ES2971684T3 - Componente estructural de un vehículo y procedimiento de fabricación - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para la fabricación de una pieza de un componente estructural de un vehículo, destinada a ser unida mediante soldadura por puntos a una segunda pieza, a partir de una placa de acero recubierta y de un espesor de 1-3 mm, que comprende someter la placa a una estampación en caliente, sometiendo posteriormente al menos una zona localizada y previamente seleccionada de la primera pieza a un tratamiento térmico, irradiándola con un haz láser de diodo de una potencia comprendida entre 500 W y 6 kW hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 400 -900 °C, dejándola enfriar para cambiar su microestructura, proporcionando a dicha zona un contenido intencionadamente menor de martensita y en consecuencia una menor resistencia y un mayor alargamiento en comparación con las de sus zonas adyacentes que no han sido tratadas térmicamente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Componente estructural de un vehículo y procedimiento de fabricación
Campo técnico de la invención
[0001]La invención se refiere a un componente estructural de un vehículo obtenido a partir de una placa de acero de alta resistencia o ultra alta resistencia con un revestimiento a base de silicio y aluminio destinado a formar parte de una estructura compleja, tal como la estructura de un vehículo automotor. El componente estructural de la invención puede ser, a modo de ejemplo, uno cualquiera de la siguiente lista abierta: un refuerzo de ventana, una viga de parachoques, un refuerzo de montante de abertura, un refuerzo de poste central o un refuerzo de puerta.
[0002]Dicho componente está formado por al menos una primera parte que se ha sometido durante el proceso para obtenerlo a un tratamiento específico para cambiar su microestructura en una zona localizada y previamente seleccionada.
Antecedentes de la invención
[0003]En el campo de la automoción, está muy extendido el uso del procedimiento de estampación en caliente para formar componentes estructurales del vehículo. Durante este procedimiento se logra simultáneamente un cambio homogéneo en la microestructura del material metálico de partida y la formación de la pieza terminada deseada.
[0004]Por tanto, la microestructura de placas de acero 22MnB5 de un espesor entre 0,8 y 2,5 mm, por ejemplo, con frecuencia usadas en el campo de la automoción debido a su comportamiento mecánico después de la estampación, se convierte típicamente en dos etapas de ferrita-perlita a austenita por medio de un tratamiento térmico específico seguido de una transformación de fase martensítica durante el enfriamiento en las prensas de estampación.
[0005]Con el propósito de obtener piezas con zonas localizadas que tienen diferente dureza y ductilidad, se han divulgado recientemente variantes de los procedimientos típicos por medio de los que zonas localizadas de las partes obtenidas no muestran una microestructura martensítica pura, lo que provoca que la pieza terminada sea ligeramente más dúctil que las partes obtenidas siguiendo el procedimiento típico.
[0006]Esto se logra reduciendo la tasa de enfriamiento, solo en aquellas zonas seleccionadas, hasta una proporción por debajo de la tasa requerida de 27 K/s, que es esencial para alcanzar una microestructura martensítica pura.
[0007]Para poner en práctica estas variantes de los procedimientos típicos, los documentos de patente DE 102005032113 y EP 1715066 proponen el uso de prensas con unas placas o cuerpos de prensado que se proporcionan en zonas localizadas con medios de calentamiento para calentar las zonas deseadas de la pieza durante la fabricación, así como con medios aislantes de modo que se controle y localice la energía térmica transmitida a dichas zonas. El documento DE 102004023579 A1 divulga un proceso para el tratamiento térmico de un componente de unión de acero inoxidable que implica el tratamiento térmico de una región parcial del componente con el consiguiente ablandamiento del acero útil en la construcción de automóviles, especialmente para reforzar carrocerías de automóviles.
[0008]Un objetivo de la presente invención es un procedimiento alternativo para lograr el mismo resultado, así como un componente estructural de un vehículo que se puede obtener por medio del procedimiento de la invención.
[0009]Otro objetivo de la presente invención es un procedimiento que no requiere cambio de herramientas para poner en práctica la operación de estampación en caliente. En otras palabras, no requiere reemplazar las prensas que se han usado hasta ahora por prensas con sectores delimitados por elementos aislantes y que incorporan medios de calentamiento.
