ES2996872T3

ES2996872T3 - Different-strength steel welding component with aluminum or aluminum-alloy plating and method for manufacturing same

Info

Publication number: ES2996872T3
Application number: ES20785301T
Authority: ES
Inventors: Hua Pan; Chengjie Liu; Ming Lei; Yue Wu; Zhongqu Sun; Haomin Jiang
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2025-02-13
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: KR102818575B1; HUE069437T2; EP4474514A2; US20220168845A1; JP2022522761A; WO2020200110A1; JP7343603B2; CN111215751B; EP4474514A3; CN111215751A; KR20210145725A; EP3815837B1; FI3815837T3; EP3815837A4; SI3815837T1; PL3815837T3; EP3815837A1

Abstract

Se describe un componente de soldadura de acero de diferente resistencia con un revestimiento de aluminio o aleación de aluminio. El componente de soldadura de acero de diferente resistencia se forma por medio de soldadura a tope de una placa de acero de alta resistencia y una placa de acero de baja resistencia, y cada una de la placa de acero de alta resistencia y la placa de acero de baja resistencia comprende un cuerpo base y al menos un revestimiento de aluminio puro o aleación de aluminio sobre una superficie del cuerpo base. Los componentes del cuerpo base de la placa de acero de alta resistencia, en porcentajes en peso, son: 0,08-0,8% de C, 0,05-1,0% de Si, 0,1-5% de Mn, P < 0,3%, S < 0,1%, Al < 0,3%, Ti < 0,5%, 0,0005-0,1% de B, 0,01-3% de Cr, y los componentes restantes son Fe e impurezas inevitables. Los componentes del cuerpo base de la placa de acero de baja resistencia, en porcentajes en peso, son: 0,03-0,1% de C, 0-0,3% de Si, 0,5-2,0% de Mn, P < 0,1%, S < 0,05%, Al < 0,1%, 0-0,1% de Cr, 0-0,05% de Ti, y los componentes restantes son Fe e impurezas inevitables. La resistencia a la tracción de una costura de soldadura del componente de soldadura después del estampado en caliente es mayor que la resistencia a la tracción de un metal base de acero de baja resistencia, y el alargamiento es mayor del 4%, de modo que se cumplen los requisitos de aplicación del componente de soldadura en el campo del estampado en caliente de automóviles. La presente invención también se refiere a un método para fabricar un componente de soldadura de acero de diferente resistencia con un revestimiento de aluminio o de aleación de aluminio, un componente de soldadura de acero de diferente resistencia con un revestimiento de aluminio o de aleación de aluminio que se prepara por medio del método, y un alambre de soldadura utilizado en el método. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Componente de soldadura de acero de resistencia diferente con plaqueado de aluminio o de aleación de aluminio y método para fabricar el mismo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para fabricar un componente soldado, en particular a un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio.

Antecedentes de la técnica

En la sociedad actual, los automóviles están cada vez más popularizados. A medida que la población de vehículos aumenta de manera constante, existe una preocupación creciente sobre el conflicto entre la emisión de gases de escape del vehículo y la protección ambiental. La reducción del peso del vehículo puede ayudar a reducir el consumo de petróleo y la emisión de gases de escape. Por tanto, la alta resistencia y adelgazamiento se convierten en una tendencia para el desarrollo de materiales de automoción. La estampación en caliente es un procedimiento convencional para conferir alta resistencia a piezas y componentes mediante la combinación de tratamiento térmico y conformación a alta temperatura para proporcionar un producto con alta resistencia. La estampación en caliente de piezas en bruto soldadas a medida por láser puede reducir el número de piezas en una carrocería de vehículo y aumentar la precisión de fabricación mientras se reduce el peso.

Los productos estampados en caliente soldados a medida por láser habituales incluyen principalmente elementos estructurales de seguridad tales como pilares A, pilares B, túneles centrales, etc. Estos productos estampados en caliente se caracterizan por alta resistencia, forma compleja, buena conformabilidad, alta precisión dimensional, pequeña resiliencia de rebote, resistencia diferencial, grosor diferencial, etc. Un elemento soldado a medida de resistencia diferencial para un pilar B representa una tendencia al desarrollo de un material de automoción, generalmente formado soldando a medida una chapa de acero que tiene una resistencia a la tracción de 1300 MPa- 1700 MPa después de la estampación en caliente a otra chapa de acero que tiene una resistencia a la tracción de 400 MPa - 700 MPa después de la estampación en caliente. Las chapas de acero para la estampación en caliente incluyen placas de acero desnudo sin capas de chapado y chapas de acero con capas de chapado cuando se clasifican según el estado de la superficie. Debido a que las chapas de acero estampadas en caliente con capas de chapado presentan mejor resistencia a la corrosión y oxidación a alta temperatura que las chapas de acero desnudo, y no necesitan granallado ni decapado después de la estampación en caliente, han atraído cada vez más atención. El acero formado térmicamente en el uso más habitual es acero estampado en caliente con una capa de chapado de aluminio o aleación de aluminio. Sin embargo, en el procedimiento de soldadura de esta clase de material, la capa de chapado se funde en un baño de fusión bajo la influencia del calor de soldadura, formando compuestos intermetálicos frágiles y rígidos con hierro (Fe<3>Al, Fe<2>Al<5>, FeAh). En el tratamiento térmico posterior a la soldadura, estos compuestos intermetálicos crecerán aún más, dando como resultado una disminución notable en la resistencia y ductilidad de la junta soldada, de modo que no pueden satisfacerse los requisitos para su uso en plantas de automóviles.

