JP2021508599A - 自動車の部品として使用される溶接鋼部品及び当該溶接鋼部品の製造方法 - Google Patents

自動車の部品として使用される溶接鋼部品及び当該溶接鋼部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、第1の板(2)を第2の板(3)と溶接して得られた溶接鋼部品(1)であって、第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方は鋼基材で作られ、アルミニウム合金のコーティングを含み、該溶接は、溶融及び冷却後に、第1の板(2)と第2の板(3)を連結し、該溶接鋼部品の一部である溶接ビーズ(4)を構成する溶接ワイヤを使用する。
本発明によれば、第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方はホットプレス成形部品であり、第1の板(2)及び第2の板(3)のそれぞれの周縁部(2a、3a)が、第1の板(2)の周縁部(2a)が第2の板(3)の、傾斜接合部(3a2)によって延長された周縁部(3a)の端部(3a1)の上面(3a11)の上方及び該上面上又は該上面の近くに配置されたジョグルドエッジタイプの構成であり、傾斜接合部(3a2)の上面(3a21)の少なくとも一部が、第1の板(2)の周縁部(2a)の端部(2a3)と共に溶接ビード(4)を収容する溝(5)を少なくとも横方向に区切り、傾斜接合部(3a2)が第1の板(2)の周縁部(2a)との長手方向の連続性において溶接部(3a3)によって延長される。

Description

本発明は、主に機械抵抗の高いホットプレス成形され、さらに溶接された鋼部品に関する。
本発明はまた、前記溶接鋼部品の製造に使用されるホットプレス成形鋼部品に関する。
本発明は、また、前記溶接鋼部品を製造する方法、及び自動車のサスペンションアーム及び/又はフレーム部品を作るためのこの溶接鋼部品の使用に関する。
異なる厚さ及び/又は異なる組成を有する鋼板から、それぞれの周縁部の連続溶接により溶接鋼部品を製造することは、既知の慣例である。このような溶接鋼部品は、特に自動車産業において見出され、より詳細には自動車のサスペンションアーム又はシャーシ部品を作るために見出される。
これらの溶接鋼部品は、それらの耐用年数の間に受ける応力に適合するために、高い機械抵抗を有することが不可欠である。自動車領域で要求される用途に関して、本発明は、第1の板と第2の板とを溶接することによって得られる溶接鋼部品であって、第1及び第2の板の少なくとも一方がホットプレス成形され、鋼基材からなり、アルミニウム合金のコーティングを含むものを扱う。
溶接ワイヤを含む異なる溶接技術が知られている。例えば、アーク溶接方法、レーザー溶接方法又はハイブリッドレーザー溶接方法、すなわちアーク溶接と組み合わせたレーザー溶接である。厚さが1.5〜4mmの範囲の板のアーク溶接では、ガス金属アーク溶接(GMAW)、ガスタングステンアーク溶接(GTAW)及びプラズマアーク溶接が既に知られている。また知られているように、溶融及び冷却後、フィラーワイヤで溶接することにより、第1の板と第2の板を連結し、前記溶接鋼部品の一部である溶接ビードを得ることができる。
図1を参照すると、溶接ビード0の溶接及び冷却後に1つの溶接鋼部品0を形成する第1の金属板0及び第2の金属板0のそれぞれの周縁部02a、03aの長手方向の整列からなる突合せ溶接技術が知られている。ここでは、この溶接鋼部品上の2つのゾーンが強調されている。第1のゾーンは、溶接作業中に溶融処理に供された溶接ビード0によって占められたゾーンに対応する。これは融合ゾーンZ1として知られている。第2のゾーンは、約700℃を超える温度に達した溶接作業中に熱の影響を受けたゾーンである。このゾーンは、熱影響ゾーン(HAZ)Z2として知られ、第1の板のプレート0の側及び第2の板のプレート0の側の溶融ゾーンZ1に隣接している。この熱影響ゾーンZ2では、微細組織及び機械的性質は局部溶接熱サイクルによって改質される。
溶接鋼部品0の機械抵抗を評価するためには、溶接鋼部品の破断に至るまで、引張力を示す図1の矢印Fに示されるように引張試験を行うのが普通である。次いで、溶接ゾーンの機械的特性を、前述の引張力を受けたこの溶接鋼部品の最大引張応力(UTS)を測定し、融合ゾーンZ1で破断が起こるかどうかを観察することによって評価する。自動車産業用に製作された溶接部の品質基準として、UTSは700MPaより高くなければならず、破断は溶融部で発生しないことがしばしば要求される。
図1に示すタイプの溶接部品の機械的引張試験を行った。第1の板0及び第2の板0は、商品名USIBOR(R)1500の下で製品化されたアルミニウムメッキされた22MnB5型鋼板であり、これは焼入れにより硬化を得て、約1500MPaの最大引張応力を得るようにホットプレス成形されている。高い降伏力の鋼の溶接に適合したフィラーワイヤで溶接を行う場合、破断は溶融ゾーンの外側で生じ、UTSは880〜910MPaの間に含まれる。
図1に示す突合せ溶接鋼部品のこれらの機械的特性は許容されるが、それにもかかわらず、この構成はこのような溶接鋼部品の工業的実現の際に若干の困難をもたらす。突合せ溶接の構成及び溶接作業中にこの構成に板を固定する必要性を考慮すると、ビードの実施は困難である。これは、板のプレートの厚さ及び/又は幾何学的形状が異なる場合に特に当てはまる。
図2及び図3を参照して、第2の板0の周縁部03aを第1の板0の周縁部02a上に位置決めすることからなる重ね溶接技術も知られている。これにより、図2に示すように、溶接作業を簡素化し、この作業を板部品の異なる構成に適応させることを可能にする支持体(第1の板0の周縁部02a)が実現される。しかし、アルミニウムメッキされた鋼板に適用した場合、この重ね溶接技術は溶接部の機械的特性に関して欠点を提示する。
これらの困難な点を例証するために、図2に示すような溶接鋼部品の引張試験が実施された。突合せ溶接部に実施された試験については、これらの試験は、溶接鋼部品の破断に至るまで、矢印Fで示すように2つの反対方向の力を加えることからなる。溶接鋼部品のUTS及び破断ゾーンの局在に注目する。試験した第1の板0及び第2の板0は、ホットプレス成形後に約1500MPaの機械抵抗UTSを有する商品名USIBOR(R)1500の下で製品化された板である。試験は、これら2枚のホットプレス成形板の厚さが1.5mmの溶接鋼部品と、2枚のホットプレス成形板の厚さが3.2mmの溶接鋼部品について行う。この前者の厚さは、特に自動車産業で使用される。溶接は、ER70S−G及びER120S−Gフィラーワイヤで行い、これらの呼び方は、規格AWS−A5.28を参照している。
厚さ1.5mmの板及びER70S―Gワイヤでは、UTSは800MPaに近く、破断は溶融ゾーンZ1又は熱影響ゾーンZ2のいずれかで起こる。厚さ1.5mmの板及びER120S―Gワイヤでは、UTSは900MPaに近く、破断は熱影響ゾーンZ2で起こる。厚さ3.2mmの板部品では、ER70S―Gワイヤに対し機械抵抗は約550MPaであり、破断は溶融ゾーンZ1で組織的に起こる。ER120S―Gワイヤは630MPaのUTSを生じ、破断は依然として融合ゾーンZ1で起こる。
以上より、UTSは厚さが高くなるにつれて減少する傾向があり、破断位置はHAZ又は融合ゾーンから溶融ゾーンに向かって変位していると結論できる。また、重ね溶接技術は、板の厚さ及び使用するワイヤに応じて、破断位置及びUTSに関して不均一な結果をもたらすと結論づけることができる。さらに、溶接ビード0の周りの鋼部品の回転現象は、引張力の印加中に発生する。図2に示すように、2枚の板が重なった結果、2つの引張力は一直線になっていない。主応力は、下側の板0から上側の板0に向かう経路をたどる。したがって、それによって2枚の板プレートは互いに整列する傾向があり、溶接ビード0の根元04cが高い応力を受ける図3に示す構成で溶接鋼部品が見出される。溶接は、アルミニウムコーティングを有する鋼板0、0に対して行われるので、アルミニウムは溶接中に溶融され、溶融ゾーンに入り、溶接部根元のような一部の領域に集中する可能性がある。アルミニウムはアルファ遺伝子であるため、根元にこの元素が存在すると、溶接部の主成分であるより硬い成分(マルテンサイト、ベイナイトなど)と比較して、フェライトなどの柔らかい成分の形成を引き起こす可能性がある。重ね形状及び根元におけるフェライトの存在の結果として、引張力を受ける溶接部において、歪はフェライト内又はフェライトとマトリックスとの間の界面に集中し、したがって融合ゾーンZ1で破断を開始させ、溶接鋼部品の低い機械抵抗をもたらす。この問題を克服するための1つの可能な解決策は、溶接の前に2枚の板のそれぞれの周縁部のアルミニウムコーティングを部分的又は完全に除去し、溶接ビード中のフェライトの存在を回避するか、少なくとも制限することである。しかし、この解決策は追加のコストを生じる。