[0010]De acuerdo con otro aspecto de la invención, es deseable que el procedimiento alternativo sea de aplicación para obtener componentes estructurales obtenidos a partir de una placa de acero USIBOR® 1500 P
[0011]En general, los componentes estructurales de un vehículo normalmente se forman de uno en uno por la conexión de dos o más partes resultantes de la formación por estampación en caliente de una placa de acero con un revestimiento a base de silicio y aluminio, de un espesor comprendido entre 1 y 3 mm. La conexión de dichas partes se puede realizar por arco, láser, soldadura por resistencia, etc.
[0012]La soldadura por puntos, en particular, que es un procedimiento de soldadura por resistencia, es una técnica muy bien conocida aplicada en la industria de la automoción. No obstante, recientemente se ha detectado la aparición de problemas en soldaduras de este tipo debido a la aparición de nuevos aceros de alta resistencia (HSS) o de ultra alta resistencia (UHSS) usados para fabricar partes que cuando se conectan forman los componentes estructurales de un vehículo. Específicamente se ha descubierto que cuando dos partes de aceros de alta o ultra alta resistencia se conectan por medio de una soldadura por puntos, la dureza disminuye drásticamente en la zona afectada por el calor debido a la soldadura. Debido a la gran diferencia entre las durezas del resto de las partes y la soldadura con la zona afectada por el calor debido a la soldadura, los esfuerzos se concentran precisamente en dicha zona y la rotura del componente estructural comienza justo en la zona afectada por el calor. En cambio, la diferencia de durezas entre la zona afectada por el calor y el resto de la parte en acero normal no es tan grande, por lo que la rotura comienza en un punto del material base de la parte.
[0013]Para solucionar este problema se han sometido a prueba diferentes procedimientos, tales como, por ejemplo, la aplicación de frecuencia durante el proceso de soldadura por puntos, pero no se han logrado resultados del todo satisfactorios.
[0014]Por lo tanto, otro objetivo de la presente invención consiste en cómo obtener un componente estructural de un vehículo que no experimente este problema en caso de estar formado por la conexión de dos partes conectadas por soldadura por puntos.
Divulgación de la invención
[0015]Con el propósito de proporcionar una solución a los problemas planteados, se divulga un procedimiento para la fabricación de una parte de un componente estructural de un vehículo, tal como un vehículo automotor, destinada a conectarse por soldadura por puntos a al menos una segunda parte. El alcance de la invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
[0016]El procedimiento de acuerdo con la invención comprende la operación de someter una placa o lámina de acero de ultra alta resistencia, con un revestimiento protector y de un espesor comprendido entre 1 y 3 mm, a una operación de formación por estampación en caliente anterior. El revestimiento protector es a base de silicio y aluminio que protege la placa de los efectos de la corrosión, descarburación, oxidación durante los tratamientos térmicos a los que puede estar sometida la placa, etc.
[0017]El procedimiento se caracteriza esencialmente por que comprende la operación posterior de someter al menos una zona localizada y previamente seleccionada de dicha primera parte a un tratamiento térmico posterior, irradiarla con un rayo láser de diodo de una potencia comprendida entre 500 W y 6 kW hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 400 °C y 900 °C, a continuación, dejar enfriar la primera parte para cambiar su microestructura, proporcionando a dicha zona localizada un contenido intencionadamente menor de martensita y, en consecuencia, un límite elástico menor y un elongación mayor en comparación con los de sus zonas contiguas no sometidas a dicho tratamiento térmico.
[0018]De acuerdo con otro rasgo característico de la invención, después de someterse al tratamiento térmico posterior en la zona localizada, la primera parte se deja enfriar a temperatura ambiente o se somete a una operación de enfriamiento controlada en la que la tasa de enfriamiento es igual a o menor que 10 °C/s.
[0019]De acuerdo con otro rasgo característico de la invención, el tratamiento térmico posterior en la zona localizada se realiza marcando una figura predeterminada en la misma por medio de un rayo láser de diodo con una óptica que tiene una sección transversal paralelepípeda, siendo la tasa de avance del rayo láser de 4 a 20 mm/s.
[0020]En una variante preferente, el procedimiento comprende la operación de irradiar una misma zona, o al menos parte de ella, más de una vez con el rayo láser de diodo.
