pelo menos 15 °C acima de uma temperatura mínima Tmin, onde: - onde: - Ac3 (WJ) é a temperatura de austenitização total da junta de solda (22), em °C e Al é o teor de alumínio na junta de solda (22), em % em peso; - e aj£ax é o teor máximo de ferrita intercrítica da junta de solda (22), calculado usando a seguinte fórmula: - onde: - Ts1 é o limite de resistência à tração do substrato mais forte (3) após o endurecimento por pressão, em MPa; - Ts2 é o limite de resistência à tração do substrato mais fraco (4) após o endurecimento por pressão, em MPa; - CFW é o teor de carbono do material de enchimento, em % em peso; - β é a proporção de material de enchimento adicionado ao pool de solda, compreendida entre 0 e 1; - p é a razão entre a espessura da chapa de aço pré-revestida (2) que compreende o substrato mais fraco e a espessura da chapa de aço pré- revestida (1) que compreende o substrato mais forte (p = t2/ t1); - e manter a peça em bruto soldada (15) à temperatura de tratamento térmico (Tt) por um tempo compreendido entre 2 e 10 minutos; - moldar por pressão a peça em bruto soldada (15) em uma peça de aço; e - resfriar a peça de aço assim formada com uma velocidade de resfriamento maior ou igual à velocidade de resfriamento martensítica ou bainítica crítica do substrato mais endurecível entre os substratos (3, 4) da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) de modo a obter uma peça de aço soldada endurecida por pressão.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, após o endurecimento por pressão, a razão entre o limite de resistência à tração (Ts1) do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) e o limite de resistência à tração (Ts2) do substrato (4) da segunda chapa de aço pré- revestida (2) ser maior ou igual a 1,2.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo teor de carbono do substrato (3) da primeira chapa de aço pré-revestida (1) ser superior em pelo menos 0,05% em peso do que o teor de carbono do substrato (4) da segunda chapa de aço pré-revestida (2).

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por cada uma das primeira e segunda chapas de aço pré- revestidas (1, 2) fornecidas na etapa de fornecimento compreender um pré- revestimento contendo alumínio (7, 8) compreendendo pelo menos 50% em peso de alumínio em pelo menos uma de suas faces principais (5, 6).

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) fornecidas na etapa de fornecimento compreenderem um pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) compreendendo pelo menos 50% em peso de alumínio em ambas as faces principais (5, 6).

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, no momento da soldagem topo a topo, o pré- revestimento contendo alumínio (7, 8) permanecer integral em ambas as faces principais (5, 6) de pelo menos uma entre a primeira chapa de aço pré-revestida (1) e a segunda chapa de aço pré-revestida (2).

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender ainda, antes da soldagem topo a topo, uma etapa de preparação da borda de solda (14) de pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1,2) removendo o pré-revestimento contendo alumínio (7, 8) ao longo de pelo menos uma fração de sua espessura em pelo menos uma face principal (5, 6) da mesma, mesmo se o teor de alumínio médio teórico (AltSglda) na junta de solda (22) obtido por soldagem topo a topo da primeira e da segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) fornecidas na etapa de fornecimento, opcionalmente usando um material de enchimento contendo no máximo 0,05% em peso de alumínio, estiver compreendido entre 0,5% em peso e 1,25% em peso.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), o aço do substrato (3, 4) compreender, em peso: - 0,10% < C < 0,5%; - 0,5% < Mn < 3%; - 0,1% < Si < 1%; - 0,01% < Cr < 1%; - Ti < 0,2%; - Al < 0,1%; - S < 0,05%; - P < 0,1%; - B < 0,010%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por, para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré- revestidas (1, 2), o aço do substrato (3, 4) 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%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por, para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), o aço do substrato (3, 4) compreender, em peso: - 0,040% < C < 0,100%; - 0,70% < Mn < 2,00%; - Si < 0,50%; - S < 0,009%; - 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 < 0,2%; - Mo < 0,100%; - Ca < 0,006%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por, para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), o aço do substrato (3, 4) compreender, em peso: - 0,06% < C < 0,100%; - 1,4% < Mn < 1,9%; - 0,2% < Si < 0,5%; - 0,010% < AI < 0,070%; - 0,04% < Nb < 0,06%; - 3,4xN < Ti < 8xN; - 0,02% < Cr <0,1%; - 0,0005% < B < 0,004%; - 0,001% < S < 0,009%; e - o restante sendo ferro e impurezas resultantes da fabricação.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por, para pelo menos uma entre a primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2), o aço do substrato (3, 4) compreender, em peso: - 0,24% < C < 0,38% - 0,40% < Mn < 3% - 0,10% < Si < 0,70% - 0,015% < AI < 0,070% - 0% < Cr < 2% - 0,25% < Ni < 2% - 0,015% < Ti < 0,10% - 0% < Nb < 0,060% - 0,0005% < B < 0,0040% - 0,003% < N < 0,010% - 0,0001% < S < 0,005% - 0,0001% < P < 0,025% - em que os teores de titânio e nitrogênio satisfazem a seguinte relação: - Ti/ N > 3,42; - e os teores de carbono, manganês, cromo e silício satisfazem a seguinte relação: - o aço, opcionalmente, compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: - 0,05% < Mo < 0,65%; - 0,001% < W < 0,30%; - 0,0005% < Ca < 0,005%; - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pela soldagem a laser ser realizada utilizando um gás de proteção, em particular hélio e/ ou argônio.

14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pela primeira e a segunda chapas de aço pré-revestidas (1, 2) terem espessuras diferentes.

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pela soldagem ser realizada sem a utilização de material de enchimento.

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pela soldagem ser realizada utilizando um material de enchimento.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo material de enchimento ter a seguinte composição, em peso: - 0,1% < C < 1,2%; - 0,01% < Mn < 10%; - 0,02% < Ni < 7%; - 0,02% < Cr < 5%; - 0,01% < Si < 2%; - opcionalmente: - traços < Mo < 1%; - traços < Ti < 0,1%; - traços < V < 0,1%; - traços < B < 0,01%; - traços < Nb < 0,1%; - traços < Al < 0,05%; e - o restante sendo ferro e impurezas inevitavelmente resultantes da fabricação.