CN108367386B - 用于结合两个坯件的方法及获得的坯件和产品 - Google Patents

Abstract

用于结合第一坯件(A)和第二坯件(B)的方法，该第一坯件和该第二坯件中的至少一个包括至少一个铝层或一个铝合金层或一个锌层或一个锌合金层。该方法包括选择待被结合到该第二坯件的该第一坯件的第一部分，并选择待被结合到该第一部分的该第二坯件的第二部分；以及将该第一部分焊接到该第二部分。该焊接包括使用填料熔化激光束(L1)和焊接激光束(L2)，且使两个激光束在焊接方向上移位以熔化并且混合填料焊丝(25)材料与所述两个坯件的熔化部分。本公开内容还涉及通过这些方法中的任何一种方法获得的坯件，并涉及由这样的坯件获得的产品。

Description

用于结合两个坯件的方法及获得的坯件和产品

本申请要求享有于2015年12月18日提交的欧洲专利申请EP15382641.7的权益。

本公开内容涉及用于结合两个坯件的方法，以及用于在结合两个坯件之后获得产品的方法。本公开内容还涉及通过这些方法中的任何一种方法获得的产品或通过这些方法中的任何一种方法可获得的产品。

背景技术

以减轻部件重量为目的低成本生产金属件的新材料和工艺的开发在汽车工业中至关重要。为了实现这些目的，汽车工业已经开发了超高强度钢(UHSS)，该超高强度钢表现出每单位重量的优化最大强度且表现出有利的可成形性性能。这些钢被设计为在热处理之后获得微观结构，这赋予良好的机械性能并且使它们尤其适于用来使钢坯件成型为特定汽车零件的热冲压工艺。由于在热冲压期间坯件经受侵蚀性气氛，因此所述钢通常被涂敷以避免腐蚀和氧化。

在尝试使部件的重量最小化同时考虑结构要求时，可以使用所谓的“拼焊(tailored)坯件”。在这些技术中，部件可以由复合金属坯件制成，该复合金属坯件是通过焊接具有可选的不同厚度、不同材料、尺寸和性能的若干个坯件获得的。至少在理论上，使用此种技术可以优化材料的使用。不同厚度的坯件可以被结合，或钢坯件可以与不同材料的坯件结合，例如在需要它们的情况下使用每种材料的特定性能。

这些坯件可以被“边缘到边缘”(“对接结合(butt-joining)”)地焊接。这些所谓的拼焊坯件被设计为被热成型且之后被组装以形成汽车零件。拼焊焊接坯件可以被用于结构部件，诸如门、B柱、传动杆、底板、保险杠等。

类似地，“拼缝件(patchwork)”坯件是已知的，其中不必“边缘到边缘”地焊接若干个坯件，而是代替地可以使用部分重叠或完全重叠的坯件。

在汽车工业中使用的钢的一个实例是22MnB5钢。下文按重量百分比计概述了22MnB5的组分(其余为铁(Fe)和杂质)：

C	Si	Mn	P	S
					0.20–0.25	0.15–0.35	1.10–1.35	<0.025	<0.008
Cr	Ti	B	N
					0.15–0.30	0.02–0.05	0.002–0.004	<0.009

具有类似化学组分的若干22MnB5钢是商业上可得的。然而，22MnB5钢的每种成分的确切量在不同制造商间可能略有变化。

是由Arcelor制造的商业上可得的22MnB5钢的一个实例。下文按重量百分比计概述了

的组分(其余为铁(Fe)和杂质)：

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ti	B	N
									0.24	0.27	1.14	0.015	0.001	0.17	0.036	0.003	0.004

在其他实施例中，22MnB5可以含有大约0.23％的C、0.22％的Si和0.16％的Cr。该材料还可以以不同比例包括Mn、Al、Ti、B、N、Ni。

也可以在汽车工业中使用UHSS的多种其他钢组分。特别地，EP 2 735 620 A1中描述的钢组分可以被认为是合适的。可以具体参考EP 2 735 620的表1和第0016-0021段，以及具体参考第0067-0079段的考虑。在一些实施例中，UHSS可以含有大约0.22％的C、1.2％的Si和2.2％的Mn。