La publicación de patente china CN 101426612 A da a conocer un procedimiento para fabricar una pieza en bruto de soldadura a partir de una chapa de acero con una capa de chapado de aluminio-silicio, en el que la pieza en bruto de soldadura sólo comprende un recubrimiento previo de un compuesto intermetálico. En particular, la capa de aleación de aluminio en la capa de chapado se retira para evitar una fusión de aluminio en exceso en un baño de fusión, mientras que la capa de compuesto intermetálico permanece en la capa de chapado. Después de eso, la pieza en bruto de soldadura se somete a soldadura y estampación en caliente. A pesar de la retirada de la capa de aleación de la capa de chapado en esta solicitud de patente, la capa de compuesto intermetálico restante (que tiene un grosor de 3-10 |im) todavía permite la introducción de los elementos en la capa de chapado en una línea de soldadura. Si se controla de manera inadecuada, se degradarán fácilmente las propiedades de la línea de soldadura. Además, el resto de los varios micrómetros de capa de chapado hace que el funcionamiento estable sea muy difícil, aumentando el riesgo de producción.

Además, las solicitudes de patente publicadas US 2018/326538 A1 y CN 108213711 A divulgan métodos de soldadura por láser según la técnica anterior.

Sumario

El objeto de la presente invención es proporcionar un método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio, resolviendo de ese modo el problema que acompaña a la soldadura de una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia: los elementos en la capa de chapado migran a una línea de soldadura, de modo que la resistencia a la tracción de la línea de soldadura después de la estampación en caliente es menor que la resistencia del material base del acero de baja resistencia, y por tanto la línea de soldadura tiende a fracturarse cuando se carga el componente. Cuando se usa el componente soldado obtenido según la presente invención, su línea de soldadura tiene una resistencia a la tracción que es mayor que la resistencia a la tracción del material base del acero de baja resistencia, y una tasa de alargamiento de más del 4 %, cumpliendo de ese modo los requisitos para el uso de este componente soldado a medida de resistencia diferencial en el campo de la estampación en caliente para automóviles.

Para lograr el objeto anterior, la solución técnica de la presente invención es la siguiente:

Un método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio, que comprende las siguientes etapas:

1) Preparación antes de la soldadura de chapas de acero

Tomar dos chapas de acero rectas para su uso como chapas de acero que van a soldarse, en el que la chapa de acero que va a soldarse comprende un sustrato y al menos una capa de chapado sobre una superficie del mismo, en el que la capa de chapado comprende una capa de aleación de compuesto intermetálico en contacto con el sustrato y una capa de aleación metálica sobre el mismo, en el que la capa de chapado en una zona que va a soldarse de la chapa de acero que va a soldarse no se retira ni adelgaza; en el que las dos chapas de acero que van a soldarse son una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia respectivamente, en el que la chapa de acero de alta resistencia tiene una resistencia a la tracción de desde 1300 MPa hasta 1700 MPa después de la estampación en caliente, y la chapa de acero de baja resistencia tiene una resistencia a la tracción de desde 400 MPa hasta 700 MPa después de la estampación en caliente;

2) Preajuste de una separación entre bordes

Preajustar una separación entre bordes entre las dos chapas de acero que van a soldarse a 0,2-0,5 mm;

3) Soldadura

Integrar las dos chapas de acero que van a soldarse mediante soldadura usando un procedimiento de soldadura por láser de alambre de aporte, en el que