[0021]De acuerdo con otro rasgo característico del procedimiento, se proporciona a la zona localizada una microestructura constituida en su mayor parte o en su totalidad por ferrita, perlita, martensita templada o una mezcla de cualquiera de las anteriores por medio de dicha radiación y posterior enfriamiento.
[0022]También se divulga un procedimiento para la fabricación de un componente estructural de un vehículo, que se caracteriza por que la primera etapa consiste en la fabricación de una primera parte de acuerdo con el procedimiento previamente descrito, seguido de una etapa de conectar una segunda parte a dicha primera parte por soldadura por puntos en la zona localizada de la primera parte, es decir, la zona que se ha tratado térmicamente por medio del rayo láser de diodo.
[0023]La aplicación del láser de diodo en la zona localizada de la primera parte seguido del proceso de enfriamiento provoca el mencionado cambio de la microestructura de la zona localizada, disminuyendo su contenido de martensita en la zona localizada y, por lo tanto, disminuyendo su límite elástico e incrementando su elongación, en comparación con el resto de la parte, lo que convierte dicha zona localizada en una zona de absorción de energía en caso de colisión. Además de estos efectos, el tratamiento térmico aplicado en la zona localizada, que es la zona por la que se conectará posteriormente la primera parte a la segunda parte por medio de soldadura por puntos, provoca la disminución anterior de la dureza en dicha zona, de modo que una vez que se ha realizado la soldadura por puntos, la diferencia entre la dureza de la parte y la soldadura no es tan diferente de la dureza de la zona afectada por el calor debido a la soldadura y, en consecuencia, la rotura se localiza en el material base de la parte, no en la zona afectada por el calor.
[0024]De acuerdo con la invención, se divulga un componente estructural de un vehículo, formado por una primera parte obtenida a partir de una placa de acero de ultra alta resistencia (UHSS) con un revestimiento protector, de un espesor comprendido entre 1 y 3 mm que, habiéndose sometido a una operación de formación por estampación en caliente anterior, comprende al menos una zona localizada, habiéndose sometido dicha zona localizada selectivamente, después de la formación de la primera parte, a un tratamiento térmico por medio de un rayo láser de diodo de alta potencia seguido de una etapa de enfriamiento para cambiar su microestructura, proporcionando a dicha zona localizada un contenido de martensita intencionadamente menor que el del resto de la parte con el propósito de mejorar la soldabilidad por puntos de la primera parte a una segunda parte contigua. De forma ventajosa, al reducir el contenido de martensita en la zona localizada, se reduce el límite elástico de dicha zona y se incrementa su elongación, lo que es favorable para la absorción de energía en caso de una colisión.
[0025]De acuerdo con otro rasgo característico del componente reivindicado, dicho componente comprende una segunda parte, obtenida a partir de una placa de acero de alta resistencia (HSS) o de ultra alta resistencia (UHSS) formada en caliente por estampación, conectada a la primera parte por medio de soldadura por puntos en la zona localizada de la primera parte.
[0026]De acuerdo con otro rasgo característico de la invención, la estructura de dicha zona localizada es a base de ferrita y perlita, habiéndose eliminado la estructura de martensita obtenida de la formación en caliente de la primera parte.
[0027]En un modo de realización no reivindicado, la primera parte, que forma el o una parte del componente, comprende varias zonas localizadas, cada una en forma de motas, manchas o tiras contiguas entre sí y en un número suficiente para modificar las propiedades mecánicas de dichas zonas localizadas de la placa, tales como su resistencia a la tracción, cuando está integrada en una estructura compleja, por ejemplo, la estructura de un vehículo automotor.
[0028]De acuerdo con otro rasgo característico de la invención, la resistencia a la tracción de la zona localizada o zonas localizadas de la primera parte del componente terminado tiene un valor entre un 30 % y un 50 % de la resistencia a la tracción medida después de su formación en caliente y antes de someterse al tratamiento térmico por medio del rayo láser de diodo.
[0029]En una variante de interés, la placa a partir de la que se obtiene el componente terminado es una placa de acero al boro, y su resistencia a la tracción medida después de la formación en caliente está comprendida entre 1200 MPa y 1600 MPa.
