(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211138755.9 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 中国科学院上海光学精密机 械研究 所 地址 201800 上海市嘉定区清河路390号 (72)发明人 杨上陆　许伟　陶武　张家志　 (74)专利代理 机构 上海恒慧知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 31317 专利代理师 张宁展 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) B23K 26/14(2014.01) B23K 26/70(2014.01) B23K 103/04(2006.01) (54)发明名称 一种制造带涂层的热成形钢部件的方法 (57)摘要 本发明公开一种制造带涂层的热成形钢部 件的方法， 包括以下步骤： 提供未热冲压的两块 钢板， 钢板至少一个表面涂覆有涂层， 涂层的总 厚度不大于20μm； 在焊接过程中通过使填充焊 丝与涂层钢板熔化、 混合、 凝固形成焊缝， 所使用 的焊丝中除铁以外的其他合金成分的重量百分 比之和小于4％； 焊接后， 将焊接件进行冲压， 获 得热成形钢部件。 本发明无需在焊前去除涂层， 仅在焊接过程中通过填充焊丝， 能够获得高强度 和高延伸率的焊 接接头， 提高汽车的安全性能。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115446453 A 2022.12.09 CN 115446453 A 1.一种制造带涂层的热成形钢部件的方法， 包括： 提供未热冲压的两块钢板， 所述钢板至少一个表面涂覆有包含Al元素的涂层， 且所述 涂层的总厚度不大于20 μm； 对所述未热冲压的两块钢板实施焊接， 通过使填充焊丝与涂层、 钢板熔化、 混合、 凝固 形成焊缝； 完成焊接后， 将焊接件进行 热冲压， 获得 热成形钢部件； 其特 征在于， 所述填充焊丝包含Fe及其他合金元素， 除Fe以外的其他合金元素成分的重量百分比之 和小于4％。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于： 所述填充焊丝 中的其他合金元素至少含有 Cu元素。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于： 所述填充焊丝 中的Cu元素与 所述填充焊丝 的抗拉强度满足逆差强度公式Td满足400≤Td≤1200， Td计算公式为数 学式(1)： Td＝1000·(0.3‑a)+Ts    (1) 上式中a为焊丝中Cu元 素的重量百分比数值， Ts为焊丝的抗拉强度。 4.根据权利要求2或3所述的方法， 其特征在于： 所述填充焊丝中的Cu元素的重量百分 比为0.18～0.5％。 5.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于： 所述填充焊丝中的其他合金元素含有 Cr、 Ni或Mo元素中的一种或多种， 其中Cr的重量百分比小于0.5％， Ni的重量百分比小于 1％， Mo的重量百分比小于 0.5％。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于： 所述Cr、 Ni和Mo重量百分比之和为0.1～ 1.48％。 7.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于： 所述填充焊丝中的其他合金元素还含 有Mn和Si元 素， 其中Mn和Si的重量百分比之和小于2.5％。 8.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于： 所述填充焊丝中的其他合金元素还含 有Ti元素， 其重量百分比为0.01～0.5％。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于： 所述实施焊接中， 焊接速度不小于2.4m/ min。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115446453 A 2一种制造带涂层的热成形钢部件的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及激光焊接领域， 具体为 一种制造带涂层的热成形钢部件的方法。 背景技术 [0002]当前能源短缺、 环境污染和温室效应等一系列问题日益突出， 研究结果表明在全 球二氧化碳排放中运输部门所占比例高达24％。 采用轻量化技术是实现汽车节能减排， 提 高汽车安全的重要手段之一。 在 汽车中应用超高强钢， 既可实现汽车安全， 又可减轻汽车车 身重量。 但冷成型超高强度钢成形困难， 难以得到复杂形状的零件。 [0003]热成形钢是一种兼顾轻量化和安全性要求的超高强度钢， 在高温下具有塑性好、 成形能力强、 回弹量小等特点， 经热冲压成形后强度可达1500MPa以上， 广泛应用于车身的A 柱、 B柱、 横梁等安全结构件的制造。 为避免在热冲压成形过程中板材的氧化， 提高板材的表 面质量和成形精度， 通常其表面会预制涂层。 铝硅涂层凭借耐高温、 低密度、 耐磨损、 高导热 性以及膨胀系 数小等优点成为 目前应用最广泛的热成形钢涂层。 采用激光焊接时， 涂层会 熔化进入焊缝， 产生较多的铁素体， 严重降低焊接接头的力学性能。 尤其对于铝硅涂层 1500MPa及以上的级别 热成形钢， 想要实现焊后抗拉强度和延伸率达到母材水平是非常困 难的。 [0004]在CN 114603255  A中公布了一种利用填充焊丝对涂覆的钢坯件进行激光焊接的 方法， 通过填充焊丝16～30重量％的Cr和6～22重量％的Ni， 该焊丝的填充在一定程度上减 少了的脆性金属间化合物的形成。 但是， 该方法存在明显的缺陷， 该焊丝的合金成分较高， 增加焊丝的成本 。 另外高合金焊丝成分的焊丝的焊缝成形较差 。 [0005]在CN 106488824  B中公布了一种用于接合两个坯件的方法， 通过采用激光电弧复 合的焊接工艺， 填充含有5～22重量％的Cr和6～20重量％Ni的焊丝， 提高接头的抗拉强度。 但是， 该方法的热输入过大， 易造成薄板在焊接过程中发生变形。 另外合金成分过高的焊丝 对于20μm厚度及以下的涂层的钢板焊接， 易造成在焊接接头的熔合线失效， 导致接头力学 性能变差 。 [0006]在CN 112548395  A中公布了一种激光填丝焊接用焊丝及制备方法和 拼焊板制造 工艺， 采用激光填丝焊接的工艺， 填充含有0.50～0.90重量％的C和8～15重量％的Ni以及3 ～6重量％的Cr的焊丝， 提高了接头抗拉强度。 但是， 该焊丝的C和Ni的含量较高， 易在焊缝 中分布不均匀， 导 致焊缝的成分一 致性差， 焊缝的力学性能不稳定 。 [0007]在CN 113710404  A中公布了熔焊由可模压硬化钢制成的一个或多个钢板的方法， 通过采用双光斑组合的激光束， 包括一个小光斑和一个大光斑， 大光斑是小光斑的2～3倍。 在激光焊接过程中填充含有4～25重量％的Cr和5～12重量％的Ni的焊丝， 改善了焊接质 量。 但是该焊接方法对激光功率需求高， 且焊丝的合金成分含量较高， 均增 加生产成本 。 [0008]此外， 填充的上述成分的焊丝在焊接20μm及以下厚度的涂层的热成形钢时， 经热 冲压后， 焊接接头易在熔合线附近失效， 焊接接头的延伸率严重下降， 无法满足使用的标 准。说　明　书 1/5 页 3 CN 115446453 A 3