el procedimiento de soldadura por láser de alambre de aporte usa un punto láser que tiene un diámetro de desde 1,2 mm hasta 2,0 mm, preferiblemente desde 1,4 mm hasta 2,0 mm; una distancia de desenfoque de desde -3 mm hasta 0 mm, preferiblemente desde -3 mm hasta -1 mm; una potencia de láser controlada a de desde 4 kW hasta 6 kW; una velocidad de soldadura controlada a de desde 40 mm/s hasta 120 mm/s, preferiblemente desde 60 mm/s hasta 120 mm/s; un alambre de soldadura que tiene un diámetro de desde 0,8 mm hasta 1,4 mm, preferiblemente desde 0,8 mm hasta 1,2 mm; y una velocidad de alimentación de alambre de desde 50 mm/s hasta 100 mm/s; en el que se usa argón de alta pureza al 99,99 % con una velocidad de flujo de 10-25 l/min como gas protector; en el que una tubería de alimentación de gas está a 60-120 grados en relación con la dirección de soldadura y suministra el gas protector de manera uniforme y estable a una zona de soldadura, en el que el alambre de soldadura tiene una composición basada en porcentaje en peso de C 0,1-0,25 %, Si 0,2-0,4 %, Mn 1,2-2 %, P<0,03 %, S<0,006 %, Al<0,06 %, Ti 0,02-0,08 %, Cr 0,05-0,2 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,08-0,8 %, Si: 0,05-1,0 %, Mn: 0,1-5 %, P<0,3 %, S<0,1 %, Al<0,3 %, preferiblemente 0,01-0,2 %, más preferiblemente 0,04-0,12 %, Ti<0,5 %, preferiblemente 0,01-0,4 %, B: 0,0005-0,1 %, Cr: 0,01-3 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de baja resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,03-0,1 %, preferiblemente 0,05-0,1 %, Si: 0-0,3 %, preferiblemente 0,01-0,3 %, más preferiblemente 0,05-0,2 %, Mn: 0,5-2,0 %, preferiblemente 0,5-1,5 %, P<0,1 %, S<0,05 %, Al<0,1 %, preferiblemente 0,02-0,08 %, Cr: 0-0,1 %, preferiblemente 0,01-0,1 %, más preferiblemente 0,02-0,1 %, Ti: 0-0,05 %, preferiblemente 0,001-0,045 %, y el resto Fe e impurezas inevitables. Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de baja resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,06-0,1 %, Si: 0,06-0,2 %, Mn: 0,5-1,5 %, P<0,1 %, preferiblemente P<0,03 %, S<0,05 %, preferiblemente S<0,005 %, Al: 0,02-0,08 %, Cr: 0,02-0,1 %, Ti: 0,002-0,045 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,1-0,6 %, Si: 0,07-0,7 %, Mn: 0,3-4 %, P<0,2 %, S<0,08 %, Al<0,2 %, preferiblemente 0,04-0,1 %, Ti<0,4 %, preferiblemente 0,01-0,3 %, B: 0,0005-0,08 %, Cr: 0,01-2 %, preferiblemente 0,1-1,0 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,15-0,5 %, Si: 0,1-0,5 %, Mn: 0,5-3 %, P<0,1 %, S<0,05 %, Al<0,1 %, preferiblemente 0,04-0,09 %, Ti<0,2 %, preferiblemente 0,02-0,2 %, B: 0,0005-0,08 %, Cr: 0,01-1 %, y el resto Fe e impurezas inevitables. Más preferiblemente, B: 0,003-0,08 %, Cr: 0,1-0,8 %.

Preferiblemente, los sustratos de la chapa de acero de alta resistencia y la chapa de acero de baja resistencia tienen un grosor de desde 0,5 mm hasta 3 mm.

Preferiblemente, la capa de chapado es aluminio puro o aleación de aluminio, en la que la aleación de aluminio tiene una composición basada en porcentaje en peso de Si: 5-11 %, Fe: 0-4 %, y el resto Al.

Preferiblemente, la soldadura se realiza con el uso de un alambre de soldadura que tiene una composición basada en porcentaje en peso de C 0,1-0,25 %, Si 0,2-0,4 %, Mn 1,2-2 %, P<0,03 %, S<0,006 %, 0,03 %<Al<0,06 %, Ti 0,02-0,08 %, Cr 0,05-0,2 %, y el resto Fe e impurezas inevitables; en el que el alambre de soldadura tiene un diámetro de 0,8-1,4 mm.

Preferiblemente, la soldadura se realiza con el uso de un alambre de soldadura que tiene una composición basada en porcentaje en peso de C 0,1-0,15 %, Si 0,2-0,4 %, Mn 1,5-2 %, P<0,03 %, S<0,006 %, Al<0,06 %, Ti 0,02-0,08 %, Cr 0,05-0,2 %, y el resto Fe e impurezas inevitables; en el que el alambre de soldadura tiene un diámetro de 0,8-1,4 mm. Preferiblemente, 0,03 %<Al<0,04 %.

Preferiblemente, el método comprende además una etapa de estampación en caliente después de la soldadura. Preferiblemente, la etapa de estampación en caliente comprende: someter una pieza en bruto obtenida después de la soldadura a aislamiento térmico a 900-960 °C, preferiblemente 930-950 °C, durante 1-6 minutos, preferiblemente tratamiento térmico durante 2-4 minutos, seguido de enfriamiento, preferiblemente enfriamiento con agua durante 5-20 segundos.

El componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio obtenido mediante la presente invención se forma mediante soldadura a tope de una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, en el que la chapa de acero de alta resistencia tiene una resistencia a la tracción de 1300-1700 MPa después de la estampación en caliente; y la chapa de acero de baja resistencia tiene una resistencia a la tracción de 400-700 MPa después de la estampación en caliente, en el que la chapa de acero de alta resistencia y la chapa de acero de baja resistencia comprenden, cada una, un sustrato y al menos una capa de chapado de aluminio puro o de aleación de aluminio sobre una superficie del mismo, y la capa de chapado comprende una capa de aleación de compuesto intermetálico en contacto con el sustrato y una capa de aleación metálica sobre el mismo.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,08-0,8 %, Si: 0,05-1,0 %, Mn: 0,1-5 %, P<0,3 %, S<0,1 %, Al<0,3 %, Ti<0,5 %, B: 0,0005-0,1 %, Cr: 0,01-3 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de baja resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,03-0,1 %, preferiblemente 0,05-0,1 %, Si: 0-0,3 %, preferiblemente 0,01-0,3 %, más preferiblemente 0,05-0,2 %, Mn: 0,5-2,0 %, preferiblemente 0,5-1,5 %, P<0,1 %, S<0,05 %, Al<0,1 %, preferiblemente 0,02-0,08 %, Cr: 0-0,1 %, preferiblemente 0,01-0,1 %, más preferiblemente 0,02-0,1 %, Ti: 0-0,05 %, preferiblemente 0,001-0,045 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,1-0,6 %, Si: 0,07-0,7 %, Mn: 0,3-4 %, P<0,2 %, S<0,08 %, Al<0,2 %, Ti<0,4 %, B: 0,0005-0,08 %, Cr: 0,01-2 %, y el resto Fe y otras impurezas inevitables.