[0030]De acuerdo con la invención, el revestimiento protector de la placa es un revestimiento de aluminio y silicio.
Breve descripción de los dibujos
[0031]Un componente estructural en forma de refuerzo central de un vehículo automotor, otro en forma de montante entre la puerta trasera y el vidrio plano, y diferentes variantes de una zona localizada, irradiados selectivamente con un rayo láser para poner en práctica la invención, así como los resultados de las pruebas llevadas a cabo, se ilustran en los dibujos adjuntos a modo de ejemplo no limitante. Específicamente:
la figura 1 es una vista en planta de un refuerzo central en el que se ha indicado por sombreado una parte que se ha irradiado selectivamente con un rayo láser de acuerdo con la invención;
la figura 2 es una vista en planta de otro refuerzo central en el que se han indicado por sombreado cuatro partes que se han irradiado selectivamente con un rayo láser de acuerdo con la invención;
la figura 3 es una vista esquemática de varias formas que puede tener el rayo láser usado para irradiar las zonas localizadas;
las figuras 4 y 5 muestran dos posibles variantes para la formación de zonas localizadas irradiadas con un rayo láser destinado para modificar las propiedades mecánicas de la placa estampada, con una distribución conformada en onda y con otra distribución en base a puntos cuadrados contiguos que forman una línea en zigzag;
las figuras 6 y 7 muestran en detalle dos ejemplos de irradiación láser de una de las zonas laterales localizadas de la figura 2, presentando en ambos casos una distribución lineal de puntos irradiados separados entre sí, con una conformación ovalada y con una conformación cuadrada, respectivamente;
la figura 8 muestra un gráfico en el que se compara la dureza de dos zonas localizadas de componentes estructurales que se han soldado por puntos, con la diferencia de que una de las zonas se ha irradiado selectivamente con un rayo láser de diodo para poner en práctica de la invención antes de la soldadura por puntos;
la figura 9 muestra dos soldaduras por puntos en respectivas zonas localizadas de componentes estructurales correspondientes, de los que solo el segundo componente comprende una zona que se ha irradiado selectivamente con un rayo láser de diodo para poner en práctica la invención antes de la soldadura por puntos;
la figura 10 es una vista en alzado de la parte de la carrocería de un vehículo en la que se ha marcado el componente estructural que forma el montante existente entre la puerta delantera y el vidrio plano; y
la figura 11 es una vista en sección de acuerdo con la sección C-C de la figura 10 en la que se muestra una zona localizada irradiada selectivamente con un rayo láser de diodo para poner en práctica la invención antes de la soldadura por puntos.
Modos de realización
[0032]La figura 1 representa un refuerzo central de un vehículo automotor en el que se ha indicado en forma de sombreado para la comprensión del lector la parte que comprende de forma localizada al menos una zona localizada Z que se ha sometido a un segundo tratamiento térmico para cambiar su microestructura. Mientras que la parte del refuerzo central que no está sombreada no se ha sometido a ningún tratamiento térmico después del procedimiento de estampación en caliente convencional para formar el componente, habiéndose transformado su microestructura original en una microestructura de martensita, al menos parte de la superficie de la zona sombreada se ha sometido, después de la estampación en caliente del componente, a un segundo tratamiento térmico irradiándolo con un rayo láser de diodo de una potencia comprendida entre 500 W y 6 kW hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 400 °C y 900 °C, habiéndose dejado enfriar a continuación el componente de forma controlada a una tasa comprendida entre 1 °C/s y 10 °C/s, proporcionando a dicha zona localizada Z un contenido de martensita intencionadamente menor y, en consecuencia, un menor límite elástico y un mayor elongación, en comparación con los de sus zonas contiguas no sometidas a dicho tratamiento térmico, no sombreadas en la figura 1. A diferencia de la figura 1, en la figura 2 el refuerzo central de un vehículo automotor comprende un total de cuatro zonas localizadas Z que se han sometido al mismo tratamiento descrito para la figura 1.
