KR20210011904A - 코팅된 강판을 용접하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20210011904A
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제랄드 브루거
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뵈스트알피네 오토모티브 컴포넌츠 린츠 게엠베하
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    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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Abstract

본 발명은 알루미늄 실리콘 내식성 층으로 코팅되고 담금질 경화 공정에서 경화될 수 있는 CMnB 및 CMn 강철 재료로 이루어진 강판을 용접하기 위한 방법에 관한 것으로, 판 용접시 용접 필러 와이어가 사용되고, 용접 필러 와이어는 다음 조성: C = 0.80 - 2.28 × %C 모재, Cr = 8 - 20, Ni < 5, Si = 0.2 - 1, Mn = 0.2 - 1, Mo < 2, 및 나머지는 철과, 용융 공정으로 인한 불가피한 오염물을 갖고, 모든 표시는 질량% 단위이다.

Description

코팅된 강판을 용접하기 위한 방법
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 코팅된 강철 시트를 용접하기 위한 방법에 관한 것이다.
선행 기술에서, 용접된 시트 바(bar)를 제조하기 위하여 상이한 두께의 강철 시트 및/또는 상이한 조성의 강철 시트를 사용하는 것이 알려져 있고, 이어서 성형 공정 또는 열 처리와 같은 추가 공정을 거칠 수 있다.
이것의 목적은 상이한 두께 또는 상이한 조성으로 인해 완전하게 성형된 부품의 특성이 구역마다 다르게 구현될 수 있도록 하는 것이다.
내식성(anti-corrosion) 코팅 그리고 특히, 아연 또는 알루미늄 코팅과 같은 금속 내식성 코팅을 갖는 시트를 용접하는 것 또한 알려졌다.
특히, 고 경화성 망간 붕소 강철을 서로 용접하는 것이 알려져 있고, 이는 그 후 차체의 구조 부품을 생산하는 데 사용된다.
강철 시트로 구성된 이러한 주문 제작된(custom-made) 시트 바는 "맞춤형 블랭크(tailored blank)"라고도 한다.
공지의 용접 방법은 아크 용접, 레이저 용접 및 레이저 아크 하이브리드 용접 방법을 포함한다.
특히 알루미늄 실리콘 코팅 시트의 경우, 기존의 용접 방법을 사용하는 경우 알루미늄 실리콘 층이 시트 용접에 문제를 일으키는 것으로 나타났다. 명확하게는, 코팅 요소가 용접 이음매(welding seam)의 구성에 부정적인 영향을 미친다.
따라서, 용접 이음매에서 알루미늄 실리콘 농도를 감소시키기 위하여 용접 전에 일부 서브 영역에서 알루미늄 실리콘 층을 제거하기 위한 방안이 개발되었다.
이러한 코팅된 시트를 용접할 때, 용가 봉(filler rod)을 사용하거나 또는 분말을 첨가하는 것이 또한 선행 기술로부터 알려져 있다.
이러한 종류의 용접된 시트 바는 경화되거나 또는 부분적으로 경화된 부품의 생산에도 사용되고, 이를 위해, 가열 및 담금질(quenched)된다.
시트 강판으로 구성된 소위 프레스 경화 부품이 특히 자동차에 사용되는 것으로 알려졌다. 강철 시트로 구성된 이들 프레스 경화 부품은 특히 차체 부문에서 안전 부품으로서 사용되는 고강도 부품이다. 이 경우, 이들 고강도 강철 부품의 사용은 일반 강도의 강철에 비해 재료 두께를 감소시킬 수 있으므로 자체 중량을 줄일 수 있다.
프레스 경화에서, 이러한 부품을 생산하는 데는 기본적으로 두 가지 상이한 가능성이 있다. 이들은 보통 직접 및 간접 방법이라 한다.