Preferiblemente, el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,15-0,5 %, Si: 0,1-0,5 %, Mn: 0,5-3 %, P<0,1 %, S<0,05 %, Al<0,1 %, Ti<0,2 %, B: 0,0005-0,08 %, Cr: 0,01-1 %, y el resto Fe y otras impurezas inevitables. Más preferiblemente, B: 0,003-0,08 %, Cr: 0,1-0,8 %. Preferiblemente, los sustratos de la chapa de acero de alta resistencia y la chapa de acero de baja resistencia tienen un grosor de desde 0,5 mm hasta 3 mm.

Preferiblemente, la línea de soldadura del componente soldado de acero de resistencia diferencial tiene una resistencia a la tracción que es mayor que la resistencia del material base de acero de baja resistencia. Si la junta de soldadura se fractura bajo una carga de tracción, la fractura se produce en el material base de acero de baja resistencia. La junta de soldadura tiene un alargamiento de más del 4 %.

Preferiblemente, el componente soldado de acero de resistencia diferencial es un pilar A, un pilar B o un túnel central de un automóvil.

En algunas realizaciones, el método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la presente invención comprende las siguientes etapas:

1) Preparación antes de la soldadura de chapas de acero

Usar una chapa de acero laminada en frío o una chapa de acero con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio que tenga la composición mencionada anteriormente como pieza en bruto de soldadura, en la que se garantiza que la chapa de acero es plana, está limpia y libre de manchas de aceite y agua;

2) Preajuste de una separación entre bordes para soldadura

Mantener una separación entre bordes entre dos chapas de acero que van a soldarse en el borde a 0,2-0,5 mm; 3) Procedimiento de soldadura por láser

Usar un procedimiento de soldadura por láser de alambre de aporte para la soldadura,

en el que el procedimiento de soldadura por láser de alambre de aporte usa un punto láser que tiene un diámetro de desde 1,2 mm hasta 2,0 mm, preferiblemente desde 1,4 mm hasta 2,0 mm; una distancia de desenfoque de desde -3 mm hasta 0 mm, preferiblemente desde -3 mm hasta -1 mm; una potencia de láser controlada a de desde 4 kW hasta 6 kW; una velocidad de soldadura controlada a de desde 40 mm/s hasta 120 mm/s, preferiblemente desde 60 mm/s hasta 120mm/s; un alambre de soldadura que tiene un diámetro de desde 0,8 mm hasta 1,2 mm; y una velocidad de alimentación de alambre de desde 50 mm/s hasta 100 mm/s; en el que se usa argón de alta pureza al 99,99 % con una velocidad de flujo de 10-25 l/min como gas protector; en el que una tubería de alimentación de gas está a 60-120 grados en relación con la dirección de soldadura y suministra el gas protector de manera uniforme y estable a una zona de soldadura.

Además, un alambre de soldadura usado en el método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la presente invención tiene una composición basada en porcentaje en peso de C 0,1-0,25 %, Si 0,2-0,4 %, Mn 1,2-2 %, P<0,03 %, S<0,006 %, Al<0,06 %, Ti 0,02-0,08 %, Cr 0,05-0,2 %, y el resto Fe e impurezas inevitables; en el que el alambre de soldadura tiene un diámetro de 0,8-1,4mm. Preferiblemente, 0,03 %<Al<0,06 %. Preferiblemente, el alambre de soldadura que tiene una composición basada en porcentaje en peso de C 0,1-0,15 %, Si 0,2-0,4 %, Mn 1,5-2 %, P<0,03 %, S<0,006 %, Al<0,06 %, preferiblemente 0,03<Al<0,04 %, Ti 0,02-0,08 %, Cr 0,05-0,2 %, y el resto Fe e impurezas inevitables; en el que el alambre de soldadura tiene un diámetro de 0,8-1,4mm.

En el diseño de composición del alambre de soldadura según la presente invención:

El silicio es un elemento desoxigenante en el alambre de soldadura. Puede evitar que el hierro se combine con oxígeno y reducir el óxido de hierro en un baño de fusión. Sin embargo, si se usa silicio solo para desoxigenación, debido al alto punto de fusión (aproximadamente 1710 °C) y al pequeño tamaño de partícula del dióxido de silicio resultante, es difícil que las partículas de dióxido de silicio floten y se retiren del baño de fusión, lo que conduce a un atrapamiento fácil de la escoria en la línea de soldadura. Por tanto, el porcentaje en peso de silicio en el alambre de soldadura se controla dentro del intervalo del 0,2-0,4 %.