任何这些组分(诸如

的22MnB5钢和之前提及或参照的其他组分)的钢可以被提供有涂层以防止腐蚀和氧化损害。此涂层可以是例如铝-硅(AlSi)涂层或主要包括锌或锌合金的涂层。

拼缝件坯件和拼焊坯件也可以被用在其他工业中或在其他工业中有用。

在铁素体-珠光体条件下提供

机械性能与此结构有关。在加热、热冲压和随后的快速冷却(淬火)之后，获得马氏体微观结构。结果，最大强度和屈服强度明显增加。

如之前提及的，

可以被提供有铝-硅(AlSi)涂层，以便防止腐蚀和氧化损害。然而，此涂层具有与其焊接行为相关的重要影响。如果在没有任何其他措施的情况下焊接

坯件，则该涂层的铝可能进入到焊接区域内并且这可以导致所得到的部件的机械性能明显降低，且增大焊接区中断裂的可能性。

为了克服此问题，在DE202007018832U1中提出了一种方法，该方法在于移除(例如通过激光烧蚀)靠近焊接间隙的区域中的涂层的一部分。此方法具有的缺点是，需要附加步骤来生产(拼焊)坯件和部件，且尽管该工艺具有重复性质，但是此附加步骤要求将要被废弃的零件的数目增多的复杂质量过程。这必定使得焊接步骤的成本增加并且限制工业中的技术竞争力。

US20080011720提出了一种用于通过激光束来激光焊接至少一个金属工件的工艺，所述工件具有含有铝的表面，特征在于该激光束与至少一个电弧结合，以便使金属熔化并且焊接所述工件。在该弧前面的激光允许使用包芯焊丝或含有诱发有利于维持整个熔化区的奥氏体结构的γ相(Mn、Ni、Cu等)的类似物。

然而，已经发现填料材料沿着焊接区的深度仅部分稀释的问题，所述问题导致焊接强度降低。此外，填料材料可能在焊接区中不均质地分布。这可能导致在某些区域中材料累积(隆起物)，因此局部地影响焊接区的行为。也就是说，焊接区的机械性能可能变化。另一个问题可能是可能需要在施加填料材料之前预加热填料材料，这是因为否则电弧可能不能够使它熔化。

在本文中，坯件可以被认为是尚未经历一个或多个处理步骤(例如变形、机械加工、表面处理或其他)的物品。这些物品可以是大体上平坦的板或具有多个复杂形状。

在本文中所描述的焊接方法的实施例中，避免或至少部分地减少上述缺点。

发明内容

在第一方面中，本发明提供了一种用于结合第一坯件和第二坯件的方法，该第一坯件和该第二坯件中的至少一个包括至少一个铝层或一个铝合金层或一个锌层或一个锌合金层。该方法包括：选择待被结合到该第二坯件的该第一坯件的第一部分，并选择待被结合到该第一部分的该第二坯件的第二部分；使用第一激光束和第二激光束使该第一部分熔化到该第二部分，同时向焊接区供应填料焊丝。在焊接期间该第一激光束使该填料焊丝熔化在该焊接区中，以及使用该第二激光束使所述坯件的该第一部分和该第二部分熔化并且使该第一部分和该第二部分与熔化的填料焊丝混合。

通过使用两个激光束，每个激光束用于不同的目的，可根据激光束的预期用途调整两个激光束的特性。这样的特性可以是激光束的功率或光斑的尺度。例如，可能需要与熔化坯件的部分不同的功率来熔化填料焊丝。另一个实施例可以是与填料焊丝的尺寸相比的焊接区的宽度；每个激光束可能要求不同的光斑尺寸。

