公開的方法的示例還可以被應(yīng)用于不同形狀的坯件。
[0062] 在用于對(duì)熔化坯件和通過鐵基粉末與γ源元素的混合的概念驗(yàn)證的最初試驗(yàn)之 后，由發(fā)明者執(zhí)行大量的試驗(yàn)以關(guān)于氣體-粉末流的饋送（同軸地或側(cè)向地）、雙點(diǎn)（平行、 垂直、在激光器前方、在激光器背后）、保護(hù)氣體（有或無）、粉末流的速度、激光器的速度和 激光器的位置進(jìn)行優(yōu)化。
[0063] 在這些試驗(yàn)中，將I. 3mm厚度的第一平Usibor板與I. 7mm厚度的第二平Usibor 板對(duì)接。對(duì)于這些試驗(yàn)，使用了具有3. 5kW功率的ND:YAG激光器。選擇了雙點(diǎn)焊，因?yàn)橛?于增強(qiáng)了粉末在整個(gè)焊接區(qū)的混合而預(yù)期到其較單點(diǎn)焊表現(xiàn)更優(yōu)。兩個(gè)點(diǎn)都接收總激光器 功率的50%。
[0064] 饋送至焊接區(qū)的粉末是AlSi316L，如從例如Hoganiis可商購(gòu)的。粉末具有以下 重量百分比的組成：〇%-〇· 03%的碳、2. 0% -3. 0%的鉬、10% -14%的鎳、L 0% -2. 0%的 錳、16%-18%的鉻、0.0%-1.0%的硅、以及其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。使用了 45微米 至90微米的主要顆粒尺寸。發(fā)現(xiàn)這種組成導(dǎo)致在加熱、熱變形和淬火之后的良好的機(jī)械性 能（例如，硬度、拉伸強(qiáng)度）。還發(fā)現(xiàn)使用這種粉末得到良好的耐腐蝕性。
[0065] 額外的鉻和硅有助于耐腐蝕性，并且鉬有助于增加硬度。在粉末中存在的γ源元 素是銀、碳和猛。
[0066] 在焊接后，所得到的坯件經(jīng)受了 "常規(guī)處理"，包括熱變形和淬火。在這之后，從所 得到的產(chǎn)品切割用于標(biāo)準(zhǔn)拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)的試件。所測(cè)量的參數(shù)包括以MPa為單位的極限抗 拉強(qiáng)度（UTS)、以MPa為單位的屈服強(qiáng)度、以％為單位的斷裂伸長(zhǎng)率、維氏硬度并且此外通 過使用光譜測(cè)定設(shè)備檢查焊接區(qū)的微結(jié)構(gòu)。
[0067] 這些結(jié)果可以與已經(jīng)經(jīng)過了相同處理（即包括熱變形和淬火的相同熱循環(huán)）的未 焊接的Usibor產(chǎn)品進(jìn)行比較。這種比較是重要的，因?yàn)樗軌虮砻骱附邮欠癖葮?biāo)準(zhǔn)未焊接 的材料更弱。
[0068] 在不同試驗(yàn)中使用Usibor 1500 ?的情況下，采用了以下標(biāo)準(zhǔn)值：極限抗拉強(qiáng)度 在1，300與1，650MPa之間，屈服強(qiáng)度（0. 2 % )在950與1，250MPa之間，斷裂伸長(zhǎng)率Α50為 5 %，維氏硬度HV 10在400與520之間。
[0069] 在極限抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的情況中，當(dāng)UTS在未焊接的Usibor產(chǎn)品的范圍中時(shí) 視為性能良好。
[0070] 最后，在抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)中的斷裂點(diǎn)被考慮在內(nèi)。得到了多個(gè)結(jié)果，其中，斷裂點(diǎn)不 在焊接區(qū)或熱影響區(qū)（HAZ)中。這意味著，在這些試驗(yàn)中的焊接區(qū)等于或強(qiáng)于基本材料。
[0071] 在許多試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)極限抗拉強(qiáng)度在1，300與1，600MPa之間。還在許多試驗(yàn)中發(fā) 現(xiàn)斷裂伸長(zhǎng)率高于5%。在焊接的區(qū)域中的維氏硬度HV 10也總體上在400至520的范圍 內(nèi)。
[0072] 發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，氣體-粉末流的側(cè)向饋送尤其帶來良好的結(jié)果，盡管使用了同軸安 排的一些樣品也表現(xiàn)很好。同時(shí)，結(jié)果表明粉末流的前側(cè)饋送和后側(cè)饋送均能夠帶來良好 的結(jié)果。同樣，對(duì)于平行雙點(diǎn)和垂直雙點(diǎn)也都得到了良好的性能。發(fā)現(xiàn)保護(hù)氣體的存在或 不存在并沒有對(duì)所獲得的結(jié)果有顯著作用。并且到焊接表面的距離和相對(duì)于坯件的邊緣的 位移（由于具有不同厚度的坯件的事實(shí)）優(yōu)選應(yīng)當(dāng)結(jié)合其他參數(shù)一起被優(yōu)化，因?yàn)樗鼈兌?影響結(jié)果。
[0073] 圖5展示了如在使用垂直雙點(diǎn)焊和粉末的后側(cè)饋送的一個(gè)樣品中得到的應(yīng)力-應(yīng) 變曲線?？梢钥闯鯱TS達(dá)到了接近l，500MPa。