したがって、重ね構成が溶接を容易にするとしても、この構成は、板の厚さ及び使用されるワイヤに依存する不均一な結果、及び大抵の場合は、ホットプレス成形され、アルミニウムメッキされた板に適用されたときに、得られる溶接鋼部品に対して不適切な機械的特性を含むであろう。
このように、前述の困難な点を生じさせないであろうアルミニウムメッキされた板の溶接方法を有することが望まれる。これに関連して、本発明は、1〜4mmの間の薄い厚さに対して700MPaより高い最大引張応力を有する溶接鋼部品であって、異なる厚さ、第2の板と共に配慮された第1の板の関連する配置、及び板の組成に対して溶接作業を遂行するのが容易である溶接鋼部品に関する。
また、本発明は、単純でコストもかからないこのような溶接鋼部品の製造方法に関する。
この目的のために、本発明は、第1の板を第2の板と溶接して得られた溶接鋼部品であって、第1の板及び第2の板の少なくとも一方は鋼基材で作られ、アルミニウム合金のコーティングを含み、溶接は、溶融及び冷却後に、第1の板を第2の板と連結し、前記溶接鋼部品の一部である溶接ビードを構成する溶接ワイヤを使用し、第1の板及び第2の板の少なくとも一方はホットプレス成形部品であり、第1の板及び第2の板のそれぞれの周縁部が、第1の板の周縁部が第2の板の、傾斜接合部によって延長される周縁部の端部の上面の上方及び該上面上又は該上面の近くに配置されたジョグルドエッジ(joggled edge)タイプの構成であり、傾斜接合部の上面の少なくとも一つの部分が、第1の板の周縁部と共に溶接ビードを収容する溝を少なくとも横方向に区切り、傾斜接合部が第1の板の周縁部との長手方向の連続性において溶接部によって延長され、
・ 長手方向の連続性が溶接部の中央厚ゾーンの少なくとも一部の、第1の板の周縁部の中央厚ゾーンの少なくとも一部との長手方向の整列によって規定され、かつ
・ 中央厚ゾーンの長手方向の整列は、第2の板の中央厚表面ゾーンと平行で、対応する中央厚ゾーン内に位置する少なくとも1本の直線の投影点の第1の板の周縁部の縁上の位置によって規定され、前記位置は第1の板の中央厚ゾーン内に位置し、
・ 各中央厚ゾーンは、対応する板の中央厚を中心としたゾ−ンによって断面において規定され、それぞれの板の厚さの40%に等しい厚さを有する
溶接鋼部品に関する。
また、本発明の溶接鋼部品は、別々に、又は全ての可能な技術的組み合わせに従って考慮される以下の任意の特徴を含むことができる。
− 第1の板の周縁部の上面と第2の板の周縁部の溶接部の上面とは平行である。
− 第1の板と第2の板は同じ厚さを有し、第1の板の周縁部の上面と第2の板の周縁部の溶接部の上面が長手方向に整列している。
− 第1の板の周縁部の上面及び第2の板の周縁部の上面にそれぞれ位置する溶接ビードの2つの対向する溶接止端部は、長手方向に整列している。
− 第2の板の周縁部の傾斜接合部は、120〜160°の間、好ましくは130〜150°の間に含まれる、第2の板の長手方向の中間厚さ表面との角度を形成する。
− 溶接ビードの微細組織は、少なくとも溶接ビードの根元にフェライトを含む。
− 少なくとも第2の板は、アルミニウム合金からできたコーティングを含む。
− 第1の板及び第2の板の少なくとも一方の微細組織は、アルミニウム合金からできたコーティングを含み、マルテンサイトを含む。
− 第1の板及び第2の板の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.04≦C≦0.1%、0.3%≦Mn≦2%、Si≦0.3%、Ti≦0.8%、0.015%≦Nb≦0.1%、Cr、Ni、Cu、Mo≦0.1%を含み、残りがFe及び不可避の不純物である。
− 第1の板及び第2の板の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.06≦C≦0.10%、1.4≦Mn≦1.9%、0.2%≦Si≦0.5%、0.020%≦Al≦0.070%、0.02%≦Cr≦0.1%、1.5%≦(C+Mn+Si+Cr)≦2.7%、0.040%≦Nb≦0.060%、3.4×N≦Ti≦8×N、0.044%≦(Nb+Ti)≦0.090%、0.0005≦B≦0.004%、0.001%≦N≦0.009%、0.0005%≦S≦0.003%、0.001%≦P≦0.020%、任意選択的に0.0001%≦Ca≦0.003%を含み、残りはFe及び不可避の不純物である。
− あるいは、第1の板及び第2の板の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.20≦C≦0.25%、1.1%≦Mn≦1.4%、0.15%≦Si≦0.35%、0.020%≦Al≦0.070%、Cr≦0.3%、0.020%≦Ti≦0.060%、B<0.010%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である。
− あるいは、第1の板及び第2の板の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.24≦C≦0.38%、0.40%≦Mn≦3%、0.10%≦Si≦0.70%、0.015%≦Al≦0.070%、0%≦Cr≦2%、0.25%≦Ni≦2%、0.015%≦Ti≦0.10%、0%≦Nb≦0.060%、0.0005%≦B≦0.0040%、0.003%≦N≦0.010%、0.0001%≦S≦0.005%、0.0001%≦P≦0.025%を含み、チタン及び窒素含有率は、Ti/N>3.42を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素含有率は以下の式を満たし、
Figure 2021508599
化学組成は、任意選択的に、以下の元素、すなわち、0.05%≦Mo≦0.65%、0.001%≦W≦0.30%、0.0005%≦Ca≦0.005%のうちの1つ以上を含み、残りは鉄及び製造に由来する不可避の不純物からなり、該板は深さΔにわたる該板の表面の領域におけるニッケル含有率Nisurfを、Nisurf>Ninomのように含み、ここでNinomは鋼の公称ニッケル含有率を表し、Nimaxは、Δ内の最大ニッケル含有率を表し、
Figure 2021508599
のようであり、かつ
Figure 2021508599
のようであることが理解され、深さΔはマイクロメートルで表され、Nimax及びNinom含有率は重量パーセントで表される。
− 第1の板及び第2の板の鋼基材は同じ化学組成を有する。
− 第1の板及び第2の板の厚さは1.5〜4mmの間である。
− 第1の板及び第2の板の厚さは1.5〜3mmの間であり、溶接鋼部品は、800MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する。
− 第1の板及び第2の板の厚さは2〜4mmの間であり、鋼部品は700MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する。
また、本発明は、第2の板が、第2の板の周縁部が、端部に平行で、該端部から10ミリメートル以下の距離だけ斜め横方向に離間した中央部によって延長される傾斜接合部によって延長される端部を含むジョグルドエッジタイプの構成であり、該端部と傾斜接合部を足した長さが50ミリメートル以下であり、傾斜接合部が、120〜160°の間、好ましくは130〜150°の間に含まれる、該中央部との角度を形成する、ホットプレス鋼部品にも関する。
また、本発明のホットプレス鋼部品は、別々に、又は全ての可能な技術的組み合わせに従って検討された以下の任意の特徴を含むことができる。
− 前記ホットプレス鋼部品は、500MPa以上の最大引張応力(UTS)を有する。
− 前記ホットプレス鋼部品は、1000MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する。