El manganeso es un elemento importante de capacidad de endurecimiento, que tiene una gran influencia en la tenacidad de la línea de soldadura. También es un elemento desoxigenante, pero su capacidad desoxigenante es ligeramente menor que la del silicio. Si se usa manganeso solo para la desoxigenación, es difícil que el óxido de manganeso resultante flote y se retire del baño de fusión debido a su alta densidad. Por tanto, el silicio y el manganeso se usan en combinación en el alambre de soldadura para la desoxigenación según la presente invención, de modo que el producto de desoxigenación es una sal de silicato compuesta (MnO.SiO<2>) que tiene un punto de fusión menor (aproximadamente 1270 °C) y una densidad menor y puede agregarse a gran escoria fundida en el baño de fusión. Por tanto, se ve favorecida su flotación, y puede lograrse un buen efecto desoxigenante. Además, el manganeso también tiene una función de desulfuración. Se combina con azufre para producir sulfuro de manganeso, lo que puede reducir la propensión del azufre a provocar craqueo térmico. Teniendo en cuenta diversos factores, el porcentaje en peso de manganeso en el alambre de soldadura según la presente invención se controla entre el 1,2-2 %.

El azufre tiende a formar sulfuro de hierro en el baño de fusión, y el sulfuro de hierro se distribuye en el límite de grano como una red. Por tanto, se reduce notablemente la tenacidad de la línea de soldadura. Por tanto, el azufre en el alambre de soldadura es perjudicial y su contenido debe controlarse de manera estricta. Preferiblemente, el contenido de S se controla para que sea menor del 0,006 %.

El efecto de refuerzo del fósforo en el acero sólo lo supera el de carbono. El fósforo aumenta la resistencia y la dureza del acero. El fósforo también puede mejorar la resistencia a la corrosión del acero, pero se reducen notablemente la plasticidad y la tenacidad, especialmente a bajas temperaturas. Por tanto, el fósforo es perjudicial en el alambre de soldadura, y su contenido debe controlarse de manera estricta. Preferiblemente, el contenido de P se controla para que sea menor o igual al 0,03 %.

El cromo puede aumentar la resistencia y la dureza del acero sin disminuir la plasticidad y la tenacidad obviamente. El cromo puede aumentar la capacidad de endurecimiento del acero y tiene un efecto de endurecimiento secundario, que puede aumentar la dureza y la resistencia al desgaste del acero al carbono sin fragilizar el acero. El cromo puede expandir la región de la fase y, mejorar la capacidad de endurecimiento y la resistencia térmica, reducir la ventana de temperatura en la que la fase 8 existe a altas temperaturas, promover la transición de la fase 8^-y e inhibir la precipitación de ferrita 8 a alta temperatura. Por tanto, el porcentaje en peso de cromo en el alambre de soldadura se controla dentro del 0,05-0,2 %.

El titanio es también un elemento desoxigenante fuerte y puede formar nitruro de titanio con nitrógeno. Por tanto, tiene un buen efecto de fijación de nitrógeno y, por tanto, mejora la capacidad del metal de la línea de soldadura para resistir la formación de poros por nitrógeno. Cuando hay una cantidad apropiada de titanio en la estructura de línea de soldadura, puede refinarse la estructura de línea de soldadura. Por tanto, el porcentaje en peso de titanio en el alambre de soldadura se controla dentro del 0,02-0,08 %.

Cuando se suelda una chapa plaqueada que tiene una separación de soldadura preajustada, se suministra un alambre de soldadura que comprende Mn, Cr, Ti y otros elementos según la presente invención a la zona de soldadura a medida para suprimir la formación de ferrita 8 a alta temperatura. Los elementos de manganeso y cromo pueden expandir la región de la fase y, mejorar la capacidad de endurecimiento y la resistencia térmica, reducir la ventana de temperatura en la que la región de la fase 8 existe a altas temperaturas, promover la transición de la fase S^y, e inhibir la precipitación de ferrita 8 a alta temperatura, para garantizar una alta conversión de martensita en la estructura de la línea de soldadura. El titanio refina la estructura de la línea de soldadura, mejora la resistencia de la línea de soldadura después de la estampación en caliente y garantiza las propiedades mecánicas de la junta de soldadura.

La fórmula equivalente de carbono recomendada por el Instituto Internacional de Soldadura es la siguiente:

La introducción del alambre de soldadura aumentará ligeramente el equivalente de carbono de la junta de soldadura, asegurando de ese modo la capacidad de endurecimiento de la junta. Además, el aporte del alambre de soldadura se diluirá adicionalmente la composición de la capa de chapado en la línea de soldadura, ayudando de ese modo para impedir la formación de compuestos intermetálicos de hierro-aluminio y fase de ferrita a alta temperatura en la línea de soldadura. Al final, se asegura que las prestaciones de la junta cumplan los requisitos de la industria del automóvil.

Cuando el componente se suelda usando el método según la presente invención, la línea de soldadura del componente tiene una resistencia a la tracción que es mayor que la resistencia del material base de acero de baja resistencia después del conformado térmico. Si el componente soldado se fractura bajo una carga de tracción, la fractura se produce en el material base de acero de baja resistencia.