직접 방법에서, 강철 시트 바는 오스테나이트화 온도(austenitization temperature)라 일컬어지는 온도 이상으로 가열되고, 원하는 정도의 오스테나이트화에 도달할 때까지 이 온도에서 유지될 수 있다. 그 다음 가열된 시트 바는 성형 도구로 전달되고, 이 성형 도구에서, 1-단계 성형 단계에서 완성된 부품으로 성형되고, 이 과정에서, 냉각된 성형 도구에 의해 임계(critical) 경화 속도보다 빠른 속도로 동시에 냉각된다. 이는 경화된 부품을 생성한다.
간접 공정에서, 먼저 부품이 거의 완전하게 성형되고, 이는 다단계 성형 공정에서 가능하다. 이 성형된 부품은 그 후 마찬가지로 오스테나이트화 온도보다 높은 온도로 가열되고, 원하는 필요한 시간 동안 이 온도에서 유지될 수 있다.
그런 다음 이 가열된 부품은 이미 부품의 치수 또는 더욱 정확하게는, 부품의 최종 치수를 갖는 성형 도구로 전달되어 삽입되며, 이는 사전 성형된 부품의 열 팽창을 고려할 수 있다. 결과적으로, 특히 냉각된 도구가 닫힌 후, 이 도구에서 일어나는 모든 일은 사전 성형된 부품이 임계 경화 속도보다 빠른 속도로 냉각되어 경화된다는 것이다.
이와 관련하여, 직접 방법은 수행하기가 조금 더 간단하지만, 단일 성형 단계로 실제로 얻을 수 있는 형상, 즉 상대적으로 간단한 프로파일 형상만이 가능하다.
간접 방법은 조금 더 복잡하지만, 더 복잡한 형상을 얻을 수도 있다.
DE 10 2012 111 118 B3은 프레스-경화성 강철, 특히 망간 붕소 강철로 구성된 하나 이상의 공작물(workpiece)을 레이저 용접하기 위한 방법을 개시하였고, 여기서 용접은 버트(butt) 조인트에서 수행되고, 공작물(들)은 적어도 1.8 mm의 두께를 가지고/가지거나 적어도 0.4 mm의 두께 차이가 버트 조인트에 생성되고, 레이저 용접 중에 레이저 빔으로 생성된 용접 풀(pool) 내로 용가 봉이 공급된다. 열-성형 중에 용접 이음매가 마르텐사이트 구조(martensitic structure)로 확실히 경화될 수 있도록 하기 위해, 이 공보는 용가 봉에 망간, 크롬, 몰리브덴, 실리콘, 및/또는 니켈을 포함하는 그룹으로부터의 적어도 하나의 합금 성분(element)을 첨가하여, 레이저 빔으로 생성되는 용접 풀에서 오스테나이트의 형성을 촉진하는 것을 제공하고, 이러한 적어도 하나의 합금 성분은 공작물(들)의 프레스-경화 강철에서보다 적어도 0.1 중량 퍼센트 더 많은 질량 퍼센트로 용가 봉에 존재한다.
DE 10 2014 001 979 A1은 버트 조인트에서 경화 강철로 구성된 하나 이상의 공작물을 레이저 용접하기 위한 방법을 개시하였고, 강철은 특히 망간 붕소 강철이고, 공작물은 0.5 내지 1.8 mm 사이의 두께를 가지고/가지거나 버트 조인트에서 0.2 내지 0.4 mm 사이의 두께 차이가 생성되고; 레이저 용접에서, 용가 봉이 용접 풀에 도입되고 용접 풀은 하나의 레이저 빔에 의해서 독점적으로 생성된다. 열-성형 중에 용접 이음매가 마르텐사이트 구조로 확실히 경화될 수 있도록 하기 위해, 이 공보는 용가 봉에 망간, 크롬, 몰리브덴, 실리콘, 및/또는 니켈을 포함하는 그룹으로부터의 적어도 하나의 합금 성분을 함유시켜, 오스테나이트(austenite)의 형성을 촉진하는 것을 제공한다.