不受任何理论束缚，相信通过两个激光束可以生成或改善焊接区(在熔化坩埚中)的马兰戈尼效应。

马兰戈尼效应(也被称为吉布斯-马兰戈尼效应)是由于表面张力梯度而沿着两种流体之间的界面的质量转移。在目前的情况下，马兰戈尼效应是由于焊池中的温度分布而在“焊池”中建立的流体流动。表面张力取决于温度，因此这些温度差异在焊池的表面上建立表面张力梯度。也就是说，更靠近表面-且因此更热的基体的熔化部分和填料材料的熔化部分将被从表面张力较低(温度较高)的区域牵引到表面张力较高(温度较低)的区域。结果，以这样的方式建立流体流动(流体是基体的熔化部分和填料-加强-材料的熔化部分)，使得填料材料在焊接区中的高度分布和渗透增加。流体流动可以类似于从焊接区的上部较热层朝向其下部较冷层的螺旋式向下移动。

在一些实施例中，使用第二激光束可以包括以振荡方式使第二激光束移位，以使得所述坯件的该第一部分和该第二部分与熔化的填料焊丝混合。激光束的振荡运动可以导致焊池中的材料由于(部分地由于)马兰戈尼效应而更均质地混合。这样的振荡移动可以包括不同的束运动，诸如围绕中心点的螺旋式移动或圆形移动、沿着焊接方向的摆动移动或波形(Z形)移动，或其组合。

在一些实施例中，使用该第二激光束包括生成双光斑，以使得该第一部分和该第二部分熔化，且使得所述坯件的该第一部分和该第二部分与熔化的填料焊丝混合。可以通过双光斑激光光学器件生成两个子束，每个子束生成该双光斑的两个光斑中的一个。使用双光斑还可以使焊池中的材料更均质地混合，原因仍是由于(部分地由于)马兰戈尼效应。

在一些实施例中，用于熔化该填料焊丝的该第一激光束可以具有一个尺寸对应于(例如等于或大于)填料焊丝直径的光斑。因此，它可以准确地且精确地集中它的全部能量以用于熔化填料焊丝的目的。用于使该第一部分熔化到该第二部分且用于混合熔化的填料焊丝的第二激光束可以生成一个尺寸大体上对应于该焊接区的尺寸的光斑或双光斑。更具体地，在单个光斑的情况下，焊接区的尺寸(例如宽度)可以等于或大于光斑的尺寸。在双光斑的情况下，焊接区的尺寸(例如宽度)可以等于或大于该双光斑的两个光斑的合计尺寸。焊接区的尺寸可以是期望的焊接的尺寸。它可以对应于所述坯件的已知公差，以使得在焊接期间坯件之间的任何间隙被适当地填充。

在一些实施例中，可以由单个激光头生成两个激光束。这可以便于对准和提高焊接速度。

在一些实施例中，可以由第一激光头生成该第一激光束，且可以由第二激光头生成该第二激光束。这可以允许更容易地单独控制两个束的束特性(例如形状、功率)。

在一些实施例中，两个激光束可以生成被布置成与焊接方向大体上一致的光斑。由该第二激光束生成的一个光斑或多个光斑可以在该第一激光束的光斑之前或之后。因此，该第一激光束可以生成一个光斑，且该第二激光束可以生成一个或多个光斑，且该第一激光束和该第二激光束的光斑可以被布置成与焊接方向大体上一致。

在一些实施例中，当使用该第二激光束生成双光斑时，该第一激光束的光斑可以被布置成在由该第二激光束生成的双光斑的光斑之前、之后或之间。此外，该双光斑的两个光斑可以垂直于焊接方向布置。替代地，该双光斑的两个光斑可以与焊接方向共线布置。

在一些实施例中，当所述光斑垂直于焊接方向布置时，该第二激光束的双光斑的两个光斑可以在该第一激光束的光斑之前或之后。替代地，该第一激光束的光斑可以共线布置在双光斑的光斑之间。

