[发明专利]具有焊接凹口的金属板材件及其形成方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月25日提交的第61/651,645号美国临时申请、于2012年6月29日提交的第61/666,388号美国临时申请、于2012年9月17日提交的第61/701,909号美国临时申请、于2012年11月30日提交的第61/731,497号美国临时申请、以及于2013年3月14日提交的第61/784,184号美国临时申请的权益，并且它们的整体内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体涉及金属板材件，更具体地，涉及涂覆有一个或多个薄材料层并且在焊接过程中使用过程的金属板材件。

背景技术

为了提高对腐蚀、结垢和/或其他过程的抵抗力，由高强度钢合金或可硬化钢合金制成的金属板材现在制造成具有一个或多个薄涂覆材料层，诸如铝基层和锌基层。虽然这些涂覆材料层可赋予金属板材期望的品质，但是它们的存在也会污染焊接，从而降低焊接强度、完整性等。如果涂覆的金属板材件对接焊接或搭接焊接至另一个金属板材件则尤甚。

发明内容

根据一个或多个实施方式，焊接过程中使用的金属板材件包括基础材料层、涂覆材料层和中间材料层。中间材料层位于基础材料层与涂覆材料层之间，并且包括具有来自基础材料层和涂覆材料层中每个的至少一种成分的金属间化合物。金属板材件包括沿着待焊接的金属板材件的边缘进行定位的边缘区域。边缘区域包括至少部分地由焊接凹口表面限定的焊接凹口，其中，焊接凹口表面包括来自涂覆材料层和中间材料层二者的材料。

根据一个或多个其他实施方式，在金属板材件中形成焊接凹口的方法包括以下步骤：(a)提供在边缘区域处具有多个材料层的金属板材件；(b)将激光束指向金属板材件的边缘区域；以及(c)在金属板材件的边缘区域用激光束从多个材料层中的至少一个去除材料，以使得在去除的材料不再存在之处形成焊接凹口。

附图说明

下文中将结合附图对优选的示例性实施方式进行描述，其中，相同的附图标记指示相同的元件，并且在附图中：

图1A至1C是接合金属板材件的常规焊接接头的剖视图，其中，金属板材件在焊接之前不具有在其中形成的焊接凹口；

图2是示例性金属板材件的边缘区域的立体图，该示例性金属板材件包括在其相对两侧上的焊接凹口；

图3是图2的金属板材件的一部分的剖视图，示出了位于金属板材件的相对两侧上的涂覆层、中间材料层和焊接凹口；

图4是图3的一部分的放大视图，示出了材料层之间的不规则表面；

图5是包括焊接凹口的示例性金属板材件的剖视图，其中去除了涂覆材料层和中间材料层；

图6是包括焊接凹口的另一个示例性金属板材件的剖视图，其中去除了涂覆材料层、中间材料层和一部分基础材料层；

图7是包括偏轴焊接凹口的另一示例性金属板材件的剖视图；

图8是包括不同的偏轴焊接凹口的另一示例性金属板材件的剖视图；

图9是包括具有不均匀深度的焊接凹口的另一示例性金属板材件的剖视图；

图10是包括具有不均匀深度的不同的焊接凹口的另一示例性金属板材件的剖视图；

图11是包括具有不均匀深度和多个相交表面的焊接凹口的另一示例性金属板材件的剖视图；

图12是用于形成焊接凹口的示例性激光烧蚀过程的立体图；

图13是具有通过激光烧蚀形成的焊接凹口的示例性金属板材件的放大立体图；

图14是具有由不同的激光通过激光烧蚀形成的焊接凹口的另一示例性金属板材件的放大立体图；

图15是具有通过机械烧蚀过程形成的焊接凹口的另一示例性金属板材件的放大立体图；

图16是示例性双激光束烧蚀过程的立体图；

图17是图16的激光烧蚀过程的剖视图；

图18是另一示例性激光烧蚀过程的剖视图，其中激光光点比期望的焊接凹口的宽度窄；

图19是可通过图18的激光烧蚀过程形成的焊接凹口的放大立体图；

图20是同样可通过图18的激光烧蚀过程形成的焊接凹口的放大立体图；

图21是另一示例性激光烧蚀过程的立体图，其中该过程使用具有非零入射角的激光形成焊接凹口；

图22是来自图21的激光烧蚀过程的剖视图，其中该过程在金属板材件的单一侧上形成偏移焊接凹口；