EP 2 737 971 A1은 상이한 두께 또는 조성의 시트가 서로 접착되고, 이것이 용접 영역에서 품질 문제를 감소시키는 것으로 간주되는 시트가 생산되는 맞춤형 용접 블랭크 및 이를 제조하는 방법을 개시하였다. 여기에서도 용가 봉이 사용되고, 후자는 800 내지 950℃의 온도 범위에서 페라이트(ferrite)가 생성되지 않도록 구현된다. 이 방법은 AlSi 코팅 시트에 특히 적합한 것으로 여겨지고; 이 봉은 또한 특히 탄소 또는 망간으로 구성되는 오스테나이트-안정화 성분의 함량이 더 높아야 한다.
EP 1 878 531 B1은 표면-코팅된 금속 공작물의 하이브리드 레이저 아크 용접 방법을 개시하였고, 그 의도는 표면 코팅이 알루미늄을 함유하는 것이다. 레이저 빔은 금속의 용융 및 부품이나 부품들의 용접이 생성되도록 적어도 하나의 아크와 결합하는 것으로 되어 있고, 용접되기 전에, 부품 중 적어도 하나는 용접될 측면 에지 중 하나의 표면에 알루미늄 실리콘 코팅의 증착물(deposit)을 가진다.
EP 2 942 143 B1은 두 개의 블랭크를 결합시키는 방법을 개시하였고; 블랭크는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된 층을 포함하는 코팅이 있는 강철 시트이고; 두 부품은 레이저 빔과 아크를 이용하여 서로 용접되고; 아크 용접 토치는 필러 와이어 전극을 포함하고 필러 와이어 전극은 안정화 성분을 함유하는 강철 합금으로 구성되고; 레이저와 아크는 용접 방향으로 이동되고; 아크 용접 토치와 레이저 빔은 용접 방향으로 연속적으로 배치된다.
EP 2 883 646 B1은 두 개의 블랭크를 결합시키는 방법을 개시하였고, 여기서 블랭크 중 적어도 하나는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성된 층을 포함하고, 금속 분말이 용접 공정 중에 용접 영역에 도입되고, 금속 분말은 감마(gamma)-안정화 성분을 함유하는 철기(iron-based) 분말이고, 레이저 빔 용접은 2-포인트 레이저 빔 용접이다.
EP 2 007 545 B1은 강철 시트가 금속간 층(intermetallic layer)과 금속간층 위에 위치한 금속 합금층으로 구성된 코팅을 갖는, 매우 우수한 기계적 특성을 갖는 용접 부품을 생산하는 방법을 개시하였다. 시트의 용접을 위하여, 이 금속간층 위의 금속 합금층은 시트의 주변부, 즉 용접될 영역에서 제거되어야 하고, 이 금속간 층은 알루미늄 합금층이다. 이 코팅은 알루미늄 실리콘 층으로 구현된 이 층이 용접 이음매에서의 알루미늄의 유해한 영향을 피하기 위하여 용접 전에 기화되도록 레이저 빔에 의하여 제거되어야 한다. 동시에, 금속간 층은 가능하면 부식-억제 효과를 내기 위하여 남겨두어야 한다.
US 960 43 11 B2는 금속층과 금속간 층이 레이저에 의하여 완전히 기화되는 전체 어블레이션(complete ablation) 공정을 개시하였다.
선행 기술에서는, 용접 이음매에 분말을 도압하는 방법으로는 분말의 계량이 어렵다는 단점이 있다. 레이저 하이브리드 용접 방법은 기본적으로 매우 복잡하고 관리하기 어렵다는 단점이 있다. 용접 이음매 상의 스케일 형성은 내하중(load bearing) 단면을 감소시키는 단점이 있고, 용접 이음매의 탈탄(decarburization)은 마찬가지로 내하중 단면을 감소시키는 단점이 있지만, 용접 이음매의 기계적 하중 용량을 또한 위태롭게 한다. 레이저에 의한 알루미늄 실리콘 층의 어블레이션은 한편으로는 레이저 어블레이션을 확실하게 안내하고 신뢰할 수 있는 어블레이션을 달성하기 어렵다는 단점이 있고, 다른 한편으로는, 이러한 단계는 생산을 더 복잡하고 비용이 많이 들게 하는 추가 처리 단계로 구성된다.