在一些其他实施例中，当所述光斑与焊接方向共线布置时，该第二激光束的双光斑的两个光斑可以在该第一激光束的光斑之前或之后。替代地，该第一激光束的光斑可以共线布置在该双光斑的光斑之间。

光斑布置的选择可以取决于涂层、填料材料、期望的焊接的特性或其组合的特性。在一些实施例中，该第一坯件和第二坯件可以被对接接合，该第一部分可以是该第一坯件的边缘，且该第二部分可以是该第二坯件的边缘。具体地，可以使用平头对接接合(squarebutt-joint)(不需要机械加工或斜切边缘)。更具体地，可以使用封闭平头对接焊接。

在一些实施例中，该第一坯件和/或该第二坯件包括具有涂层的钢基体，该涂层包括铝层或铝合金层或锌层或锌合金层。在一些实施例中，该第一坯件和/或该第二坯件的这样的钢基体可以是超高强度钢，特别是22MnB5钢。

在另一方面，公开了一种用于形成产品的方法。该方法包括形成坯件，包括根据在本文中所描述的任一种方法的结合第一坯件和第二坯件的方法、加热该坯件、以及使加热的坯件热变形并随后淬火。

在又另一方面，公开了通过在本文中所提出的方法中的任何一种方法可获得的坯件。

在又另一方面，公开了通过在本文中所提出的用于形成产品的方法获得的产品。

不同的激光器可以被用于激光焊接，诸如具有足够功率的Nd-YAG(掺钕钇铝石榴石激光器)和CO2激光器。Nd-YAG激光器是商业上可得的，且构成成熟的技术。此类型的激光器还可以具有使坯件的部分(连同弧)熔化的足够的功率并且允许使激光器的焦点的宽度变化且因此使焊接区的宽度变化。减小“光斑”的尺寸增加了能量密度。

根据焊接区的任何要求，可以使用不同的填料焊丝，这是因为可以根据填料焊丝的要求(例如熔化温度)调整填料焊丝熔化激光器的功率。使用的填料焊丝可以包括γ化元素(gammagenic element)，以使奥氏体相稳定。奥氏体稳定元素抵消Al或Zn的铁素体稳定效果，因此最少化(或避免)最终的焊接接合中的铁素体。根据此方面，铝(或锌)可以存在于焊接区中，但是当填料焊丝包括使奥氏体相稳定的γ化元素时铝(或锌)在热变形(诸如热冲压)之后不会导致机械性能较差。这些γ化元素可以被引入焊接区中并且与熔体混合，结果，可以通过加热获得奥氏体(γ相铁，或γ-Fe)。在热变形之后的快速冷却(淬火)期间，因此可以获得给出令人满意的机械特性的马氏体微观结构。

因此不需要移除铝、铝合金、锌或锌合金层，诸如在一些现有技术方法中提出的。当例如有涂层的钢坯件将被焊接时，这可以被更快地且更便宜地完成，因为不再需要中间工艺步骤。

γ化元素在本文中应被理解为促进γ相(即奥氏体相)的化学元素。γ化元素(或“奥氏体稳定元素”)可以选自包括镍(Ni)、碳(C)、锰(Mn)、铜(Cu)和氮(N)的一组。尽管添加“铁素体稳定元素”可能抵消“奥氏体稳定元素”的作用，但是可选地当对于填料的组分考虑其他因素时，这些“铁素体稳定元素”仍可以是合适的成分。例如，为了改进硬度，钼(Mo)可以是合适的元素，且例如为了抗腐蚀性，硅(Si)和铬(Cr)可以是合适的成分。

铝合金在本文中应被理解为其中铝为主要元素的金属合金。锌合金在本文中应被理解为其中锌为主要元素的金属合金。

优选地，填料焊丝中的γ化元素的量足以补偿α化元素(alphagenic element)(诸如Cr、Mo、Si、Al和Ti(钛))的存在。α化促进α铁(铁素体)的形成。这可以导致机械性能降低，原因是热冲压和淬火之后所得到的微观结构可能包括马氏体-贝氏体和铁素体。