[0074] 雖然在本文僅公開了本發(fā)明的若干特定實(shí)施例和示例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 理解的是，其他替代實(shí)施例和/或本發(fā)明及其明顯修改的使用和其等效物是可能的。此外， 本發(fā)明涵蓋所描述的特定實(shí)施例的所有可能的結(jié)合。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)由特定實(shí)施 例限制，而僅應(yīng)通過公平地閱讀隨附的權(quán)利要求書來確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于將第一坯件與第二坯件結(jié)合的方法，所述第一坯件與第二坯件中的至少一 者至少包括鋁層或鋁合金層，所述方法包括 -選擇所述第一坯件的待結(jié)合到所述第二坯件的第一部分，并且選擇所述第二坯件的 待結(jié)合到所述第一部分的第二部分， -用雙點(diǎn)焊將所述第一部分焊接到所述第二部分，同時(shí)將金屬粉末提供到焊接區(qū)，其中 所述坯件的所述第一部分和所述第二部分以及在所述焊接區(qū)中的所述金屬粉末在焊 接的過程中被熔化，并且所述金屬粉末與經(jīng)熔化的第一部分和第二部分混合，并且其中，所 述金屬粉末是包括Y源元素的鐵基粉末。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述雙點(diǎn)焊包括垂直雙點(diǎn)焊。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述雙點(diǎn)焊包括平行雙點(diǎn)焊。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述粉末的顆粒大小在20微米 與180微米之間，并且任選地在20與125之間。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述粉末的平均顆粒大小在50微米與80微米之 間。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鐵基粉末具有重量百分比為 0% -0? 03% 的碳、2. 0% -3. 0% 的鉬、10% -14% 的鎳、L 0% -2. 0% 的錳、16% -18% 的鉻、 0. 0% -1. 0%的硅、以及其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)的組成。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，焊接包括使用具有在3kW與16kW 之間、任選在4kW與IOkW之間的功率的激光器進(jìn)行焊接。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，焊接包括用NchYAG激光器進(jìn)行焊接。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述金屬粉末提供到所述焊接 區(qū)包括將氣體_粉末流饋送到所述焊接區(qū)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，饋送所述氣體-粉末流包括以相對(duì)于所述第 一部分在15°與60°之間的角度，并且任選地在30°與45°之間的角度來饋送所述氣 體 -粉末流。11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一坯件與所述第二坯件 是對(duì)接的，所述第一部分是所述第一坯件的邊緣，并且所述第二部分是所述第二坯件的邊 緣。12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一坯件和/或所述第二 坯件包括具有涂層的鋼基材，所述涂層包括所述鋁層或鋁合金。13. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一坯件和/或所述第二 還件由錯(cuò)或錯(cuò)合金制成。14. 一種用于形成產(chǎn)品的方法，包括 形成坯件，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至13中任意一項(xiàng)所述的方法將第一坯件與第二坯件 結(jié)合的方法， 加熱所述坯件，并且 將經(jīng)加熱的坯件熱變形并且隨后淬火。
【專利摘要】公開了用于將第一坯件與第二坯件結(jié)合的方法，其中，該第一坯件與第二坯件中的至少一者至少包括鋁層或鋁合金層。方法可以包括選擇該第一坯件的待結(jié)合到該第二坯件的第一部分，并且選擇該第二坯件的待結(jié)合到該第一部分的第二部分；將該第一部分焊接到該第二部分，同時(shí)將金屬粉末提供到焊接區(qū)，其中，坯件的第一部分和第二部分以及在該焊接區(qū)中的該金屬粉末在焊接的過程中被熔化，并且該金屬粉末與經(jīng)熔化的第一部分和第二部分混合，并且其中，該金屬粉末是包括γ源元素的鐵基粉末。本公開進(jìn)一步涉及坯件和使用這種方法得到的產(chǎn)品。
【IPC分類】B23K103/10, B23K26/32, B23K26/211, B23K35/30, B23K26/14
【公開號(hào)】CN105163895
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480024224
【發(fā)明人】M·加西亞, C·卡拉斯科薩加西亞, E·費(fèi)雷爾維拉
【申請(qǐng)人】自動(dòng)工程公司
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日
【公告號(hào)】EP2883646A1, WO2015086781A1