− 前記ホットプレス鋼部品は、1500MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する。
− 前記ホットプレス鋼部品は、アルミニウム合金のコーティングを含む。
本発明は、さらに、
i)第1の鋼板及び第2の鋼板を供給する工程であって、第1の鋼板及び第2の鋼板の少なくとも一方は鋼基材から作られ、アルミニウム合金のコーティングを含み、ホットプレス成形される工程、
ii)第2の鋼板の周縁部を変形させて、傾斜接合部により溶接部まで延長される端部を形成する工程、
iii)第1の鋼の周縁部を、第2の板の周縁部の端部の上面の上方及び、該上面の上又は該上面の近くに位置決めして、第2の板の周縁部の傾斜接合部の上面及び第1の板の周縁部の縁の少なくとも1つの部分によって横方向に制限される溝を作る工程、
iv)このように位置決めした第1の鋼板及び第2の鋼板を、あらかじめ作製した溝に堆積させたフィラーワイヤを用いて溶接する工程であって、第2の板の周縁部の端部は溶接支持板である工程
を含む、前記溶接鋼部品の製造方法に関する。
本発明の方法はまた、別個に、又は全ての可能な技術的組み合わせに従って考慮される以下の任意の特徴を含むことができる。
− 第2の板の周縁部を変形させる工程は、冷間成形又は屈曲によって行われる。
− 前記第2の板の周縁部を変形させる工程は、前記第1の鋼板及び第2の鋼板を供給する工程の前にホットプレス成形によって行われる。
− 前記第2の板の周縁部をホットプレス成形する工程は、前記第2の板のホットプレス成形工程と同時に行われる。
− 第1の板の周縁部は、第2の板の周縁部の端部から最大2mmの間隔をあけて配置している。
− 第1の板の周縁部を第2の板の周縁部の端部の上方及び、及び該端部の上又は該端部の近くに位置決めする場合、第1の板の縁は、第2の板の周縁部の端部と傾斜接合部との間の接合部で、又は該端部の面の上の接合部から最大2mmの距離で、長手方向に配置される。
− 第1の板の周縁部を第2の板の周縁部の端部の上方及び、及び該端部の上又は該端部の近くに位置決めする場合、第1の板の周縁部の上面と第2の板の周縁部の溶接部の上面が縦に整列して配置される。
− 第1の板及び第2の板の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.20≦C≦0.25%、1.1%≦Mn≦1.4%、0.15%≦Si≦0.35%、0.020%≦Al≦0.070%、Cr≦0.3%、0.020%≦Ti≦0.060%、B<0.010%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である。
− 第1の板及び第2の板の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.24≦C≦0.38%、0.40%≦Mn≦3%、0.10%≦Si≦0.70%、0.015%≦Al≦0.070%、0%≦Cr≦2%、0.25%≦Ni≦2%、0.015%≦Ti≦0.10%、0%≦Nb≦0.060%、0.0005%≦B≦0.0040%、0.003%≦N≦0.010%、0.0001%≦S≦0.005%、0.0001%≦P≦0.025%を含み、チタン及び窒素含有率は、Ti/N>3.42を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素含有率は以下の式を満たし、
Figure 2021508599
化学組成は、任意選択的に、以下の元素、すなわち、0.05%≦Mo≦0.65%、0.001%≦W≦0.30%、0.0005%≦Ca≦0.005%のうちの1つ以上を含み、残りは鉄及び製造に由来する不可避の不純物からなり、該板は深さΔにわたる該板の表面の領域におけるニッケル含有率Nisurfを、Nisurf>Ninomのように含み、ここでNinomは鋼の公称ニッケル含有率を表し、Nimaxは、Δ内の最大ニッケル含有率を表し、
Figure 2021508599
のようであり、かつ
Figure 2021508599
のようであることが理解され、深さΔはマイクロメートルで表され、Nimax及びNinom含有率は重量パーセントで表される。
− 溶接工程は、アーク溶接工程、レーザー溶接工程、又はシールドガスを使用するハイブリッドレーザー溶接工程である。
− アーク溶接工程は、ガス金属アーク溶接、ガスタングステンアーク溶接又はプラズマアーク溶接である。
− フィラーワイヤの化学組成は、重量で、0.03≦C≦0.14%、0.9≦Mn≦2.1%及び0.5≦Si≦1.30%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である。
− フィラーワイヤの直径は、0.8〜2mmの間である。
− 溶接工程は1.5m/分未満の溶接速度で行われ、直線溶接エネルギーは1.5〜10kJ/cmに含まれる。
最後に、本発明は、自動車用のサスペンションアーム又はシャーシ部品を作るための、前記溶接部品の使用にも関する。
本発明の他の特徴及び利点は、表示として下記に示され、かつ、添付の図を参照して決して制限されない説明から明確になるであろう。
既に論じた図1は、突合せ溶接構成に従って第1の板プレート及び第2の板プレートが長手方向に整列された技術水準の溶接鋼部品を概略的に示す。 既に論じた図2は、重ね構成に従って第1の板プレート及び第2の板プレートが上下に溶接された技術水準の溶接鋼部品を概略的に示す。 既に論じた図3は、溶接部が引張力を受けたときに溶接ビードの周りに回転が生じる図2の溶接鋼部品を概略的に示す。 第1の板及び第2の板がジョグルドエッジ構成にある第1の好ましい変形例における本発明による溶接鋼部品を概略的に示す。 簡略化のために、溶接ビードなしに表された図4の本発明の溶接鋼部品を概略的に示す。 溶接ビードなしで表され、第1の板の周縁部の上面が第2の板の周縁部の溶接部の上面と平行でない第2の変形例における本発明による溶接鋼部品を概略的に示す。 溶接ビードなしで表され、周縁部の上面が第2の板の周縁部の溶接部の上面と長手方向に整列していない第3の変形例における本発明による溶接鋼部品を概略的に示す。 溶接ビードなしで表され、第1の板及び第2の板が異なる厚さを有する第4の変形例における本発明による溶接鋼部品を概略的に示す。 溶接ビードと共に表され、溶接ビードの溶接止端部が長手方向に整列していない図6の溶接鋼部品を概略的に示す。 図4の第1の変形例の溶接鋼部品に適用された第2の板の周縁部の傾斜部と第2の板の長手方向の中間厚さ表面との間の角度αを概略的に示す。 本発明の溶接鋼部品の第2の板として使用できる本発明のホットプレス鋼部品を概略的に示す。 図12A〜図12Eは、本発明の主要な工程を概略的に示す。第1の鋼板及び第2の鋼板を供給する工程を示す。 本発明の方法の主要な工程を概略的に示し、本発明のホットプレス鋼を製造することを可能にする第2の鋼板の周縁部を変形させる工程を示す。 本発明の方法の主要な工程を概略的に示し、第1の板の周縁部を第2の板の周縁部の端部の上面の上方及び近傍に位置決めする工程を示す。 本発明の方法の主要な工程を概略的に示し、このように位置決めされた第1の鋼板及び第2の鋼板をフィラーワイヤを用いて溶接する工程を示す。 本発明の方法の主要な工程を概略的に示し、本発明の方法によって作製された溶接鋼部品を示す。
本発明は、特に第1の板を第2の板と溶接することにより得られる溶接鋼部品を提案することを目的とする。第1の板及び第2の板の少なくとも一方は鋼基材から作られ、アルミニウム合金のコーティングを備える。本発明の文脈の中で、アルミニウム合金は、コーティング層に関して測定されるように、平均で少なくとも30重量%のアルミニウムを含むものと規定される。溶接作業は、溶融及び冷却後に、第1の板を第2の板に連結し、溶接された鋼部分の一部である溶接ビードを構成する溶接ワイヤを使用する。