기본적으로, 문제는 시트 상의 알루미늄 실리콘 층에서, 용접 시, 용접 이음매가 강하지 않다는 것이며, 이는 명백하게 알루미늄이 이 분말과 함께 용접 이음매에 도입되기 때문이다.
본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 안정한 용접 이음매를 생산하는 것이다.
이 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 방법으로 달성된다.
유리한 변형이 종속항에 개시되어 있다.
본 발명에 따르면, 알루미늄 실리콘 코팅 시트는 알루미늄 실리콘 층이 완전히 또는 부분적으로 제거되지 않고 서로 용접되지만, 용접된 연결부의 기계적 특성에 대한 알루미늄의 부정적인 영향은 중화된다. 또한, 본 발명에 따르면, 용접 이음매의 탈탄 및 스케일 형성이 방지되고, 용접 이음매의 고온 강도가 증가하고, 용접 이음매는 또한 용접 이음매에서 우세한 도구 관련 열악한 냉각 조건이 보상되는 방식으로 후속 열간 성형 공정(hot forming process)을 위해 강화된다. 본 발명에 따른 알루미늄의 중화 및 그 부정적인 영향을 위해, 용접은 알루미늄의 효과를 상쇄하기 위해 그 화학적 성질(chemistry)과 합금 수준이 보정된 특수 용가 봉으로 수행된다.
특히, 용접 와이어는 정의된 크롬 함량을 가지고, 이는 스케일 형성과 에지 탈탄을 강력하게 억제한다.
따라서, 선행 기술과는 대조적으로, 감마 안정화가 수행되지 않고, 대신 니켈과 망간이 거의 없이 용접이 수행된다. 놀랍게도 고강도 용접 이음매가 그럼에도 생성된다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 어블레이션 없는 용접을 달성하고, 용접 연결부의 기계적 특성에 대한 알루미늄의 부정적인 영향을 억제하는 데 성공하고; 또한, 용접 이음매의 탈탄 및 스케일 형성을 거의 완전히 방지하고, 용접 이음매의 고온 강도를 증가시킨다. 무엇보다도, 이는 증가된 크롬 함량으로 용접을 가능하게 하여 경화능(hardenability)을 향상시킨다. 이는 본 발명에 따르면, 열간 성형 공정에서 도구에 따라 열악한 냉각 조건이 종종 용접 이음매에 존재하고, 이는 프레스 경화 절차 후 용접 이음매의 경도 감소에 반영된다는 것을 발견하였기 때문에 중요하다.
따라서, 대체로, 재료에 특별하게 적합화된 용가 봉의 사용을 통해 알루미늄을 충분히 중화시키고, 용접 이음매의 크롬 함량을 통해 스케일 형성 및 에지 탈탄을 강력하게 억제할 수 있다. 적합한 용가 봉은 모재(base material)의 탄소 함량의 0.80 내지 2.28배, 바람직하게는 모재의 탄소 함량의 0.88 내지 1.51배, 특히 바람직하게는 모재의 탄소 함량의 0.90 내지 1.26배, 더욱 더 특히 바람직하게는 모재의 탄소 함량의 0.90 내지 1.17배에 상응하는 탄소 함량을 갖고, 8 내지 20%의 크롬 함량, 5% 미만, 바람직하게는 1% 미만의 니켈 함량, 0.2 내지 3%의 실리콘 함량, 0.2 내지 1%의 망간 함량, 및 선택적으로 최대 2%, 바람직하게는 0.5 내지 2%의 몰리브덴 함량을 갖는다.
이러한 용가 봉을 이용한 용접은 후속 경화 공정에서 스케일 형성 및 에지 탈탄을 강력하게 억제하고, 설명으로부터 알루미늄의 효과를 "중화"시키는 데 성공한다.