在一些实施例中，填料可以含有奥氏体稳定元素，且可以具有按重量百分比计的组分：0％-0.3％的碳、0％-1.3％的硅、0.5-7％的锰、5％-22％的铬、6％-20％的镍、0％-0.4％的钼、0％-7％的铌，其余为铁和不可避免的杂质。

在其他实施例中，金属填料材料可以是不锈钢AlSi316L，如商业上可得自例如

此金属填料可以具有以下按重量百分比计的组分：0％-0.03％的碳、2.0％-3.0％的钼、10％-14％镍、1.0％-2.0％的锰、16％-18％的铬、0.0％-1.0％的硅，其余为铁和不可避免的杂质。

替代地，可以使用431L HC，如商业上可得自例如

此金属填料具有以下按重量百分比计的组分：70％-80％的铁、10％-20％的铬、1.0％-9.99％的镍、1％-10％的硅、1％-10％的锰，其余为杂质。

又一些实施例可以使用3533-10，如还是可商业上得自例如

该填料具有以下按重量百分比计的组分：2.1％的碳、1.2％的硅、28％的铬、11.5％的镍、5.5％的钼、1％的锰，其余为铁和杂质。

发现在这些组分中存在镍导致抗腐蚀性良好并促进形成奥氏体。铬和硅的添加有助于抗腐蚀性，且钼有助于增加硬度。在替代实施例中，也可以使用其他不锈钢，甚至UHSS。在一些实施例中，填料可以纳入任何根据情况提供更高或更低机械特性的成分。

此外，还发现这些混合物的填料导致最终工作产品的机械性能非常令人满意，即在热冲压和淬火之后。另外，可以使用其他填料。

在第二方面，本公开内容提供了一种用于形成产品的方法，该方法包括形成坯件，包括根据在本文中所描述的焊接方法中的任何一种方法的结合第一坯件和第二坯件的方法，并随后加热坯件，并且使加热的坯件热变形并且淬火。加热可以包括在变形之前在炉中热处理。热变形可以包括例如热冲压或深拉。

附图说明

下面将参考附图描述本公开内容的非限制性实施例，其中：

图1a-图1d示意性地例示了结合两个坯件的实施例；

图2a-图2c示意性地例示了根据多个实施方式的用于焊接激光束和填料焊丝熔化束的示例布置；以及

图3a-图3f示意性地例示了焊接激光束和填料焊丝熔化束的相对位置。

图4是结合坯件的方法的流程图。

具体实施方式

图1a-图1d示意性地例示了结合坯件的方法的实施例。在图1a中，第一坯件A的第一部分或区域A1被结合到第二坯件B的第二部分或区域B2。在此实施例中，两个坯件将被对接结合，即边缘到边缘焊接，特别地具有直边缘(不需要边缘的特定成形/斜切)。

在此实施例中，坯件A和坯件B二者都可以是涂层钢，诸如例如

两个坯件可以包括钢基体1，涂层2可以被设置在该钢基体上。在此实施例中施加的涂层是铝-硅(Al87Si10Fe3)。由于该涂层的施加工艺，因此所得到的涂层可以具有金属合金层4和金属间层3，如图1b-图1d中所例示的。

图1b-图1d示意性地例示了沿着由线x-y限定的平面的横截面视图和根据双重激光焊接的一些实施例的对应的俯视图。这样的由线x-y限定的平面对应于焊接束C，即坯件A的边缘接触坯件B的边缘的线。在这些实施例中，坯件A和B可以包括具有涂层2的钢基体1，该涂层2可以具有作为最外层的金属合金层4和布置在钢基体1和金属合金层4之间的金属间层3。当坯件A和B被焊接时，填料以及坯件A和B的焊接部分的涂层和钢基体在焊接束中混合。因此，在焊接之后，焊接束不包括限定的涂层。在这些实施例中，箭头WD在俯视图中指示焊接方向。