本発明によれば、図4及び図5を参照すると、第1の板2及び第2の板3の少なくとも一方は、自動車分野における構造部品及び安全部品の通常の製造作業に従ったホットプレス成形部品である。さらに、第1の板2及び第2の板3のそれぞれの周縁部2a、3aは、ジョグルドエッジタイプの構成である。このようなジョグルドエッジタイプの構成は、第2の板2の周縁部3aの上面3a11の上方及び上又は近傍に第1の板2の周縁部2aを配置することにより規定され得る。より正確には、周縁部3aは、溶接部3a3によって延長される傾斜接合部3a2によって延長される端部3a1を含む実質的に「S」字形状の特定の形状を有する。傾斜接合部3a2の上面3a21の少なくとも一部は、第1の板2の周縁部2aの縁2a3と共に溶接ビード4(図4)を受け入れる溝5(図5)を少なくとも横方向に区切る。
また、溶接部3a3は、第1の板2の周縁部2aと長手方向に連続している。この長手方向の連続性は、引張応力によって発生する破断が溶融ゾーンZ1で生じることを避け、溶接鋼部品が700MPaより大きい機械抵抗を有することを確実にするために不可欠である。
この長手方向の連続性は、まず、第1の板及び第2の板における中心繊維、又はより正確には第1の板の中心繊維及び第2の板2の周縁部3aの溶接部3a3の中心繊維の少なくとも部分的な整列により規定される。板の中心繊維は、対応する板の中央厚さゾーン上に位置する中心ゾーンとして規定される。
この長手方向の連続性は、第1の板2の周縁部2aの中央厚さゾーン7の少なくとも一部との、溶接部3a3の中央厚さゾーン6の少なくとも一部の長手方向の整列によって規定される。各中央厚さゾーン6、7は、断面において、対応する板2、3の中央厚さ表面6a、7aを中心とした厚さH21、H31によって規定される。これらの中央厚さゾーン6、7の厚さは、それぞれの板2又は3の40%に等しいと規定される。中央厚さゾーン6、7の長手方向の整列は、次のように規定される。すなわち、中央厚さゾーン6を区切る平面の仮想的な延長は、第1の板2の縁2a3と交差する。これらの交点は、投影点Pと呼ばれる。このようにして得られた少なくとも投影点Pが中央厚さゾーン7a内に位置する場合には、中央厚ゾーン6、7は、長手方向に連続していると規定される。この長手方向の連続性により、本発明者は、溶接部が引張力を受けると、根元の剪断歪が低下することを見出した。
本発明によれば、前述したように、アルミニウムコーティングを有する第1の板2及び第2の板3のそれぞれの周縁部2a、3aのジョグルドエッジタイプの構成は、700MPaより高い最大引張応力を有する溶接鋼部品を製造することを可能にし、実施例において後で見られるように、溶接ビード4における破断を回避することを確実にする。
図4、5の第1の変形例の溶接鋼部品では、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31は平行である。この構成は、溶接ビード4の近位ゾーンが長手方向に整列し、2枚の板2、3に溶接ビードの各面に連続した平面を与える溶接鋼部品を製造することを可能にするので、特に好ましい構成である。
あるいはまた、図6に示すように、溶接部3a3は、第1の板2の中央厚さ表面7aに対して相対的に斜めに傾斜している。それにもかかわらず、第2の板3の中間厚さ表面ゾーン6に平行であり、対応する中間厚さゾーン6内に位置する少なくとも1本の直線の第1の板2の周縁部2aの縁2a3上の投影点Pは、第1の板2の中間厚さゾーン7に位置する。このような構成は、前記のように第1の板2の周縁部2aとの第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の長手方向の連続性の一般的な規定に入る。このような構成では、組立体の平面度が第1の板2の周縁部2aの縦軸に平行及び/又は該縦軸内であることを保証するのは、溶接部3a3に隣接するゾーン3a4である。
図4及び図5の第1の変形例の溶接鋼部品では、第1の板2及び第2の板3はほぼ同じ厚さ(すなわち、その厚さの差が10%未満であること)を有し、第1の板2の周縁部2aの上面2a1及び第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31は長手方向に整列している。この構成は、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31との長手方向の整列と同様に、第1の板2及び第2の板3の厚さの点から好ましい構成である。第1の板2及び第2の板3の厚さに関しては、この構成は多くの工業的要件に対応する。第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31との長手方向の整列に関して、この構成は、溶接ゾーンの近位ゾーンの最良の平坦性を提供し、また、溶接ビード4に、さらに詳述される好ましい位置決めを提供する。
あるいはまた、図7に表されているように、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31は平行であるが、長手方向に整列していない。それにもかかわらず、この変形例では、第1の板2及び第2の板3の厚さH22、H32は等しい。
あるいはまた、図8に表されているように、第1の板2の厚さH22は第2の板3の厚さH32よりも薄い。それにもかかわらず、この変形例では第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3a1の上面3a31は、長手方向に整列している。
図には表されていないが、本発明の範囲にある別の変形例は、第1の板及び第2の板の厚さH22、H32が等しく、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31は平行であるが、長手方向に整列していないこと、及びそれぞれの中央厚さゾーン(6、7)が長手方向に整列していることを念頭に置いて、図7及び図8の特徴を組み合わせることができる。
考慮すべき別の特徴は、溶接ビード4、特に、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31にそれぞれ位置する溶接ビード4の対向する溶接止端部4a〜4bの位置決めである。第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部の溶接部3a3の上面3a31とが長手方向に整列すると、図1に表された変形例の場合と同様に、これによって、溶接ビード4の2つの対向する溶接止端部4a、4bも長手方向に整列することができる。逆に、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面が、図9に示す変形例の場合のように、長手方向に整列していない場合には、これにより、溶接ビード4の2つの対向する溶接止端部4a、4b間の長手方向のずれを生じることができる。図示しない別の位置決めでは、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部の溶接部3a3の上面3a31とが長手方向に整列しており、一方溶接ビード4の対向する2つの溶接止端4a、4bは長手方向に整列していない。反対方向に加えられる2つの引張力が矢印Fによって表されている図1乃至3を参照して記載されたように、溶接ビード4の2つの対向する溶接止端部4a、4bの長手方向の整列は、特に、引張力が加わっている間に溶接鋼部品1の過度の回転を制限するために好ましい。
図10を参照すると、考慮すべき別の特徴は、第2の板3の長手方向の中央厚さ表面6aとの第2の板3の周縁部3aの傾斜接合部3a2との間の角度αである。α角の最小値は90度である。この場合、傾斜接合部3a2の上面3a21と第1の板2の周縁部2aの縁2a3とで区切られた溝5は小さい。このα角は、いずれの場合も、第1の板2及び第2の板3の周縁部2a、3aのジョグルドエッジタイプの構成に関して、180度未満でなければならない。α角が大きい場合、溝5も大きくなるため、溶接を達成するためには、より多くの量のフィラーワイヤが必要となる。第2の板3の周縁部3aの形成も考慮しなければならず、角度αが大きいとこの形成がより容易になる。
好ましくは、角度α角は120〜160度の間に含まれる。このような値によって、第2の板3の周縁部3a及び妥当な体積を有する溝5の形成を同時により容易にすることができる。好ましくは、角度は130〜150度の間に含まれる。