Según la presente invención, se usa un alambre de soldadura que comprende Mn, Cr, Ti y otros elementos en combinación con un método de soldadura por láser de alta energía. Al optimizar el procedimiento de soldadura, se obtiene un componente soldado, en el que, después de la estampación en caliente, la línea de soldadura del componente soldado tiene una resistencia a la tracción que es mayor que la resistencia a la tracción del material base del acero de baja resistencia, y una tasa de alargamiento de más del 4 %, cumpliendo de ese modo los requisitos para su uso de este componente soldado de resistencia diferencial en el campo de la estampación en caliente para automóviles.

En el método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio:

1. La chapa de acero que va a soldarse según la presente invención se dota de una capa de chapado sobre al menos una superficie del sustrato, en la que la capa de chapado comprende una capa de aleación de compuesto intermetálico en contacto con el sustrato y una capa de aleación metálica sobre la misma. En particular, según la presente invención, la capa de chapado en la zona que va a soldarse del componente que va a soldarse no se retira ni adelgaza antes de la soldadura o durante la soldadura.

2. Antes de la soldadura, se asegura que la superficie de la chapa de acero que va a soldarse esté limpia. El grosor del sustrato es de 0,5 mm-3 mm, y se preajusta una separación de 0,2 mm - 0,5 mm para la porción de unión. Se usa un dispositivo de soldadura para soldar a medida la chapa de acero con la capa de chapado. La capa de chapado entra en el baño de fusión bajo el calor de soldadura, y se agita vigorosamente durante la soldadura para facilitar la homogenización de la composición.

Además, al controlar la velocidad de alimentación de alambre a 40-120 mm/s, se cambia la composición del metal depositado (el metal de línea de soldadura formado después de fundirse el alambre de soldadura) en la línea de soldadura, de modo que la concentración del elemento de aluminio en la línea de soldadura es menor del 10 %. Al mismo tiempo, manganeso, cromo y otros elementos en el alambre de soldadura aumentan la estabilidad de la austenita y mejoran la capacidad de endurecimiento de la línea de soldadura, evitando de ese modo la formación de compuestos intermetálicos de hierro-aluminio y fase de ferrita granular en la línea de soldadura durante la estampación en caliente, realizando así el control sobre la estructura y el tamaño de la fase de la línea de soldadura.

3. El tratamiento térmico del componente soldado de acero de resistencia diferencial según la presente invención proporciona una microestructura que es una estructura de martensita. Sin embargo, debido a la presencia de la capa de chapado que contiene aluminio, se fundirá la capa de chapado de aluminio y entrará en la línea de soldadura durante la soldadura, lo que afecta a la transición de fases y la composición estructural de la línea de soldadura. La calidad de la junta de soldadura depende de la proporción de la estructura de martensita en la estructura de la línea de soldadura y la morfología de la ferrita. Por este motivo, es necesario reducir la precipitación de la ferrita en la estructura de la línea de soldadura, especialmente para evitar la formación de ferrita granular.

La formación de ferrita 8 a alta temperatura se suprime usando un alambre de soldadura que comprende Mn, Cr, Ti y otros elementos según la presente invención. Mn y Cr son elementos que expanden la región de fase y y mejoran la capacidad de endurecimiento y la resistencia térmica. Reducen la ventana de temperatura en la que la región de fase 8 existe a altas temperaturas, promueven la transición de fases 8^y, inhiben la precipitación de ferrita 8 a alta temperatura, aumentan la estabilidad de austenita, y promueven la capacidad de endurecimiento de la línea de soldadura. El titanio refina la estructura de la línea de soldadura. Después de la estampación en caliente, se mejora la resistencia de la línea de soldadura, asegurando de ese modo las prestaciones mecánicas de la junta de soldadura.

4. La presente invención elimina la necesidad de retirar o adelgazar la capa de chapado de un componente que va a soldarse antes de la soldadura y/o durante la soldadura tal como se requiere en la técnica anterior. Por tanto, no hay necesidad de disponer una línea de pretratamiento de capas de chapado, ahorrando de ese modo la inversión de equipo.

Además, independientemente del método que se use para retirar o adelgazar la capa de chapado en la técnica anterior, se ralentizará la velocidad de producción. Con el uso del procedimiento de pretratamiento de capas de chapado según la presente invención, puede aumentarse la eficiencia de producción en al menos un 20 %.

La soldadura directa según el método de soldadura de alambre de aporte de la presente invención, sin retirar o adelgazar la capa de chapado del componente que va a soldarse, garantiza la resistencia a la tracción, la resistencia al alargamiento y a la corrosión de la junta de soldadura después de la estampación en caliente. Después de la estampación en caliente, la resistencia a la tracción de la línea de soldadura es mayor que la del material base de acero de baja resistencia, de modo que si la junta de soldadura se fractura bajo una carga de tracción, la fractura se produce en el material base de acero de baja resistencia. La junta de soldadura tiene un alargamiento de más del

4 %.

Descripción de los dibujos

La figura 1 muestra curvas de tracción de las juntas de soldadura en los ejemplos según la presente invención.

La figura 2 muestra las muestras en las que las juntas de soldadura se fracturan bajo tensión en los ejemplos según la presente invención.