图1b还例示了沿着由线x-y限定的平面的横截面视图和根据双重激光焊接的一个实施例的结合方法的对应的俯视图。示意性示出了具有激光头21的填料金属熔化激光器20的横截面和俯视图，第一激光束L1从激光头21射出。填料焊丝25可以被用作焊接材料。还示意性地例示了具有激光头31的激光焊机30，第二激光束L2从激光头31射出。

在双重激光焊接工艺中，两个激光束协作以形成焊接区40。在此实施例中，第一激光束L1(直接)使填料焊丝熔化。第二激光束L2使焊池中的坯件的位于大体上两个坯件将被焊接的位置的部分熔化。熔化的填料焊丝被引导在共同的焊池中，与此同时熔化的填料焊丝与坯件的熔化部分混合。随着填料焊丝熔化，坯件之间的任何间隙可以被填充且可以建立焊接。

图1b还例示了在坯件A和B的待被焊接的区中建立的焊接区40的俯视图。激光束光斑S1对应于由第一激光束L1建立的光斑，而激光束光斑S2对应于由第二激光束L2建立的光斑。

在图1b的实施例中，第二激光束L2、激光焊机束能够以摆动方式移动以使焊池中的材料由于马兰戈尼效应而混合。因为坯件的熔化部分包括钢基体材料以及涂层材料，因此使焊池配料混合可以避免归因于Al合金涂层的任何有害效果，且因此焊接区的机械性能可以不被影响。

可以看到，在此情况，不需要在焊接之前移除钢基体的涂层，这是因为材料沿着坯件的整个厚度的均质混合减轻了涂层的任何有害影响，因此简化和加快了制造。这可以使得成本显著降低。同时，合适组分的填料焊丝可以确保在用于

的标准热处理之后且在热变形工艺(诸如热冲压)之后获得良好的机械性能。

用于

坯件的标准处理将是在例如炉中加热获得的坯件，以(尤其)引起基础钢的奥氏体化。然后坯件可以被热冲压以形成例如保险杠梁或柱。在热变形之后的快速冷却期间，因此可以获得给出令人满意的机械特性的马氏体。标准处理不以任何方式受在本文中所提出的结合方法的影响。特别地，由于被供应到焊接区的合适的填料焊丝(即具有γ化元素的填料焊丝)的元素，尽管存在铝，在焊接的区域中也可以获得马氏体结构。

图1c还例示了沿着由线x-y限定的平面的横截面视图和根据双重激光焊接的另一个实施例的结合两个坯件的方法的对应的俯视图。示意性示出了具有激光头21的填料金属熔化激光20，第一激光束L1从激光头21射出。填料焊丝25可以被用作焊接材料。还示意性地例示了具有激光头31的激光焊机30，两个子激光束L2a和L2b从激光头31射出。激光头31可以包括双光斑激光光学器件。

在双重激光焊接工艺的此实施例中，所述激光束也协作以形成焊接区40。第一激光束L1与参考图1b所讨论的实施例类似地熔化填料焊丝25。两个子束L2a和L2b生成双光斑，所述双光斑使焊池中的坯件的位于大体上两个坯件将被焊接的位置的部分熔化。熔化的填料焊丝被引导在共同的焊池中，与此同时熔化的填料焊丝与坯件的熔化部分混合。双光斑可以保证熔化的填料焊丝材料与坯件的熔化部分混合，而不需要子束L2a和L2b的任何摆动。

图1c还例示了在坯件A和B的待被焊接的区中建立的焊接区40的俯视图。激光束光斑S1对应于由第一激光束L1形成的光斑，而激光束光斑S2a和S2b分别对应于由子束L2a和L2b形成的光斑。

图1d表示图1b的实施例的一个变体，具有单个激光头51和熔化焊丝并焊接的单个激光器。在此实施例中，熔化和焊接激光器50具有单个激光头51，第一激光束L1和第二激光束L2从激光头51射出。

