[发明专利]增强型结构部件

说明书

描述了一种用于制造增强型钢结构部件的方法。所述方法包括：提供钢坯料，选择所述钢坯料的一个或多个增强区，将材料局部地沉积在所述增强区上，以在所述钢坯料的第一侧上创建局部增强件。将材料局部地沉积在所述增强区上包括向所选定的增强区供应增强材料，以及大体上同时地施加激光加热，以使所述钢坯料的一部分和所述增强材料熔化，从而使所述钢坯料的熔化部分与熔化的增强材料混合。所述方法还包括使具有局部沉积材料的钢坯料成型，以使所述增强型钢结构部件成形。本公开内容还涉及使用这样的方法所获得的增强部件以及在这样的方法中所使用的工具。

本申请要求享有于2015年12月18日提交的欧洲专利申请EP15382643.3的权益。

本公开内容涉及用于制造增强型结构部件的方法和工具，且涉及通过这些方法所获得的结构部件。

背景技术

例如汽车工业中对减轻重量的需求已导致对于轻质材料、制造工艺和工具的开发和实施。对乘员安全的日渐关注也导致对于碰撞期间改善车辆的整体性且还改善能量吸收的材料的使用。从这个意义上说，为了满足轻质构造的标准，常常采用由高强度钢以及超高强度钢制成的车辆零件。

需要满足重量目标和安全要求的典型的车辆部件包括结构元件和/或安全元件，诸如门横梁、保险杆横梁、横向/侧向构件、A/B柱增强件和腰梁增强件。

例如，被称为热成型模具淬火(Hot Forming Die Quenching，HFDQ)的工艺使用硼钢片来创建具有超高强度钢(UHSS)性能的冲压部件，该超高强度钢具有至少1000MPa、优选地大约1500MPa或高达2000MPa或更大的拉伸强度。强度的增大允许使用更薄规格的材料，与常规冷冲压低碳钢部件相比，更薄规格的材料导致重量节省。

在典型的车辆部件的设计阶段期间所执行的仿真可以识别成型部件的需要增强的点或区(zone)(因为使用更轻且更薄的金属片和坯料)，以增加强度和/或刚度。替代地，可以进行重新设计以操纵变形，以及获得期望的变形行为。

从这个意义上说，存在若干程序，通过所述若干程序能够增强部件的一些区域，以通过减小部件的厚度来使应力重新分布且节省重量。这些已知的用于增强部件的程序例如是“拼缝件”，其中可以使用若干个坯料的部分或完全重叠，或者是可以被“边缘到边缘”焊接的不同厚度的坯料或板，即，拼焊坯料(TWB)。因此，理论上可以用最少的材料和最小的厚度(即，重量)来实现结构机械要求。

当超高强度钢(例如，1500P)被用来成型拼焊坯料且这些坯料随后被热成型时，可能出现一些可焊性问题，这是由于通常被用来防止遭受腐蚀和氧化损坏的铝-硅(AlSi)涂层的存在。当将坯料焊接在一起以形成拼焊坯料时，铝被混合在焊接区中，这导致机械性能降低。为了克服这些问题，已知的是，通过激光烧蚀来移除靠近焊接间隙的区域中的涂层的一部分。然而，这代表车辆部件的制造工艺中的又一附加步骤。

此外，当焊接增强件(拼缝件)被添加到坯料时，发生坯料的部分或完全重叠。这些区域是潜在的腐蚀起始点，原因是重叠的区域保持在下面且不接收例如腐蚀涂层。

此外，根据被成型的部件，可能存在不能够使用焊接增强件或使用焊接增强件至少是繁琐的区域，例如，具有高度改变的区域或拐角。通常使用点焊(spot welding)来焊接拼缝件，点焊需要最小的空间来分布点。此外，拼缝件需要最小的尺寸以便被容易地焊接。这可能涉及额外的重量，因为增强件需要具有最小的尺寸以便被焊接，而不是具有对所要求的区域进行增强所需的正确尺寸(最小的)。

上文提及的问题和/或挑战不是汽车工业或对于在该工业中使用的材料和工艺独有的。代替地，在以减轻重量为目标的任何工业中都可能遭遇这些挑战。当减轻重量是一个目标时，部件不断地变得更薄，因此这可能导致对增强件的需求增加。

本公开内容的目的是提供改进的制造增强型结构部件(特别是具有加强的微观结构的增强型结构部件)的方法。

发明内容