第1の板2及び第2の板3のいずれかのためにアルミニウム合金からできたコーティングを使用することは、先に示したように、溶接ビード4内、特に溶接ビード4の根元にフェライトの存在を生じさせる。先に説明したように、このソフトフェライトの存在は、溶接ビード4の最大引張剪断応力を低下させる。しかし、本発明者は、驚くべき方法で、本発明の溶接鋼部品の第1の板2及び第2板3の周縁部2a、3aのジョグルドエッジタイプの構成が、フェライトの存在及びその結果としての溶接ビード4の弱体化にもかかわらず、引張応力に付されたときに溶接ビード4の破断のおそれを低下させることを明らかにした。実施例で詳述するように、引張力に供された本発明の溶接鋼部品の破断は、溶融ゾーンZ1ではもはや発生せず、より高いUTSと関連付けられる。
第1の鋼板2及び第2の鋼板3は、アルミニウムメッキを施し、その後ホットプレス成形した鋼板である。アルミニウムコーティング層により、プレス成形に先行した加熱及びプレスでのその後の冷却中に鋼基材が酸化、脱炭するのを防ぐことができる。鋼板2及び3の鋼基材は、熱処理用の鋼、すなわち、オーステナイトドメインにおける加熱後にマルテンサイト又はベイナイト変態による組織硬化を得ることが可能な鋼である。
好ましくは、ホットプレス成形後の少なくとも第1の板2及び第2の板3の微細組織はマルテンサイトを含み、これにより1000MPa以上、好ましくは1500MPaを超えるUTSを達成することが可能となる。
第1の選択肢に従い、第1の板2及び第2の板3の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.04≦C≦0.1%、0.3%≦Mn≦2%、Si≦0.3%、Ti≦0.8%、0.015%≦Nb≦0.1%、Cr、Ni、Cu、Mo≦0.1%を含み、残りがFe及び不可避の不純物である。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板は、約500MPaのホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
第2の選択肢によれば、本発明の溶接鋼部品の第1の板2及び第2の板3の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.06≦C≦0.10%、1.4≦Mn≦1.9%、0.2%≦Si≦0.5%、0.020%≦Al≦0.070%、0.02%≦Cr≦0.1%、1.5%≦(C+Mn+Si+Cr)≦2.7%、0.040%≦Nb≦0.060%、3.4×N≦Ti≦8×N、0.044%≦(Nb+Ti)≦0.090%、0.0005≦B≦0.004%、0.001%≦N≦0.009%、0.0005%≦S≦0.003%、0.001%≦P≦0.020%、任意選択的に0.0001%≦Ca≦0.003%を含み、残りはFe及び不可避の不純物である。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板は、約1000MPaのホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
第3の選択肢によれば、本発明の溶接鋼部品の第1の板2及び第2の板3の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.20≦C≦0.25%、1.1%≦Mn≦1.4%、0.15%≦Si≦0.35%、0.020%≦Al≦0.070%、Cr≦0.3%、0.020%≦Ti≦0.060%、B<0.010%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板は、約1500MPaのホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
第4の選択肢によれば、本発明の溶接鋼部品の第1の板2及び第2の板3の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.24≦C≦0.38%、0.40%≦Mn≦3%、0.10%≦Si≦0.70%、0.015%≦Al≦0.070%、0%≦Cr≦2%、0.25%≦Ni≦2%、0.015%≦Ti≦0.10%、0%≦Nb≦0.060%、0.0005%≦B≦0.0040%、0.003%≦N≦0.010%、0.0001%≦S≦0.005%、0.0001%≦P≦0.025%を含み、チタン及び窒素含有率は、Ti/N>3.42を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素含有率は以下の式を満たし、
Figure 2021508599
化学組成は、任意選択的に、以下の元素、すなわち、0.05%≦Mo≦0.65%、0.001%≦W≦0.30%、0.0005%≦Ca≦0.005%のうちの1つ以上を含み、残りは鉄及び製造に由来する不可避の不純物からなり、該板は深さΔにわたる該板の表面の領域におけるニッケル含有率Nisurfを、Nisurf>Ninomのように含み、ここでNinomは鋼の公称ニッケル含有率を表し、Nimaxは、Δ内の最大ニッケル含有率を表し、
Figure 2021508599
のようであり、かつ
Figure 2021508599
のようであることが理解され、深さΔはマイクロメートルで表され、Nimax及びNinom含有率は重量パーセントで表される。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板は、1800MPaより高いホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
有利には、第1の板2及び第2の板3は同じ化学組成を有する。
本発明の溶接鋼部品は、自動車分野における溶接鋼部品の製造に必要な範囲の厚さを提示し、より詳細には自動車のサスペンションアーム及び/又はシャーシ部分を製造するのに必要な範囲の厚さを提示することができる。この目的のために、第1の板2及び第2の板3の厚さは、1.5〜4mmの間に含まれる。
第1の板2及び第2の板3の化学組成は、1.5〜3mmの間に含まれる第1の板2及び第2の板3の厚さ6b、7bを有する前記の選択肢に従うことができる。実施例に見られるように、このような鋼部品は、800MPaを超える機械抵抗を有する。
第1の板2及び第2の板3の化学組成はまた、2〜4mmの間に含まれる第1の板2及び第2の板3の厚さ6b、7bを有する第2、第3及び第4の選択肢に従うこともできる。実施例に見られるように、このような鋼部品は、700MPaを超える機械的強度(UTS)を有する。この範囲の厚さは、特に、通常より厚い自動車のシャーシ及び構造部品の製造を可能にする。
図11を参照すると、本発明はまた、本発明の溶接鋼部品における第2の板3として使用されるホットプレス成形部品に関する。図4〜図10の第2の板3に関して、ホットプレス成形部品は、該部品3の周縁部3aが、中央部3a3によって延長される傾斜接合部3a2によって延長される端部3a1を備えるジョグルドエッジタイプの構成である。本発明のホットプレス成形部品において、中央部3a3は端部3a1と平行である。端部分3a1と中央部分3a3との間の横方向の距離D1は、10ミリメートル以下である。また、端部3a1と傾斜接合部3a2を足した長さD2は50ミリメートル以下である。最後に、傾斜接合部3a2は、120〜160°、好ましくは130〜150°の間に含まれる、中央部3a3との角度αを形成する。これにより、本発明のホットプレス成形部品は、自動車分野のための部品を製造する観点から、本発明の溶接鋼部品の第2の板として使用することができる。
好ましくは、ホットプレス成形後の第2の板3の微細組織はマルテンサイトを含み、これにより1000MPa以上、好ましくは1500MPaを超えるUTSを達成することが可能となる。
第1の選択肢に従い、かつ上記に従って、第2の板3の化学組成は、重量で、0.04≦C≦0.1%、0.3%≦Mn≦2%、Si≦0.3%、Ti≦0.8%、0.015%≦Nb≦0.1%、Cr、Ni、Cu、Mo≦0.1%を含み、残りがFe及び不可避の不純物である。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板3は、約500MPaのホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