본 발명은 도면에 기초한 예로서 아래에서 설명될 것이다. 도면에서:
도 1은 상이한 두께의 두 시트 사이의 용접 이음매를 통한 단면을 도시하고; 선행 기술에 따른 용접 방법이 사용되었고, 스케일 형성 및 탈탄이 있는 용접 이음매가 보이고;
도 2는 선행 기술에 따른 용접 이음매 및 본 발명에 따른 용접 이음매에서 탈탄 구역의 연마된 단면을 도시하고;
도 3은 용접 이음매 내의 경도 곡선을 도시하고; 용접 이음매는 경도 샘플 포인트와 함께 현미경 사진으로 보여지고;
도 4는 상이한 갭 폭과 상이한 와이어 재료(본 발명에 따르고 본 발명에 따르지 않는 것 모두) 및 상이한 용접 진행 속도를 갖는 용접 이음매의 강도 수준 개요를 도시하고;
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따르고 본 발명에 따르지 않는 와이어 재료로 구성된 용가 봉의 조성의 개요를 도시한다.
본 발명에 따르면, 상이한 두께의 두 개의 시트, 바람직하게는 CMn 강철, 특히 경화성 CMnB 강철, 특히 22MnB5 강철 재료의 용접은 용접 용가 봉을 사용하여 수행된다. 특히 본 발명에 따르면, 경화 후 900 MPa 초과 인장 강도를 갖는 알루미늄 실리콘 코팅된 강철 시트는 어블레이션 없이 용접에 의해 접합된다.
용가 봉 또는 필러 와이어의 선호되는 화학 합금은 다음 성분(element)으로 구성된다:
C = 0.80 - 2.28 × C 모재
Cr = 8 - 20 질량%
Ni ≤ 5, 바람직하게는 ≤ 1 질량%
Si = 0.2 - 3 질량%
Mn = 0.2 - 1 질량%
선택적으로 Mo =< 2, 바람직하게는 0.5 - 2.5 질량%
선택적으로 V 및/또는 W 총 < 1 질량%
잔존 철(residual iron) 및 불가피한 제련 관련(smelting-related) 불순물.
바람직하게는, 용가 봉 또는 필러 와이어의 탄소는 다음과 같이 조정되거나, 또는 보다 정확하게는, 용가 봉은 다음 조성을 갖는다:
C = 0.88 - 1.51 × C 모재
Cr = 10 - 18 질량%
Ni ≤ 1 질량%
Si = 0.3 - 1 질량%
Mn = 0.4 - 1 질량%
Mo = 0.5 - 1.3 질량%
V = 0.1 - 0.5 질량%
W = 0.1 - 0.5 질량%
잔존 철 및 불가피한 제련 관련 불순물.
특히 바람직하게는:
C = 0.90 내지 1.26 × C 모재
더욱 더 특히 바람직하게는:
C = 0.9 내지 1.17 × C 모재
위에서 이미 설명한 바와 같이, 22MnB5로 구성된 면(side)당 60 g/m2의 층을 갖는 알루미늄 실리콘-코팅 시트가 접합되고, 여기에서 인장 시험편(specimen)을 위해, 1.5 mm의 시트가 접합되었다. 이러한 시트에는 용접된 에지가 제공되었고, 0.6 mm의 초점거리(focal length) 직경을 갖는 Trumpf 4006 용접 레이저(4.4 kW)로 용접되었다.
모재는 다음 일반 합금 조성의 강철이다(질량%):
Figure pct00001
잔존 철 및 제련 관련 불순물.
이는 용가 봉의 탄소 함량이 0.024 내지 1.086 질량% 범위일 수 있음을 의미한다.
당연히, 용가 봉의 탄소 함량은 생산에서 존재하는 모재의 탄소 함량에 기초하여 특별히 선택된다.
바람직하게는, 모재는 다음 합금 조성을 가질 수 있다:
Figure pct00002
잔존 철 및 제련 관련 불순물.
구체적으로, 예를 들어, 22MnB5는 다음 조성을 가질 수 있다:
C = 0.22
Si = 0.19
Mn = 1.22
P = 0.0066
S = 0.001
Al = 0.053
Cr = 0.26
Ti = 0.031
B = 0.0025
N = 0.0042,
잔존 철 및 제련 관련 불순물, 여기서 모든 표시는 질량%로 표시된다.