[0033]El tratamiento térmico aplicado por medio del rayo láser de diodo seguido del mencionado enfriamiento es una mejora en el comportamiento en caso de colisión de los componentes estructurales de los vehículos formados, en general, por varias partes conectadas por soldadura por puntos. En pruebas de colisión se ha descubierto que las grietas comienzan justo en las soldaduras por puntos. Esto se debe a una disminución de las propiedades mecánicas en la zona afectada por el calor (ZAC) del punto, específicamente en la dureza, que en comparación con la placa estampada en caliente y el propio punto, es un valor mucho menor y en una zona muy localizada.
[0034]Si en lugar de soldar por puntos en aceros al boro con una alta o ultra alta resistencia, dicha soldadura se realiza en una zona localizada Z previamente templada por la acción del láser de diodo y, por lo tanto, de menor límite elástico, la diferencia entre las propiedades mecánicas de la ZAC, el metal base de la placa estampada y los puntos de soldadura es menor. De este modo, la grieta comenzará en otro lugar distinto de la ZAC, específicamente en el metal base.
[0035]En un primer modo de realización, el componente se forma por una parte estampada en caliente de lámina de acero USIBOR® 1500 P original de 1,7 mm de espesor, con revestimiento protector a base de silicio y aluminio, y la parte sombreada del componente comprende una única zona localizada Z de 200 cm2 que posteriormente se irradia con un rayo láser de potencia de 6 KW, a una tasa de avance de 8 mm/s, siendo el formato láser del tipo que irradia superficies en base a puntos con una superficie variable de aproximadamente 1800 mm2 y habiéndose elevado su temperatura hasta alcanzar 680 °C. Después de alcanzar dicha temperatura, el componente se dejó enfriar a temperatura ambiente.
[0036]Las pruebas llevadas a cabo con este ejemplo práctico permitieron obtener un componente terminado con un valor de resistencia a la tracción del metal de 740 MPa, lo que representa una reducción de un 50 % con respecto a la resistencia a la tracción de un componente similar que carece de una zona localizada Z sometida a un tratamiento térmico después de la estampación en caliente del componente. Con respecto al elongación, se obtuvo un valor A80 de un 11 % con el tratamiento con láser, lo que se traduce en un incremento de elongación de un 120 % con respecto al elongación de un componente similar que carece de zona localizada Z sometida a un tratamiento térmico después de la estampación en caliente del componente.
[0037]En un segundo modo de realización, el componente se formó por una parte estampada en caliente a partir de una lámina de acero USIBOR® 1500 P original de 1,3 mm de espesor. La parte sombreada del componente comprendía una única zona localizada Z irradiada con un rayo láser de potencia de 500 W a una tasa de avance de 8 mm/s, siendo la superficie irradiada de 100 cm2 y teniendo un formato láser en forma de puntos con una superficie de aproximadamente 510 mm2. La temperatura del láser durante la irradiación alcanzó 650 °C y el componente se dejó enfriar a continuación a temperatura ambiente. Las pruebas llevadas a cabo con este ejemplo práctico permitieron obtener un componente terminado con un valor de resistencia a la tracción del metal de 623 MPa, lo que representa una reducción de un 58 % con respecto a la resistencia a la tracción mostrada por un componente similar que carece de zona localizada Z sometida a un tratamiento térmico después de la estampación en caliente del componente. Con respecto al elongación, se logró un valor A80 de un 6 % con el tratamiento con láser, lo que se traduce en un incremento de elongación de un 20 % con respecto al elongación de un componente similar que carece de una zona localizada Z sometida a un tratamiento térmico después de la estampación en caliente del componente.
[0038]Otro componente estructural de un vehículo donde se puede aplicar el tratamiento mencionado se ha señalado en parte de la carrocería de un vehículo en la figura 10, específicamente, el componente que forma el montante entre la puerta delantera y la placa de vidrio. Como se puede observar en la figura 11, correspondiente a la sección de acuerdo con la sección C-C de la figura 10, la zona localizada Z se ha sometido al tratamiento térmico mencionado por medio de un rayo láser de diodo seguido de enfriamiento a temperatura ambiente. En la figura 11 también se ha indicado la zona de transición T entre la zona Z y el resto del componente estructural que no se ha sometido al tratamiento térmico por medio del rayo láser de diodo.