图2a示意性地例示了根据一个实施例的结合两个坯件的方法的俯视图。第一坯件A将沿着焊缝C结合到第二坯件B，其中第一激光束光斑S1可以负责使填料焊丝25熔化在焊缝C区中，且第二激光束光斑S2可以负责使第一坯件A的一部分和第二坯件B的一部分熔化以及使熔化的填料焊丝材料与所述坯件的熔化部分混合。穿孔线圆圈指示第二激光束的圆形移动，以使熔化的材料均质地混合。图2b示意性地例示了激光束光斑S2的波形移动，而图2c示意性地例示了激光束光斑S2的摆动移动。移动的选择可以取决于焊接区特性。

在目前在本文中所例示的所有实施例中，呈平坦板的形状的坯件被结合在一起。应清楚的是，在本文中所公开的方法的实施例也可以适用于不同形状的坯件。

图3a-图3f示意性地例示了当双光斑激光束被用于使坯件的部分熔化并且用于使坯件的熔化部分与熔化的填料焊丝混合时从第一激光束和第二激光束生成的光斑的相对位置。箭头指示焊接方向。在图3a-图3c中，三个光斑沿着焊接方向共线布置。在图3a中，双光斑的光斑S2a和S2b在填料焊丝熔化束的光斑之前。在图3b中，填料焊丝熔化束的光斑S1在双光斑的光斑S2a和S2b之前。在图3c中，填料焊丝熔化束的光斑S1被插置在双光斑的两个光斑S2a和S2b之间。在图3d中，双光斑的光斑S2a和S2b在填料焊丝熔化束的光斑S1之前。然而，在此情况下，双光斑的两个光斑垂直于焊接方向布置。在图3e中，双光斑的两个光斑S2a和S2b也垂直于焊接方向布置，但是，与图3d的布置相反，它们在填料焊丝熔化束的光斑S1之后。最后，在图3f中，三个光斑沿着垂直于焊接方向的方向布置，其中填料焊丝熔化束的光斑S1被插置在双光斑的两个光斑S2a和S2b之间。

当使用双光斑时，两个光斑也可以诱发或改善类似的马兰戈尼效应，且可以再次被均质地分布焊接区的元素，其中填料中的奥氏体稳定元素到达焊接的底部。因此，铝在热变形工艺(诸如热冲压)之后不会导致焊接区中的机械性能更差。

铁素体和奥氏体的百分比取决于铝的量。添加这些奥氏体稳定不锈填料材料可以增加使铁素体相开始所需要的铝的质量含量。换句话说，由于填料，在焊接区域中可以允许更多的铝，同时仍维持期望的机械性能，即，同时仍确保奥氏体的存在。因此，焊接区域中的铝的影响可以被最小化并且可以获得具有良好机械性能的焊接接合。

图4是根据一个实施例的结合坯件的方法的流程图。在方框105中，可以选择待被结合到第二坯件的第一坯件的第一部分。该第一坯件可以包括至少一个铝层或一个铝合金层或一个锌层或一个锌合金层。在一些实施例中，该第一坯件可以包括具有涂层的钢基体，该涂层包括所述铝层或所述铝合金层或所述锌层或所述锌合金层。在一些实施例中，该钢基体可以是超高强度钢，特别地该钢可以是硼钢。

在方框110中，可以选择待被结合到第一部分的第二坯件的第二部分。该第二坯件也可以包括至少一个铝层或一个铝合金层或一个锌层或一个锌合金层。在一些实施例中，该第二坯件可以包括具有涂层的钢基体，该涂层包括所述铝层或所述铝合金层或所述锌层或所述锌合金层。在一些实施例中，该钢基体可以是超高强度钢且特别是硼钢。