La figura 3 es un diagrama metalográfico de una junta de soldadura en el ejemplo 1 según la presente invención.

La figura 4 es un diagrama metalográfico de una junta de soldadura en el ejemplo 2 según la presente invención.

La figura 5 es un diagrama metalográfico de una junta de soldadura en el ejemplo 3 según la presente invención.

La figura 6 muestra la distribución de dureza la junta de soldadura en el ejemplo 1 según la presente invención.

Descripción detallada

La invención se ilustrará adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos y dibujos adjuntos.

Ejemplo 1

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,75 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,8 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las

tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 2 mm, una distancia de desenfoque de -2 mm, una velocidad de soldadura de 80 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 70 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 120 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 930 °C durante 4 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4; la curva de tracción de la junta de soldadura se muestra en la figura 1; la posición fracturada se muestra en la figura 2; la fase metalográfica de la junta se muestra en la figura 3; y la dureza de la junta se muestra en la figura 6.

Ejemplo 2

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,8 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,8 mm) para soldadura. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,4 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 2 mm, una distancia de desenfoque de -3 m, una velocidad de soldadura de 80 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 80 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 60 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 930 °C durante 4 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4; la curva de tracción de la junta de soldadura se muestra en la figura 1; la posición fracturada se muestra en la figura 2; y la fase metalográfica de la junta se muestra en la figura 4.

Ejemplo 3

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,5 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,5 mm) para soldadura. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,25 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4 kW, un diámetro de punto de 2 mm, una distancia de desenfoque de -1 mm, una velocidad de soldadura de 60 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 60 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 120 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 930 °C durante 4 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4; la curva de tracción de la junta de soldadura se muestra en la figura 1; la posición fracturada se muestra en la figura 2; y la fase metalográfica de la junta se muestra en la figura 5.

Ejemplo 4

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia sin capa de chapado (t=1,4 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,8 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 2 mm, una distancia de desenfoque de -2 mm, una velocidad de soldadura de 80 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 70 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 3 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4.

Ejemplo 5

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,2 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia sin capa de chapado (t=1,4 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 1,4 mm, una distancia de desenfoque de -1 mm, una velocidad de soldadura de 75 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,0 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 100 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 3 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4.

Ejemplo 6

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,75 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,4 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 5,5 kW, un diámetro de punto de 1,4 mm, una distancia de desenfoque de -2 mm, una velocidad de soldadura de 120 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 70 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 3 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4. Ejemplo 7

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia sin capa de chapado (t=1,8 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,4 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 2 mm, una distancia de desenfoque de -2 mm, una velocidad de soldadura de 100 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 50 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 3 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4.

Ejemplo 8

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,5 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,4 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 2,0 mm, una distancia de desenfoque de -1 mm, una velocidad de soldadura de 80 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 80 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 3 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4. Ejemplo 9

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia sin capa de chapado (t=1,4 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,2 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 5 kW, un diámetro de punto de 2 mm, una distancia de desenfoque de -1 mm, una velocidad de soldadura de 120 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,2 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 50 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 2,5 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4.

Ejemplo 10

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,2 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,8 mm) para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó el alambre de soldadura desarrollado mediante la invención. Se emplearon una potencia de láser de 4,5 kW, un diámetro de punto de 1,4 mm, una distancia de desenfoque de -1 mm, una velocidad de soldadura de 80 mm/s, un diámetro de alambre de soldadura de 1,0 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de 100 mm/s. La composición del alambre de soldadura se muestra en la tabla 3. Se usó argón de alta pureza como gas protector. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 4 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4. Ejemplo 11

Se usaron una chapa de acero conformada en caliente de alta resistencia con una capa de chapado de aluminiosilicio (t=1,2 mm) y una chapa de acero conformada en caliente de baja resistencia con una capa de chapado de aluminio-silicio (t=1,8 mm), que eran iguales a las usadas en el ejemplo 10, para soldadura a medida. Las composiciones químicas de las chapas se muestran en las tablas 1 y 2. Las chapas de acero eran planas, y sus superficies estaban limpias y libres de manchas de aceite y agua. Los bordes que iban a soldarse de las piezas en bruto de alta resistencia y baja resistencia se prepararon mediante corte por láser. Antes de la soldadura, se preajustó la separación entre bordes a 0,3 mm. Se usó un alambre de soldadura igual al usado en el ejemplo 10. Se emplearon una corriente de soldadura de 120 A, una tensión de soldadura de 22 V, una velocidad de soldadura de 500 mm/min, una separación preajustada de 0,5 mm entre las chapas que iban a soldarse a medida, y un diámetro de alambre de soldadura de 1,0 mm. El gas protector era el 80 % de argón el 20 % de dióxido de carbono. La velocidad de flujo del gas fue de 15 l/min. La dirección de alimentación del gas estaba en un ángulo de 90 grados en relación con la dirección de soldadura. Después de soldar a medida usando el procedimiento de soldadura descrito anteriormente, se calentaron las piezas en bruto a 950 °C durante 4 minutos y se enfriaron en un molde que hace pasar agua durante 10 segundos. Las propiedades mecánicas de la junta de soldadura se muestran en la tabla 4. Tabla 1: Composición de la chapa de acero de alta resistencia en porcentaje en peso (% en peso)

Tabla 2: Composición de la chapa de acero de baja resistencia en porcentaje en peso (% en peso)

Tabla 3: Composición del alambre de soldadura en porcentaje en peso (% en peso)

Tabla 4: Propiedades mecánicas de chapas soldadas a medida después de la estampación en caliente

* Se usaron muestras de tracción convencionales que tenían una anchura nominal de 12,5 mm y una longitud entre puntos original de 50 mm para medir la resistencia a la tracción y el alargamiento; ;* Se realizó la prueba de resistencia a la corrosión según las normas DIN50021, DIN50017, y DIN50014.