[0039]Las pruebas similares a pruebas previas realizadas en otros componentes sometidos al mismo procedimiento descrito, irradiando una zona localizada Z con un rayo láser de diodo de una potencia comprendida entre 500 W y 6 kW, alcanzando una temperatura comprendida entre 650 °C y 680 °C y usando un formato láser en forma de puntos con una superficie comprendida entre 1800 mm2 y 510 mm2, dejando enfriar a continuación el componente a temperatura ambiente, han permitido obtener valores de proceso óptimos en la reducción del límite elástico y en el incremento del elongación, específicamente, un valor de resistencia a la tracción del metal de 590 MPa y un valor A80 de un 11 % en la zona tratada del componente.
[0040]Para realizar el templado por medio del láser de diodo, es necesaria una óptica que pueda ampliar el rayo láser al tamaño adecuado. Puesto que la distribución de energía es constante en todo el rayo láser, toda la zona ampliada por la óptica aplica la misma temperatura en la zona localizada o las zonas localizadas. Esto permite usar ópticas de diferentes conformaciones, por ejemplo, rectángulos de 8 mm x 10 mm, 8 mm x 20 mm, 15 mm x 30 mm, etc.
[0041]Por lo tanto, la zona o zonas localizadas Z irradiadas con el láser se pueden irradiar de acuerdo con diferentes patrones de distribución, como los mostrados a modo de ejemplo en las figuras 4, 5, 6 y 7, y de acuerdo con el formato del rayo láser usado (véase la figura 3).
[0042]La figura 8 muestra los resultados de dureza (Vickers) obtenidos después de haber aplicado el procedimiento de la invención para la fabricación de un componente estructural formado por dos partes conectadas por soldadura por puntos en una zona localizada Z de la primera parte, que se ha sometido selectivamente, después la formación de la primera parte, a un posterior tratamiento térmico por medio de un rayo láser de diodo de alta potencia seguido de una etapa de enfriamiento para cambiar su microestructura. Los resultados de dicho procedimiento son los correspondientes al gráfico L, con una línea más oscura, mientras que el otro gráfico de referencia, el gráfico R, corresponde a los resultados de dureza de un componente estructural formado por dos partes conectadas por soldadura por puntos en una zona localizada Z de una de ellas que no se ha sometido al tratamiento térmico mencionado. Ambos gráficos pertenecen a una sección transversal del respectivo componente estructural en la zona de conexión por soldadura por puntos, fabricada de acero USIBOR® 1500P.
[0043]Comparando ambos gráficos se observa que la dureza de la zona afectada por el calor (ZAC) debido a la soldadura por puntos del componente estructural que no se ha tratado (gráfico R) disminuye radicalmente, mientras que la del componente estructural que sí se ha tratado (gráfico L) no tiene este problema. Por ejemplo, en la zona del componente estructural no tratado donde se ha realizado la soldadura por puntos, la dureza disminuye aproximadamente de 480 HV a 330 HV, mientras que en el gráfico del componente estructural de acuerdo con la invención no se observan variaciones considerables, manteniéndose la dureza en la zona afectada por el calor (ZAC) en aproximadamente 225 HV.
[0044]Específicamente, la zona localizada Z de la primera parte del componente estructural con valores de dureza que son los mostrados en el gráfico R de la figura 8 se irradió con un rayo láser de diodo de una potencia comprendida entre 1 y 4 kW, siendo la superficie irradiada de 100 cm2 y teniendo un formato láser en forma de puntos con una superficie entre 800 y 1000 mm2 aproximadamente. La temperatura del láser durante la irradiación estuvo comprendida entre 600 °C y 800 °C y, a continuación, el componente se dejó enfriar a temperatura ambiente.
[0045]La figura 9 muestra parcialmente dos componentes estructurales formados cada uno por dos partes de acero USIBOR® 1500P con un revestimiento a base de silicio y aluminio, conectadas por soldadura por puntos. El componente estructural de la derecha, en particular la zona de la primera parte B donde se soldó por puntos, se sometió antes de dicha soldadura al mismo tratamiento que se describe en el párrafo precedente, a diferencia de la zona de la primera parte A del componente estructural a la izquierda. Ambos componentes se sometieron a una prueba de tracción hasta la rotura, que consiste en aplicar una fuerza de tracción sobre la segunda parte de cada componente estructural hasta la rotura de los componentes estructurales. Como se puede observar en la figura 9, la rotura del componente de la izquierda comenzó en la zona afectada por el calor (ZAC) de la soldadura por puntos, mientras que dicha zona afectada por el calor (ZAC) en el componente de la derecha permaneció intacta.