在方框115中，使用激光焊接束，所述坯件的第一部分和第二部分可以被熔化在焊接区中。在方框120中，填料焊丝可以被供应并且使用填料焊丝熔化激光束使其熔化到焊接区。该填料焊丝熔化激光束对应于第一激光束。这样的第一激光束被布置成使填料焊丝熔化在焊接区中。激光焊接束可以对应于第二激光束。使用这样的第二激光束可以包括以振荡方式使该第二激光束移位或使用双光斑激光器。

在方框125中，所述坯件的熔化部分和熔化的填料焊丝在焊接区中混合以产生焊接。通过使填料沿着整个焊接区(即沿着所述坯件的整个厚度)混合，可以改善焊接的机械性能。

获得了良好的机械性能，其中通过使用填料焊丝熔化激光束和焊接激光束由双重激光焊接来焊接两个

坯件。特别地，当使用含有奥氏体稳定材料的填料时获得高拉伸强度。获得的拉伸强度可以比得上未焊接的

产品和焊接的22MnB5未涂敷硼的产品。

使用相对高的焊接速度、改进制造工艺并且减少焊接时间可以获得这些良好的机械性能。在多个实施例中可以达到5m/min-12m/min的焊接速度。

尽管本文仅公开了数个实施例，但是这些实施例的其他替代、修改、用途和/或等同物也是可能的。此外，所描述的实施例的所有可能的组合被涵盖。因此，本公开内容的范围不应由具体实施例限制，而应仅通过对所附权利要求的合理解读来确定。

Claims (13)

1.用于结合第一坯件和第二坯件的方法，其中该第一坯件和/或该第二坯件包括具有铝涂层或铝合金涂层的钢基体，且其中该第一坯件和该第二坯件被平头对接接合，第一部分是该第一坯件的边缘，且第二部分是该第二坯件的边缘，该方法包括：

选择待被结合到该第二坯件的该第一坯件的第一部分，并选择待被结合到该第一部分的该第二坯件的第二部分；

使用第一激光束和第二激光束使该第一部分和该第二部分熔化，同时向焊接区供应填料焊丝，其中

在焊接期间该第一激光束使该填料焊丝熔化在焊接区中，以及

使用该第二激光束使所述坯件的该第一部分和该第二部分熔化并且使该第一部分和该第二部分与熔化的填料焊丝混合，以及

其中使用该第二激光束包括以振荡方式使该第二激光束移位，以使得所述坯件的该第一部分和该第二部分与熔化的填料焊丝混合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用该第二激光束包括使用双光斑激光束，以使该第一部分和该第二部分熔化并且使所述坯件的该第一部分和该第二部分与熔化的填料焊丝混合。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中该第一激光束生成一个尺寸大体上对应于填料焊丝直径的光斑，且该第二激光束生成一个尺寸大体上对应于该焊接区的尺寸的单个光斑或双光斑。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中该第一激光束和该第二激光束由单个激光头生成。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中该第一激光束由第一激光头生成，且该第二激光束由第二激光头生成。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中该第一激光束生成一个光斑，且该第二激光束生成一个或多个光斑，且该第一激光束和第二激光束生成被布置成与焊接方向大体上一致的光斑。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中使用该第二激光束包括生成双光斑，且其中该双光斑的光斑大体上垂直于焊接方向布置。

8.根据权利要求7所述的方法，其中该双光斑的光斑在焊接方向上在该第一激光束的光斑之前或之后。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中使用该第二激光束包括生成双光斑，且其中该双光斑和该第一激光束的光斑共线布置，其中该第一激光束的光斑被布置在该双光斑的光斑之间。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中该填料焊丝包括γ化元素。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中该第一坯件和/或该第二坯件的钢基体是超高强度钢。

12.根据权利要求11所述的方法，其中该第一坯件和/或该第二坯件的钢基体是22MnB5钢。

13.用于形成产品的方法，该方法包括：

形成坯件，形成坯件包括根据权利要求1-12中的任一项所述的方法结合第一坯件和第二坯件，

加热该坯件，以及

使加热的坯件热变形并随后淬火。

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