Claims

REIVINDICACIONES i.Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio, que comprende las siguientes etapas:

1) Preparación antes de la soldadura de chapas de acero

Tomar dos chapas de acero rectas para su uso como chapas de acero que van a soldarse, en el que la chapa de acero que va a soldarse comprende un sustrato y al menos una capa de chapado sobre una superficie del mismo, en el que la capa de chapado comprende una capa de aleación de compuesto intermetálico en contacto con el sustrato y una capa de aleación metálica sobre el mismo, en el que no se retira ni adelgaza la capa de chapado en una zona que va a soldarse de la chapa de acero que va a soldarse; en el que las dos chapas de acero que van a soldarse son una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia respectivamente, en el que la chapa de acero de alta resistencia tiene una resistencia a la tracción de desde 1300 MPa hasta 1700 MPa después de la estampación en caliente, y la chapa de acero de baja resistencia tiene una resistencia a la tracción de desde 400 MPa hasta 700 MPa después de la estampación en caliente;

2) Preajuste de una separación entre bordes

Preajustar una separación entre bordes entre las dos chapas de acero que van a soldarse a 0,2-0,5 mm; 3) Soldadura

Integrar las dos chapas de acero que van a soldarse mediante soldadura usando un procedimiento de soldadura por láser de alambre de aporte, caracterizándose el método por que el procedimiento de soldadura por láser de alambre de aporte usa un punto láser que tiene un diámetro de desde 1,2 mm hasta 2,0 mm, una distancia de desenfoque de desde -3 mm hasta 0 mm, una potencia de láser controlada en de desde 4 kW hasta 6 kW, una velocidad de soldadura controlada en de desde 40 mm/s hasta 120 mm/s, un alambre de soldadura que tiene un diámetro de desde 0,8 mm hasta 1,4 mm, y una velocidad de alimentación de alambre de desde 50 mm/s hasta 100 mm/s; en el que se usa argón de alta pureza al 99,99 % con una velocidad de flujo de 10-25 l/min como un gas protector; en el que una tubería de alimentación de gas está a 60-120 grados en relación con una dirección de soldadura y suministra el gas protector de manera uniforme y estable a una zona de soldadura;

en el que el alambre de soldadura tiene una composición basada en porcentaje en peso de C 0,1-0,25 %, Si 0,2-0,4 %, Mn 1,2-2 %, P<0,03 %, S<0,006 %, Al<0,06 %, Ti 0,02-0,08 %, Cr 0,05-0,2 %, y el resto Fe e impurezas inevitables.

2. Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la reivindicación 1, en el que el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,08-0,8 %, Si: 0,05-1,0 %, Mn: 0,1-5 %, P<0,3 %, S<0,1 %, Al<0,3 %, Ti<0,5 %, B: 0,0005-0,1 %, Cr: 0,01-3 %, y el resto Fe y otras impurezas inevitables.

3. Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la reivindicación 1, en el que el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,1-0,6 %, Si: 0,07-0,7 %, Mn: 0,3-4 %, P<0,2 %, S<0,08 %, Al<0,2 %, Ti<0,4 %, B: 0,0005-0,08 %, Cr: 0,01-2 %, y el resto Fe y otras impurezas inevitables.

4. Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la reivindicación 1, en el que el sustrato de la chapa de acero de alta resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,15-0,5 %, Si: 0,1-0,5 %, Mn: 0,5-3 %, P<0,1 %, S<0,05 %, Al<0,1 %, Ti<0,2 %, B: 0,0005-0,08 %, Cr: 0,01-1 %, y el resto Fe y otras impurezas inevitables.

5. Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la reivindicación 1, en el que el sustrato de la chapa de acero de baja resistencia tiene una composición basada en porcentaje en peso de C: 0,03-0,1 %, Si: 0-0,3 %, Mn: 0,5-2,0 %, P<0,03 %, S<0,01 %, Al<0,1 %, Cr: 0-0,1 %, Ti: 0-0,05 %, y el resto Fe y otras impurezas inevitables.

6.Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la reivindicación 1, en el que la capa de chapado es aluminio puro o aleación de aluminio, en el que la aleación de aluminio tiene una composición basada en porcentaje en peso de Si: 5-11 %, Fe: 0-4 %, y el resto Al.

7. Método para fabricar un componente soldado de acero de resistencia diferencial con una capa de chapado de aluminio o de aleación de aluminio según la reivindicación 1, en el que el sustrato de cada una de la chapa de acero de alta resistencia y la chapa de acero de baja resistencia tiene un grosor de 0,5-3 mm.