一種新工藝顯著改善了鋁-鋼拼焊板的可成形性。在該工藝中,焊接過程作為局部固溶退火處理包含在了工藝流程中。
在汽車車身的生產(chǎn)中,使用盡可能輕,堅(jiān)固但防撞的材料。在這種情況下,鋁,超高強(qiáng)度鋼,特別是鋁/鋼混合物仍然是所需材料性能的理想折衷方案,具有良好的成本效益平衡。拼焊板(TWB)是一種比較成熟的用于減輕現(xiàn)代車身重量的材料加工方案。拼焊板是金屬板坯料,根據(jù)隨后所承受的應(yīng)力載荷,具有不同厚度或材料特性的金屬板坯料首先在平坦?fàn)顟B(tài)下焊接,然后通過成形和拉深進(jìn)一步加工成輕量化部件。
集成熱處理
對(duì)于鋼坯來說不是問題,但是對(duì)于鋁坯來說則是問題多多:焊縫的強(qiáng)度要低于周圍的基體材料,這是因?yàn)樵诤附舆^程中,鋁在局部的強(qiáng)度會(huì)降低。這意味著在成形或深拉過程中,焊縫會(huì)發(fā)生斷裂。
德國(guó)斯圖加特大學(xué)材料測(cè)試研究所(MPA),現(xiàn)已開發(fā)出一種工藝,通過將熱處理集成到制造工藝中,大大提高了鋁TWB的可成形性。新開發(fā)的熱處理策略已經(jīng)將焊接工藝結(jié)合到工藝序列中作為局部固溶退火。
通過在焊接后直接進(jìn)行特定的定時(shí)熱處理或熱時(shí)效,新工藝實(shí)現(xiàn)了迄今無法達(dá)到的變形程度,從而實(shí)現(xiàn)了由鋁制成的TWB的工藝可靠集成。 另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是新工藝也可以應(yīng)用于由鋁和鋼制成的混合TWB。 通過節(jié)省了固溶退火工藝步驟,可以顯著降低能量使用和生產(chǎn)成本。
熱時(shí)效提高強(qiáng)度
該方法包括兩個(gè)步驟,可以輕松集成到制造過程中。
在第一步中,在焊接過程中的局部固溶退火用于TWB的生產(chǎn),以便在隨后的低溫?zé)釙r(shí)效中僅增加冷成形之前的焊縫強(qiáng)度,從而避免應(yīng)變局部化。
第二次熱時(shí)效在烘烤硬化期間形成之后發(fā)生,提高了包括焊接在內(nèi)的整個(gè)部件的強(qiáng)度,直到達(dá)到性能特征。
該方法的適用性已在拉伸試驗(yàn)中得到證實(shí),經(jīng)過適當(dāng)處理的焊縫符合EN AW 6016(T4)標(biāo)準(zhǔn)。