第2の選択肢に従い、かつ上記に従って、本発明の溶接鋼部品の第2の板3の化学組成は、重量で、0.06≦C≦0.10%、1.4≦Mn≦1.9%、0.2%≦Si≦0.5%、0.020%≦Al≦0.070%、0.02%≦Cr≦0.1%、1.5%≦(C+Mn+Si+Cr)≦2.7%、0.040%≦Nb≦0.060%、3.4×N≦Ti≦8×N、0.044%≦(Nb+Ti)≦0.090%、0.0005≦B≦0.004%、0.001%≦N≦0.009%、0.0005%≦S≦0.003%、0.001%≦P≦0.020%、任意選択的に0.0001%≦Ca≦0.003%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板3は、約1000MPaのホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
第3の選択肢に従い、かつ上記に従い、本発明の溶接鋼部品の第2の板3の化学組成は、重量で、0.20≦C≦0.25%、1.1%≦Mn≦1.4%、0.15%≦Si≦0.35%、0.020%≦Al≦0.070%、Cr≦0.3%、0.020%≦Ti≦0.060%、B<0.010%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板3は、約1500MPaのホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
第4の選択肢に従い、かつ上記に従い、本発明の溶接鋼部品の第1の板2及び第2の板3の化学組成は、重量で、0.24≦C≦0.38%、0.40%≦Mn≦3%、0.10%≦Si≦0.70%、0.015%≦Al≦0.070%、0%≦Cr≦2%、0.25%≦Ni≦2%、0.015%≦Ti≦0.10%、0%≦Nb≦0.060%、0.0005%≦B≦0.0040%、0.003%≦N≦0.010%、0.0001%≦S≦0.005%、0.0001%≦P≦0.025%を含み、チタン及び窒素含有率は、Ti/N>3.42を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素含有率は以下の式を満たし、
Figure 2021508599
化学組成は、任意選択的に、以下の元素、すなわち、0.05%≦Mo≦0.65%、0.001%≦W≦0.30%、0.0005%≦Ca≦0.005%のうちの1つ以上を含み、残りは鉄及び製造に由来する不可避の不純物からなり、該板は深さΔにわたる該板の表面の領域におけるニッケル含有率Nisurfを、Nisurf>Ninomのように含み、ここでNinomは鋼の公称ニッケル含有率を表し、Nimaxは、Δ内の最大ニッケル含有率を表し、
Figure 2021508599
のようであり、かつ
Figure 2021508599
のようであることが理解され、深さΔはマイクロメートルで表され、Nimax及びNinom含有率は重量パーセントで表される。この選択肢によれば、このような組成を含む鋼板3は、1800MPaより高いホットプレス成形後の機械抵抗UTSを有する。
好ましくは、ホットプレスされた鋼部品はアルミニウム合金のコーティングを含み、アルミニウム合金は、コーティング層に関して測定された、平均で少なくとも30重量%のアルミニウムを含むと規定される。
図12a〜図12eを参照すると、前記の溶接鋼部品を製造する本発明の方法は、
i)第1の鋼板2及び第2の鋼板3を供給する工程(図12a)、
ii)第2の鋼板3の周縁部3aを変形させて、傾斜接合部3a2により溶接部3a3まで延長された端部3a1を形成する工程(図12b)、
iii)第1の鋼板2の周縁部2aを、第2の板3の周縁部3aの端部3a1の上面3a11の上方及び該上面の上又は該上面の近くに位置決めして、溝5を作る工程(図12c)、
iv)このように位置決めした第1の鋼板2及び第2の鋼板3を、あらかじめ作製した溝5に堆積させたフィラーワイヤ8を用いて溶接する(図12d)工程であって、第2の板3の周縁部3aの端部3a1は溶接支持板であり、それにより本発明の溶接鋼部品を得る工程(図12e)
を含む。
工程ii)は、第1の鋼板及び第2の鋼板を供給する工程に先立って、冷間形成、曲げ、又はホットプレス成形によって行うことができる。好ましくは、工程ii)は、前記第2の板3の熱間成形工程と同時に実施される。この前者の構成のおかげで、第2の板3の成形と、この第2の板3の周縁部3aの成形は、一段階で準備できる。
図12cを参照すると、工程iii)は、第1の板2の周縁部2aを第2の板3の周縁部3aの端部3a1から2ミリメートルの最大間隙D3だけ離間させることによって実施される。2mmを超えると、得られた溶接鋼部品は、低い機械抵抗に関与する中心繊維のずれをもたらすであろう。
また図12cを参照すると、第1の板2の縁2a3は、第2の板3の周縁部3aの端部3a1と傾斜接合部3a2との間の接合部9において前記端部3a1の面の上のこの接合部9から3mmの最大距離D4で配置される。3mmを超えると、溝5の大きな体積は、溶接作業及び最終的な機械的特性の両方に有害であろう。
なお、図12cを参照すると、周縁部2aを第2の板3の周縁部3aの端部3a1上に位置決めする場合には、第1の板2の周縁部2aの上面2a1と第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3の上面3a31とが前述した利点のために同一線上になるように長手方向に整列して配置されることが好ましい。
第1の板2と第2の板3を溶接する工程に関して、溶接工程は、アーク溶接工程、レーザー溶接工程、又はレーザーとアークを組み合わせたハイブリッドレーザー溶接工程とすることができる。溶接工程がアーク溶接工程である場合、ガス金属アーク溶接(GMAW)、ガスタングステンアーク溶接(GTAW)又はプラズマアーク溶接(PAW)とすることができる。
フィラーワイヤの化学組成は、重量パーセントで以下のように構成することができる。
− 0.03≦C≦0.14%、0.9≦Mn≦2.1%及び0.5≦Si≦1.30%、残りは鉄及び不可避の不純物
フィラーワイヤ9の直径は、0.8〜2mmの間に含まれることが好ましい。
最後に、溶接工程がアーク溶接工程の場合、溶接速度は1.5m/分未満であり、直線溶接エネルギーは1.5〜10kJ/cmの間に含まれる。
以下の2つの実施例は、重量で、0.22C、1.16%Mn、0.26%Si、0.030%Al、0.17%Cr、0.035%Ti、0.003%B、0.001%S、0.012%Pであり、残りは鉄及び不可避の不純物である、第3の選択肢に対応する同じ化学組成の第1の板2及び第2の板3から作られた本発明の溶接鋼部品について実施した機械的試験の結果を示す。
[実施例1]:
この実施例の溶接鋼部分は、2.5mmの同じ厚さの2枚のホットプレス成形板から作られている。各板には、8分間、900℃で加熱後、予めホットプレスを行った。板はアルミニウム合金でコーティングされており、コーティングの厚さは各面で約50μmである。
Figure 2021508599
第2の板3は、適合された工具で実施された熱間成形作業によって形成される。
第1の板2及び第2の板3のジョグルドエッジの構成は、図4及び図12eに示す通りであり、特に第2の板3の周縁部3aの溶接部3a3が第1の板2の周縁部2aと長手方向に連続している本発明の溶接鋼部品の一般的な規定に該当する。
3つの実施例1A、1B及び1Cにおいて、溶接鋼部品の破断は、溶接止端部4bの約2mmで発生し、本発明は、コーティングの溶融に起因するアルミニウムによる、フェライトを含む溶接ビードの根元への過剰な歪集中を回避するので、常に溶接ビードの外側にある。
3つの実施例1A、1B及び1Cにおいて、最大引張応力は、突合せ溶接の技術に対し得られた機械抵抗に近い700MPaより明らかに高く(880〜910MPaの間)、約740MPaである重ね合わせ溶接技術に対し達成された機械抵抗を十分に上回る。
[実施例2]:
この実施例の溶接鋼部品は、表面に約50μmのアルミニウムコーティングを有し、3.2mmの同じ厚さの2枚のホットプレス成形板を接合して得られる。
Figure 2021508599
第1の板2及び第2の板3の構成及び成形並びに溶接条件の作業は、実施例1に示したものと同一である。
2つの実施例2A、2Bにおいて、破断は溶接ビードの外側、より正確には、図12eを参照すると、溶接止端部4bでの高さで、第2の板3の側で発生する。この破断は、上述の重ね合わせ溶接の場合とは逆に、溶接ビードの外部で組織的に起こる。