모재의 이러한 특정 조성으로, 용가 봉의 탄소 함량은 0.186 내지 0.5082 질량%, 특히 바람직하게는 0.216 내지 0.257 질량% 범위에 있을 수 있다.
시험 과정에서, 공정 파라미터는 다음과 같이 다양하였다:
≫ Trumpf 4006 용접 레이저 4.4 kW (초점거리 Ø = 0.6 mm)
≫ 공정 파라미터의 변화:
≫ Vw = 4 - 7.5 m/분
≫ Vd = 2.3 - 6.2 m/분
≫ 갭 = 0 / 0.1 mm
≫ 경화
≫ 노(furnace) 온도: 930℃
≫ 노 체류 시간(dwell time): 310초
≫ 이송 시간(transfer time): 대략 6초
≫ 수냉식(water-cooled) 시트 다이
여기에서 Vw는 용접 진행 속도이고, Vd는 봉 이동 속도(rod feed speed)이다.
그 후, 샘플의 경화는 930℃ 노 온도 및 310초의 노 체류 시간으로 수행되었다. 노에서 꺼내어 수냉식 시트 다이에 삽입하는 사이의 이송 시간은 6초였다.
본 발명에 따른 용접 와이어로 용접하여 도 2의 하단에 나타낸 용접 이음매를 생성하였다. 선행 기술에 따른 용접 이음매를 보여주는 도 2의 상단에 나타낸 바와 같이 탈탄 구역이 없는 균질한 구조가 분명하다. 선행 기술에 따른 이러한 용접 이음매는 또한 명확한 스케일 형성 및 하부(underlying) 탈탄 구역이 보이는 도 1에 도시되어 있다. 용접 이음매의 스케일 형성은 내하중 단면을 감소시키고, 용접 이음매의 탈탄은 마찬가지로 내하중 단면을 감소시켜, 이 경우, 인장 시험편이 용접 이음매의 근처에서 찢어진다. 그러나, 목표는, 인장 시험편이 용접 이음매에서 찢어지지 않고, 모재에서 찢어지도록 하여, 기계적 특성을 결정하는 것이 모재임을 보장하는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 필러 와이어로 용접된 용접 이음매의 경도 곡선을 도시하고; 경도 기록 지점은 도 3의 오른쪽에 보이고, 상응하는 경도 곡선은 도 3의 왼쪽에 도시된다. 경도 곡선에는 실제로 약간의 변동이 있지만, 이들은 상위 범위의 값을 가지며 에지 구역이나 모재에 비해 결코 감소하지 않음이 분명하다.
도 4는 인장 시험편의 평균을 보여주고; 상이한 와이어 재료 및 상이한 진행 속도뿐만 아니라 상이한 갭 폭이 사용되었다.
이 경우, 와이어 재료(1 및 7)는 부적합한 것으로 평가된 반면, 와이어 재료(3, 6 및 8)는 본 발명에 따른 조성을 가지고, 전체 공정 및 모든 처리 가능성에 걸쳐 가장 낮은 변동 범위를 갖는다.
본 발명에 따른 와이어 재료로 용접된 샘플은 대부분의 사용자에 의해 지정된 최소 강도를 크게 초과한다는 점에 주목할 필요가 있다. 와이어 조성은 도 5에 요약된다.
와이어 재료의 다음 조성을 테스트하였다(도 5를 참조).
Figure pct00003
잔존 철 및 불가피한 제련 관련 불순물, 모든 값은 질량%임.
이 경우, 3, 6 및 8번 와이어는 특히 유리한 특성을 나타냈지만, 6번 와이어는 다소 높은 탄소 및 실리콘 함량으로 인해 도시된 파단 패턴(fracture pattern) 및 취성 파단(brittle fracture)에 대한 가능한 취약성을 나타내었다. 그러나, 전반적으로, 이러한 모든 와이어로 얻은 결과는 만족스러운 것으로 평가되었다.
이미 언급한 바와 같이, 이들 강도 값 결과는 도 4에 나타나 있다.