Claims (11)
1.Un componente estructural de un vehículo, que comprende una primera parte y una segunda parte,
la primera parte obtenida a partir de una placa de acero de ultra alta resistencia (UHSS) con un revestimiento protector de aluminio-silicio, de un espesor comprendido entre 1 y 3 mm y que se ha sometido a una operación de formación por estampación en caliente anterior,caracterizado por que
la primera parte comprende al menos una zona localizada que se ha sometido selectivamente, después de la formación por estampación en caliente de la primera parte, a un tratamiento térmico por un rayo láser de diodo de alta potencia seguido de una etapa de enfriamiento para cambiar su microestructura y, de este modo, proporcionar a dicha zona localizada un contenido de martensita intencionadamente menor que el del resto de la parte,
soldar por puntos la zona localizada de la primera parte a la segunda parte,
habiéndose obtenido la segunda parte a partir de estampación en caliente de una placa de acero de alta resistencia (HSS) o de ultra alta resistencia (UHSS).
2.El componente de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la microestructura de la zona localizada está compuesta en su mayor parte o en su totalidad por ferrita, perlita, martensita templada o una mezcla de las mismas.
3.El componente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 - 2,caracterizado por quela placa a partir de la que se obtiene la primera parte del componente terminado es una placa de acero al boro ypor quela resistencia a la tracción de la placa de acero al boro medida después de la formación en caliente está comprendida entre 1200 MPa y 1600 MPa.
4.El componente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la primera parte es un montante entre la puerta delantera y la placa de vidrio.
5.Un procedimiento para la fabricación de un componente estructural de un vehículo comenzando a partir de una placa o lámina de acero de ultra alta resistencia (UHSS) con un revestimiento protector de aluminio-silicio y de un espesor comprendido entre 1 y 3 mm, que comprende
someter la placa a una operación de formación por estampación en caliente para formar una primera parte,
someter posteriormente al menos una zona localizada y previamente seleccionada de la primera parte a un tratamiento térmico, irradiándola con un rayo láser de diodo de una potencia comprendida entre 500 W y 6 kW hasta alcanzar una temperatura comprendida entre 400 °C y 900 °C, y
enfriar la primera parte para cambiar su microestructura, proporcionando, de este modo, a dicha zona localizada un contenido de martensita intencionadamente menor y, en consecuencia, un límite elástico menor y una elongación mayor en comparación con los de sus zonas contiguas no sometidas a dicho tratamiento térmico; y
conectar una segunda parte a la primera parte por soldadura por puntos en la zona localizada de la primera parte.
6.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5,caracterizado por quedespués de haberse sometido al tratamiento térmico posterior en la zona localizada, la primera parte se deja enfriar a temperatura ambiente.
7.El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la primera parte, después de haberse sometido al tratamiento térmico posterior, se somete a una operación de enfriamiento controlada en la que la tasa de enfriamiento es igual a o menor que 10 °C/s.
8.El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 7, en el que el tratamiento térmico posterior en la zona localizada de la primera parte se realiza marcando una figura predeterminada en la misma por medio de un rayo láser de diodo, siendo la tasa de avance del rayo láser de 4 a 20 mm/s.
9. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones -5 - 8, que comprende la operación de irradiar una misma zona localizada, o al menos parte de ella, más de una vez con el rayo láser de diodo.
10. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 9, en el que la microestructura de la zona localizada después del tratamiento térmico posterior está compuesta en su mayor parte o en su totalidad por ferrita, perlita, martensita templada o una mezcla de cualquiera de las anteriores.
11. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 - 10, en el que una resistencia a la tracción de la zona localizada de la primera parte del componente terminado tiene un valor entre un 30 % y un 50 % de la resistencia a la tracción medida después de la formación en caliente y antes de someterse al tratamiento térmico por medio del rayo láser de diodo y en el que la segunda parte se ha obtenido a partir de estampación en caliente de una placa de acero de alta resistencia (HSS) o de ultra alta resistencia (UHSS).
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