2つの実施例2A、2Bにおいて、最大引張応力は、目標の700MPaより大きく、同じ板厚に対して重ね合わせ溶接の技術で得られた機械抵抗(約550MPa)を十分に上回っている。機械抵抗が突合せ溶接技術で得られたものより低いままである場合、これは、最大引張応力の低下を引き起こす反対側の溶接止端部4a〜4bのわずかなずれに起因する。それにもかかわらず、溶接ビードの外部での組織的な破断、及び溶接を行うための自然な支持体(第2の板3)の存在は、本発明の溶接鋼部品の有利な特性を含む。
したがって、本発明は、本発明による溶接部品を自動車産業用のサスペンションアーム又はシャーシ部品の製造に使用することを可能にする。

Claims (36)

  1. 第1の板(2)を第2の板(3)と溶接して得られた溶接鋼部品(1)であって、第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方は鋼基材で作られ、アルミニウム合金のコーティングを含み、溶接は、溶融及び冷却後に、第1の板(2)を第2の板(3)と連結し、前記溶接鋼部品の一部である溶接ビード(4)を構成する溶接ワイヤを使用し、第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方はホットプレス成形部品であり、第1の板(2)及び第2の板(3)のそれぞれの周縁部(2a、3a)が、第1の板(2)の周縁部(2a)が第2の板(3)の、傾斜接合部(3a2)によって延長される周縁部(3a)の端部(3a1)の上面(3a11)の上方及び該上面上又は該上面の近くに配置されたジョグルドエッジタイプの構成であり、傾斜接合部(3a2)の上面(3a21)の少なくとも一つの部分が、第1の板(2)の周縁部(2a)と共に溶接ビード(4)を収容する溝(5)を少なくとも横方向に区切り、傾斜接合部(3a2)が第1の板(2)の周縁部(2a)との長手方向の連続性において溶接部(3a3)によって延長され、
    ・ 長手方向の連続性が溶接部(3a3)の中央厚ゾーン(6)の少なくとも一部の、第1の板(2)の周縁部(2a)の中央厚ゾーン(7)の少なくとも一部との長手方向の整列によって規定され、かつ
    ・ 中央厚ゾーン(6、7)の長手方向の整列は、第2の板(3)の中央厚表面ゾーン(6)と平行で、対応する中央厚ゾーン(6)内に位置する少なくとも1本の直線の投影点(P)の第1の板(2)の周縁部(2a)の縁(2a3)上の位置によって規定され、前記位置は第1の板(2)の中央厚ゾーン(7)内に位置し、
    ・ 各中央厚ゾーン(6、7)は、対応する板(2、3)の中央厚(6a、7a)を中心としたゾ−ン(H21、H31)によって断面において規定され、それぞれの板((2)又(3))の厚さの40%に等しい厚さを有する
    溶接鋼部品(1)。
  2. 第1の板(2)の周縁部(2a)の上面(2a1)と第2の板(3)の周縁部(3a)の溶接部(3a3)の上面(3a31)が平行である、請求項1に記載の溶接鋼部品。
  3. 第1の板(2)と第2の板(3)が同一の厚さを有し、第1の板(2)の周縁部(2a)の上面(2a1)と第2の板(3)の周縁部(3a)の溶接部(3a3)の上面(3a31)が長手方向に整列している、請求項1に記載の溶接鋼部。
  4. 第1の板(2)の周縁部(2a)の上面(2a1)及び第2の板(3)の周縁部(3a1)の上面(3a31)上にそれぞれ位置する溶接ビード(4)の2つの対向する溶接止端部(4a、4b)が、長手方向に整列している、請求項2又は3に記載の溶接鋼部分。
  5. 第2の板(3)の周縁部(3a)の傾斜接合部(3a2)が、120〜160°の間、好ましくは130〜150°の間に含まれる、第2の板(3)の長手方向の中央厚さ表面(6a)との角度(α)を形成する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  6. 溶接ビード(4)の微細組織が、溶接ビード(4)の少なくとも根元(4c)にフェライトを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  7. 少なくとも第2の板(3)が、アルミニウム合金で作られたコーティングを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  8. アルミニウム合金で作られたコーティングを含む第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の微細組織がマルテンサイトを含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  9. 第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の化学組成が、重量で、0.04≦C≦0.1%、0.3%≦Mn≦2%、Si≦0.3%、Ti≦0.8%、0.015%≦Nb≦0.1%、Cr、Ni、Cu、Mo≦0.1%を含み、残りがFe及び不可避の不純物である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  10. 第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の化学組成が、重量で、0.06≦C≦0.10%、1.4≦Mn≦1.9%、0.2%≦Si≦0.5%、0.020%≦Al≦0.070%、0.02%≦Cr≦0.1%、1.5%≦(C+Mn+Si+Cr)≦2.7%、0.040%≦Nb≦0.060%、3.4×N≦Ti≦8×N、0.044%≦(Nb+Ti)≦0.090%、0.0005≦B≦0.004%、0.001%≦N≦0.009%、0.0005%≦S≦0.003%、0.001%≦P≦0.020%、任意選択的に0.0001%≦Ca≦0.003%を含み、残りがFe及び不可避の不純物である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  11. 第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の化学組成は、重量で、0.20≦C≦0.25%、1.1%≦Mn≦1.4%、0.15%≦Si≦0.35%、0.020%≦Al≦0.070%、Cr≦0.3%、0.020%≦Ti≦0.060%、B<0.010%を含み、残りは鉄及び不可避の不純物である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  12. 第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の化学組成が、重量で、0.24≦C≦0.38%、0.40%≦Mn≦3%、0.10%≦Si≦0.70%、0.015%≦Al≦0.070%、0%≦Cr≦2%、0.25%≦Ni≦2%、0.015%≦Ti≦0.10%、0%≦Nb≦0.060%、0.0005%≦B≦0.0040%、0.003%≦N≦0.010%、0.0001%≦S≦0.005%、0.0001%≦P≦0.025%を含み、チタン及び窒素含有率は、Ti/N>3.42を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素含有率は以下の式を満たし、
    Figure 2021508599
    化学組成は、任意選択的に、以下の元素、すなわち、0.05%≦Mo≦0.65%、0.001%≦W≦0.30%、0.0005%≦Ca≦0.005%のうちの1つ以上を含み、残りは鉄及び製造に由来する不可避の不純物からなり、該板は深さΔにわたる該板の表面の領域におけるニッケル含有率Nisurfを、Nisurf>Ninomのように含み、ここでNinomは鋼の公称ニッケル含有率を表し、Nimaxは、Δ内の最大ニッケル含有率を表し、
    Figure 2021508599
    のようであり、かつ
    Figure 2021508599
    のようであることが理解され、深さΔはマイクロメートルで表され、Nimax及びNinom含有率は重量パーセントで表される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  13. 第1の板(2)及び第2の板(3)の鋼基材が同一の化学組成を有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  14. 第1の板(2)及び第2の板(3)の厚さが、1.5〜4mmの間である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の溶接金属部品。
