本公开涉及一种焊丝、激光拼焊结构件及其制备方法和车辆。
背景技术:
1、近年来,随着节能环保的迫切需求以及对于安全要求的提高,轻量化和安全性成为汽车制造业的普遍追求,高强度钢受到领域内越来越多的关注。在汽车制造中,激光拼焊方法能够将不同厚度、不同材质甚至不同表面状态的钢板焊接在一起。这种方法可以将所需的材料放在零件需要的位置上,进而实现最优化的成本、重量和安全性能。对激光拼焊后的板料进行热冲压,可以在减重的同时减少车身零件数量、在提高制造精度的同时使得零件具有更好的碰撞性能,轻量化效果也更加明显。
2、为了满足更加严苛的碰撞要求并实现最大程度的轻量化,各种拼焊部件应运而生。拼焊部件不仅可以由具有相同强度、厚度的材料(如钢板)拼焊而成,还可以由具有不同强度(强度级别例如包含:抗拉强度为500mpa级、1000mpa级、1500mpa级、2000mpa级等)、厚度的材料组合拼焊而成。然而,现有技术中,在对高强度级别材料进行激光拼焊来形成拼焊部件时,为了获得高强度焊缝往往采用添加高碳、高锰的焊丝,但所得焊缝往往韧性不足,存在较大氢致延迟开裂的风险。
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种焊丝、激光拼焊结构件及其制备方法和车辆,以提升焊缝的强度和韧性,改善其抗氢致延迟开裂能力。
2、为了实现上述目的,本公开第一方面,提供一种焊丝,以所述焊丝的总重量为基准,所述焊丝含有0.26~0.48重量%的c,0.1~0.3重量%的si,0.8~3重量%的mn,0.1~0.4重量%的cr,0.03~0.1重量%的zr,余量为fe和不可避免的杂质元素。
3、可选地,所述焊丝还含有ti、nb和co;以所述焊丝的总重量为基准,所述焊丝含有0.01~0.08重量%的ti,0.01~0.06重量%的nb和0.01~0.1重量%的co。
4、可选地,以所述焊丝的总重量为基准,ti元素和nb元素的总含量为0.02~0.1重量%。
5、可选地,所述焊丝中,zr元素与ti元素的重量比不小于2.5。
6、可选地,以所述焊丝的总重量为基准,所述焊丝含有0.3~0.45重量%的c,0.15~0.25重量%的si,1~2.8重量%的mn,0.1~0.4重量%的cr,0.03~0.1重量%的zr,0.01~0.08重量%的ti,0.01~0.06重量%的nb,0.01~0.1重量%的co,余量为fe和不可避免的杂质元素。
7、本公开第二方面,提供一种激光拼焊结构件的制备方法,该方法包括:采用本公开第一方面所述的焊丝,将两块镀层钢板通过激光填丝焊接工艺进行激光拼焊,得到拼焊钢板。
8、可选地,所述镀层钢板为al-si镀层钢板,所述al-si镀层钢板的抗拉强度不低于2000mpa。
9、可选地,所述al-si镀层钢板包括基板和设置于所述基板表面的镀层;
10、可选地,以所述基板的总重量为基准,所述基板含有0.27~0.39重量%的c,0.1~0.6重量%的si,0.7~2.2重量%的mn,0.1~0.4重量%的al,不超过0.1重量%的p,不超过0.1重量%的s,不超过0.7重量%的cr,不超过0.01重量%的b,不超过0.16重量%的ti,不超过0.1重量%的nb,不超过0.3重量%的v,余量为fe和不可避免的杂质元素;和/或,
11、以所述镀层的总重量为基准,所述镀层含有80~95重量%的al,5~11重量%的si,余量为fe和不可避免的杂质元素。
12、可选地,所述镀层的厚度为6~19μm,和/或,所述基板的厚度为1~2.5mm。
13、可选地,所述激光拼焊的条件包括:对接间隙为0~0.5mm,焊接速度为80~120mm/s,焊丝直径为0.8~1.2mm,送丝速度为80~110mm/s。
14、可选地,该方法还包括:将所述拼焊钢板进行热冲压成型,得到激光拼焊结构件;
15、可选地,所述热冲压成型的条件包括:加热温度为880~930°c,加热时间为200~480s,淬火冷却速度为30~50°c/s,淬火冷却时间为15~40s。
16、本公开第三方面,提供由本公开第二方面所述的方法制备得到的激光拼焊结构件;
17、可选地,所述激光拼焊结构件的屈服强度不低于1200mpa,抗拉强度不低于1700mpa,断后伸长率不低于4.5%,焊缝硬度不低于520hv。
18、本公开第四方面,提供一种车辆,包括本公开第三方面所述的激光拼焊结构件。
19、通过上述技术方案,本公开提供的焊丝能够实现对高强度级别钢材的高质量激光拼焊,焊缝强度高、韧性好,抗氢致延迟开裂能力强,具有较强的通用性且成本低,适合于生产高强度、高安全性及轻量化的车辆结构件等其他关键工业部件。
20、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种焊丝,其特征在于,以所述焊丝的总重量为基准,所述焊丝含有0.26~0.48重量%的c,0.1~0.3重量%的si,0.8~3重量%的mn,0.1~0.4重量%的cr,0.03~0.1重量%的zr,余量为fe和不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的焊丝,其中,所述焊丝还含有ti、nb和co;以所述焊丝的总重量为基准,所述焊丝含有0.01~0.08重量%的ti,0.01~0.06重量%的nb和0.01~0.1重量%的co。
3.根据权利要求2所述的焊丝,其中,以所述焊丝的总重量为基准,ti元素和nb元素的总含量为0.02~0.1重量%。
4.根据权利要求2所述的焊丝,其中,所述焊丝中,zr元素与ti元素的重量比不小于2.5。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的焊丝,其中,以所述焊丝的总重量为基准,所述焊丝含有0.3~0.45重量%的c,0.15~0.25重量%的si,1~2.8重量%的mn,0.1~0.4重量%的cr,0.03~0.1重量%的zr,0.01~0.08重量%的ti,0.01~0.06重量%的nb,0.01~0.1重量%的co,余量为fe和不可避免的杂质元素。
6.一种激光拼焊结构件的制备方法,其特征在于,该方法包括:采用权利要求1~5中任意一项所述的焊丝,将两块镀层钢板通过激光填丝焊接工艺进行激光拼焊,得到拼焊钢板。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述镀层钢板为al-si镀层钢板,所述al-si镀层钢板的抗拉强度不低于2000mpa。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述al-si镀层钢板包括基板和设置于所述基板表面的镀层;
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述镀层的厚度为6~19μm,和/或,所述基板的厚度为1~2.5mm。
10.根据权利要求6所述的方法,其中,所述激光拼焊的条件包括:对接间隙为0~0.5mm,焊接速度为80~120mm/s,焊丝直径为0.8~1.2mm,送丝速度为80~110mm/s。
11.根据权利要求6所述的方法,其中,该方法还包括:将所述拼焊钢板进行热冲压成型,得到激光拼焊结构件;
12.由权利要求6~11中任意一项所述的方法制备得到的激光拼焊结构件;
13.一种车辆,其特征在于,包括权利要求12所述的激光拼焊结构件。