본 발명을 사용하면, 확실하게 제어할 수 없는 비싼 어블레이션 단계 없이, 특히 경화성 붕소망간 강철, 특히 MnB 강철 계열의 강철, 바람직하게는 22MnB5 또는 20MnB8로 구성된 알루미늄 실리콘-코팅 경화성 강철 시트는 약점(weak point)을 구성하는 용접 이음매 없이 서로 용접될 수 있다.
그러나, 당연히, 본 발명은 또한 6Mn6, 6Mn3, 또는 8MnB7과 같은 소위 연질 파트너 재료와 같은 덜 고강도의 강철 합금에도 사용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 알루미늄 실리콘 내식성(anti-corrosion) 층으로 코팅된 강철 재료, 특히, 담금질 경화(quench hardening) 방법을 사용하여 경화될 수 있는 CMnB 및 CMn 강철 재료로 만들어진 강철 시트를 용접하기 위한 방법에 있어서,
    용접 용가 봉(filler rod)은 시트의 용접에 사용되고, 용접 용가 봉은 다음 조성:
    C = 0.80 - 2.28 × %C 모재(base material)
    Cr = 8 - 20%
    Ni < 5%
    Si = 0.2 - 3%
    Mn = 0.2 - 1%
    선택적으로 Mo < 2%
    선택적으로 V 및/또는 W 총 < 1%
    잔존 철(residual iron) 및 불가피한 제련 관련(smelting-related) 불순물(모든 표시는 질량%로 표시됨)
    을 갖는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    니켈 함량이 1 질량% 미만인 용접 와이어가 사용되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    용접 와이어에 0.5 내지 2 질량%의 몰리브덴 함량이 존재하는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    시트는 레이저 버트(butt) 용접되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    용접 진행 속도는 4 내지 15 m/분인 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    0 내지 0.3 mm, 특히, 0 내지 0.1 mm의 갭 폭이 설정되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    용가 봉의 탄소 함량은,
    C = 0.88 내지 1.51 × C 모재,
    바람직하게는, C = 0.90 내지 1.26 × C 모재, 및
    특히 바람직하게는, C = 0.90 내지 1.17 × C 모재
    로 설정되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    모재의 경우, 오스테나이트화(austenitization) 및 담금질 경화 공정(quench hardening process)에 의해, 특히 바람직하게는, 900 MPa 초과의 인장 강도로 경화될 수 있는 붕소 망간 강철인 강철이 사용되고, 특히, CMnB 강철의 그룹으로부터의 강철, 예를 들어, 22MnB5 또는 20MnB8이 사용되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음의 일반적인 합금 조성(질량%):
    Figure pct00004

    잔존 철 및 제련 관련 불순물
    의 강철이 모재로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음의 일반적인 합금 조성(질량%):
    Figure pct00005

    잔존 철 및 제련 관련 불순물
    의 강철이 모재로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음의 합금 조성: C = 0.22, Si = 0.19, Mn = 1.22, P = 0.0066, S = 0.001, Al = 0.053, Cr = 0.26, Ti = 0.031, B = 0.0025, N = 0.0042, 잔존 철, 및 제련 관련 불순물의 강철이 모재로서 사용되고, 위의 모든 표시는 질량%로 표시되는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    용가 봉은 0.024 내지 1.086 질량%, 특히 바람직하게는, 0.186 내지 0.5082 질량%, 더욱 특히 바람직하게는, 0.20 내지 0.257 질량% 범위의 탄소 함량을 갖는 것을 특징으로 하는, 강철 시트를 용접하기 위한 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 서로 용접되는, 제1 강철 시트와 제2 강철 시트를 포함하는 시트 바(sheet bar).
  14. 제13항에 있어서,
    강철 시트는 상이한 합금 조성을 갖는, 시트 바.
  15. 프레스 경화 부품에 있어서,
    제13항 또는 제14항에 따른 시트 바는 열간 성형 또는 냉간 성형을 거치고, 후속 프레스 경화를 거치는 것을 특징으로 하는, 프레스 경화 부품.
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