  15. 第1の板(2)及び第2の板(3)の化学組成が、請求項10及び12のいずれか一項に従い、第1の板(2)及び第2の板(3)の厚さ(6b、7b)が1.5〜3mmの間であり、溶接鋼部品が800MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する、請求項10〜14のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  16. 第1の板(2)及び第2の板(3)の化学組成が、請求項10及び12のいずれか一項に従い、第1の板(2)及び第2の板(3)の厚さ(6b、7b)が2〜4mmの間であり、前記鋼部品が700MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する、請求項10〜14のいずれか一項に記載の溶接鋼部品。
  17. 第2の板(3)が、第2の板(3)の周縁部(3a)が、端部(3a1)に平行で、該端部(3a1)から10ミリメートル以下の距離(D1)だけ斜め横方向に離間した中央部(3a3)によって延長される傾斜接合部(3a2)によって延長される端部(3a1)を含むジョグルドエッジタイプの構成であり、該端部(3a1)と傾斜接合部(3a2)を足した長さ(D2)が50ミリメートル以下であり、傾斜接合部(3a2)が、120〜160°の間、好ましくは130〜150°の間に含まれる、該中央部(3a3)との角度を形成する、ホットプレス鋼部品。
  18. 前記鋼部品が、500MPa以上の最大引張応力(UTS)を有する、請求項17に記載のホットプレス鋼部品。
  19. 前記鋼部品が、1000MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する、請求項17又は18に記載のホットプレス鋼部品。
  20. 前記鋼部品が、1500MPaより高い最大引張応力(UTS)を有する、請求項17〜19のいずれか一項に記載のホットプレス鋼部品。
  21. 前記鋼部品がアルミニウム合金のコーティングを含む、請求項17〜20のいずれか一項に記載のホットプレス鋼部品。
  22. 請求項1〜16のいずれか一項に記載の溶接鋼部品の製造方法であって、
    v)第1の鋼板(2)及び第2の鋼板(3)を供給する工程であって、第1の鋼板(2)及び第2の鋼板(3)の少なくとも一方は鋼基材から作られ、アルミニウム合金のコーティングを含み、ホットプレス成形される工程、
    vi)第2の鋼板(3)の周縁部(3a)を変形させて、傾斜接合部(3a2)により溶接部(3a3)まで延長される端部(3a1)を形成する工程、
    vii)第1の板(2)の周縁部(2a)を、第2の板(3)の周縁部(3a)の端部(3a1)の上面(3a11)の上方及び該上面の上又は該上面の近くに位置決めして、第2の板(3)の周縁部(3a)の傾斜接合部(3a2)の上面(3a21)及び第1の板(2)の周縁部(2a)の縁(2a3)の少なくとも1つの部分によって横方向に区切られる溝(5)を作る工程、
    viii)このように位置決めした第1の鋼板(2)及び第2の鋼板(3)を、あらかじめ作製した溝
    (5)に堆積させたフィラーワイヤ(8)を用いて溶接する工程であって、第2の板(3)の周縁部(3a)の端部(3a1)は溶接支持板である工程
    を含む、方法。
  23. 第2の板(3)の周縁部(3a)を変形させる工程が、冷間成形又は屈曲によって実施される、請求項22に記載の方法。
  24. 第2の板(3)の周縁部(3a)を変形させる工程が、第1の鋼板及び第2の鋼板を供給する工程の前に、ホットプレス成形によって実施される、請求項22に記載の方法。
  25. 第2の板(3)の周縁部(3a)のホットプレス成形工程が、第2の板(3)のホットプレス成形工程と同時に実施される、請求項24に記載の方法。
  26. 第1の鋼板(2)の周縁部(2a)が、第2の板(3)の周縁部(3a)の端部(3a1)から2mmの最大間隙をもって離間されている、請求項22〜25のいずれか一項に記載の方法。
  27. 第1の板(2)の周縁部(2a)を第2の板(3)の周縁部(3a)の端部(3a1)の上方及び該端部の上又は該端部の近くに位置決めする場合、第1の板(2)の縁(2a3)は、第2の板(3)の周縁部(3a)の端部(3a1)と傾斜接合部(3a2)との間の接合部(9)で、又は該端部(3a1)の面上の接合部(9)から最大2mmの距離(D4)で、長手方向に配置される、請求項22〜26のいずれか一項に記載の方法。
  28. 第1の板(2)の周縁部(2a)を第2の板(3)の周縁部(3a)の端部(3a1)の上方及び該端部の上又は該端部の近くに位置決めする場合、第1の板(2)の周縁部(2a)の上面(2a1)と第2の板(3)の周縁部(3a)の溶接部(3a3)の上面(3a31)が長手方向に整列して配置される、請求項22〜27のいずれか一項に記載の方法。
  29. 第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の化学組成が、重量で、0.20≦C≦0.25%、1.1%≦Mn≦1.4%、0.15%≦Si≦0.35%、0.020%≦Al≦0.070%、Cr≦0.3%、0.020%≦Ti≦0.060%、B<0.010%、B<0.010%を含み、残りがFe及び不可避の不純物である、請求項22〜28のいずれか一項に記載の方法。
  30. 第1の板(2)及び第2の板(3)の少なくとも一方の化学組成が、重量で、0.24≦C≦0.38%、0.40%≦Mn≦3%、0.10%≦Si≦0.70%、0.015%≦Al≦0.070%、0%≦Cr≦2%、0.25%≦Ni≦2%、0.015%≦Ti≦0.10%、0%≦Nb≦0.060%、0.0005%≦B≦0.0040%、0.003%≦N≦0.010%、0.0001%≦S≦0.005%、0.0001%≦P≦0.025%を含み、チタン及び窒素含有率は、Ti/N>3.42を満たし、炭素、マンガン、クロム及びケイ素含有率は以下の式を満たし、
    Figure 2021508599
    化学組成は、任意選択的に、以下の元素、すなわち、0.05%≦Mo≦0.65%、0.001%≦W≦0.30%、0.0005%≦Ca≦0.005%のうちの1つ以上を含み、残りが鉄及び製造に由来する不可避の不純物からなり、該板は深さΔにわたる該板の表面の領域におけるニッケル含有率Nisurfを、Nisurf>Ninomのように含み、ここでNinomは鋼の公称ニッケル含有率を表し、Nimaxは、Δ内の最大ニッケル含有率を表し、
    Figure 2021508599
    のようであり、かつ
    Figure 2021508599
    のようであることが理解され、深さΔはマイクロメートルで表され、Nimax及びNinom含有率は重量パーセントで表される、請求項22〜28のいずれか一項に記載の方法。
  31. 前記溶接工程が、アーク溶接工程、レーザー溶接工程又はシールドガスを用いたハイブリッドレーザー溶接工程である、請求項22〜30のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記アーク溶接工程が、ガス金属アーク溶接、ガスタングステンアーク溶接又はプラズマアーク溶接である、請求項31に記載の方法。
  33. 前記フィラーワイヤの化学組成が、重量で、0.03≦C≦0.14%、0.9≦Mn≦2.1%及び0.5≦Si≦1.30%を含み、残りが鉄及び不可避の不純物である、請求項31又は32に記載の方法。
  34. 前記フィラーワイヤ(8)の直径が、0.8〜2mmの間に含まれる、請求項22〜33のいずれか一項に記載の方法。
  35. 前記溶接工程が1.5m/分未満の溶接速度で実施され、直線溶接エネルギーが1.5〜10kJ/cmの間に含まれる、請求項22〜34のいずれか一項に記載の方法。
  36. 自動車用サスペンションアーム又はシャーシ部品を製造するための請求項1〜16のいずれか一項に記載の溶接部品の使用。
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