JP2015525677A - 溶接ブランクアセンブリおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2012年6月29日に出願された米国仮出願第61/666,388号明細書、2012年9月17日に出願された米国仮出願第61/701,909号明細書、2012年11月30日に出願された米国仮出願第61/731,497号明細書、2013年3月14日に出願された米国仮出願第61/784,184号明細書の優先権の利益を享受し、これにより、上記仮出願の全体の開示は、引用により組み込まれている。
Claims (15)
- 溶接ブランクアセンブリ(140)を作製する方法であって、
(a)厚さ(T1)を有する第1のシート金属ピース(112)および厚さ(T2)を有する第2のシート金属ピース(112’)を準備するステップと、
(b)前記第1および第2のシート金属ピースをエッジ領域で合うように配置するステップと、
(c)エッジ領域で前記第1および第2のシート金属ピースとの間に溶接接合部(148)を形成するステップと、
を含み、
ステップ(a)において、前記第1および第2のシート金属ピースの少なくとも1つは、被覆シート金属ピースであり、コーティング材料層(118)からの材料が取り除かれた溶接ノッチ(130)を備えたエッジ領域(120)を有し、
ステップ(c)において、前記溶接接合部は、少なくとも部分的に前記溶接ノッチに位置し、エッジ領域からの材料を含むが、前記コーティング材料層からの材料を実質的に含まない、
ことを特徴とする方法。 - 前記少なくとも1つのシート金属ピース(112、112’)は、基材層(114)と、コーティング材料層(118)と、前記基材層と前記コーティング材料層との間に配置された中間材料層(116)とを含み、前記少なくとも1つのシート金属ピースは、前記コーティング材料層および前記中間材料層の両方からの材料が取り除かれた溶接ノッチ(130)を備えたエッジ領域(120)を有する、請求項1記載の方法。
- T1>T2であり、より薄い前記第2のシート金属ピース(112’)は、前記コーティング材料層(118)からの材料が取り除かれた溶接ノッチ(130’)を備えた被覆シート金属ピースであり、ステップ(c)は、より厚い前記第1のシート金属ピース(112)からの溶解材料が前記より薄い第2のシート金属ピースの前記溶接ノッチに流れ込み、凝固するように、前記溶接接合部(148)を形成することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- T1=T2であり、前記第1および第2のシート金属ピース(112、112’)の両方は、コーティング材料層(118)からの材料が取り除かれた溶接ノッチ(130、130’)を備えた被覆シート金属ピースであり、ステップ(c)は、前記第1および第2のシート金属ピースの両方からの溶解材料が、前記第1および第2のシート金属ピースの溶接ノッチの両方に流れ込み、凝固するように、前記溶接接合部(148)を形成することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記溶接ノッチ(130)は、それが形成される前記シート金属ピースの厚さ(T1、T2)の0.5〜1.5倍の範囲の幅(W)を有する、請求項1記載の方法。
- ステップ(c)は、
前記第1および第2のシート金属ピース(112、112’)の両方からの溶解材料を含む前記エッジ領域(120)で前記第1および第2のシート金属ピース間に溶接プール(146)を形成するステップと、
前記溶接プールが一旦形成されれば、前記溶接接合部(148)のサイズ、形状、および/または組成に影響を及ぼすためにさらなる材料(156、158)を前記溶接プールにもたらし、前記さらなる材料は、後の熱処理工程の間に前記溶接接合部を強化するように意図されるステップと
をさらに含む、請求項1記載の方法。 - 溶接ブランクアセンブリ(140)を作製する方法であって、
(a)第1および第2のシート金属ピース(112、112’)を準備するステップと、
(b)前記第1および第2のシート金属ピースをエッジ領域で合うように配置するステップと、
(c)レーザー(142)を使用してエッジ領域で前記第1および第2のシート金属ピース間に溶接プール(146)を形成するステップと、
(d)前記溶接プールが一旦形成されれば、さらなる材料(156、158)を前記溶接プールにもたらすステップと
を含み、
ステップ(a)において、前記第1および第2のシート金属ピースの少なくとも1つは、被覆シート金属ピースであり、コーティング材料層(118)からの材料が取り除かれた溶接ノッチ(130)を備えたエッジ領域(120)を有し、
ステップ(c)において、前記溶接プールは、エッジ領域からの材料を含むが、前記コーティング材料層からの材料を実質的に含まず、
ステップ(d)において、前記さらなる材料(156、158)は溶接接合部(148)のサイズ、形状、および/または組成に影響を及ぼし、前記さらなる材料は、後の熱処理工程の間に前記溶接接合部を強化する、
ことを特徴とする方法。 - ステップ(d)は、前記溶接プール(144)が一旦形成されれば、前記溶接接合部(148)のサイズに影響を及ぼすために前記さらなる材料(156、158)を前記溶接プールにもたらすことをさらに含み、前記さらなる材料は、第1に、前記第1および第2のシート金属ピース(112、112’)のエッジ(128、128’)間のギャップ内のフィリングに対向して前記溶接接合部の厚さの増大を引き起こすように前記溶接プールにもたらされ、前記増大した厚さは、後の熱処理工程の間に前記溶接接合部を強化する、請求項7記載の方法。
- ステップ(d)は、前記溶接プール(144)が一旦形成されれば、前記溶接接合部(148)の形状に影響を及ぼすために前記さらなる材料(156、158)を前記溶接プールにもたらすことをさらに含み、前記さらなる材料は、凹形状に対向して前記溶接接合部の概して凸形状をもたらすように前記溶接プールにもたらされ、前記凸形状は、後の熱処理工程の間に前記溶接接合部を強化する、請求項7記載の方法。
- ステップ(d)は、前記溶接プール(144)が一旦形成されれば、前記溶接接合部(148)の組成に影響を及ぼすために前記さらなる材料(156、158)を前記溶接プールにもたらすことをさらに含み、前記さらなる材料は、前記溶接プールの溶解含有物と前記さらなる材料を混合させるように前記溶接プールにもたらされ、後の熱処理工程の間に前記溶接接合部を強化する、請求項7記載の方法。
- ステップ(d)は、金属粉の形態で前記溶接プール(144)に前記さらなる材料(156)をもたらすことをさらに含み、前記金属粉は、前記さらなる材料が前記溶接接合部(148)内でよく分散されるように、高エネルギー密度レーザー(142)によって形成されたキーホール溶接で導入される、請求項7記載の方法。
- 前記さらなる材料(156、158)は、前記形成された溶接接合部(148)の組成が前記第1および第2のシート金属ピース(112、112’)の基材層より高い炭素含有量を有するように、炭素または炭素系合金である、請求項7記載の方法。
- (e)熱間鍛造工程の一部として前記溶接ブランクアセンブリ(140)を熱処理するステップをさらに含み、
前記溶接ブランクアセンブリを、一旦前記熱間鍛造工程が完了すれば、前記さらなる材料(156、158)を備えた前記溶接接合部(148)に前記第1および第2のシート金属ピース(112、112’)を備えた概して一貫した微構造をもたせるように熱処理する、請求項7記載の方法。 - ステップ(c)は、レーザー(142)を使用して前記第1および第2のシート金属ピース(112、112’)から溶解材料の溶接プール(144)を形成し、前記溶解材料を少なくとも部分的に凝固させることをさらに含み、ステップ(d)は、前記少なくとも部分的に凝固された溶解材料に前記さらなる材料をもたらして、前記溶接プールが一旦形成されれば前記溶接接合部(148)上に保護コーティング(154)を形成することをさらに含む、請求項7記載の方法。
- 溶接ブランクアセンブリ(140)であって、
第1のエッジ領域(120)に沿ってコーティング材料層(118)内に形成された第1の溶接ノッチ(130)を有する第1のシート金属ピース(112)と、
第2のエッジ領域(120’)に沿ってコーティング材料層(118)内に形成された第2の溶接ノッチ(130’)を有する第2のシート金属ピース(112’)と、
前記第1および第2のエッジ領域に沿って前記第1および第2のシート金属ピースをともに接合し、前記第1および第2のシート金属ピースの前記コーティング材料層の構成物質が実質的にない溶接接合部(148)と
を含み、
前記溶接接合部は、前記第1および第2の溶接ノッチの表面によって少なくとも部分的に画成された溶接領域(150)内に位置する、溶接ブランクアセンブリ。
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