[发明专利]激光束局部涂覆的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及在金属片材部件、比如汽车部件的制造中的激光焊接。更具体地，本发明涉及用于在将具有预涂的防腐蚀表层的金属片材板激光焊接在一起之后沿着激光焊接接合部(焊道)形成局部防腐蚀表层的方法和系统。

背景技术

汽车是沿着装配线批量生产的，在装配线中，组成汽车的各种系统和部件通过使用人工控制工具和/或机器人控制工具而接合在一起。通常，不同的金属片材件接合在一起以形成所需部件。例如，通过将比如两个或更多个不同成分和/或不同厚度的钢胚料通过激光焊接接合在一起而形成“拼接焊接坯料”。在焊接坯料已经被冷压之后，获得具有在部件其本身内的变化的机械强度的性能、可压性能(pressability)以及冲击收性能的部件。

为了提供更好的耐腐蚀性，常见的是使用涂覆的金属片材材料比如例如具有铝硅或锌预涂表层的硼钢制造所述坯料。遗憾的是，将预涂的金属片材板激光焊接在一起的工艺会导致形成的焊接接合部缺乏防腐蚀保护。随着时间推移，暴露于水、道路用盐等导致沿着焊接接合部的腐蚀以及伴随的焊接完整性的丧失。焊接完整性的丧失可导致金属片材板沿着焊接接合部分离，从而导致整个部件的失效。

此外，对于由硼钢——比如Usibor材料——制造的热冲压部件而言，在随后的热冲压过程中，AlSi层沿着焊接接合部的中断导致沿着焊接接合部的剥落。

现有技术的对于该问题的解决方案包括使用底涂层来覆盖焊接接合部，并且然后喷涂部件以提供相对于周围环境的物理屏障。遗憾的是，由于喷涂层与基础金属的粘结很弱，因此由喷涂层提供的防腐蚀性劣于原始涂层。此外，随着时间推移喷涂层可能被破坏，使得水、道路用盐等与底层焊接接合部相接触。其可能发生在下述情况下：例如涂层被刮伤或剥落、或喷涂起初未被适当地施用并且因而未能附着至底层材料的情况。另外，由于仅对多个部件的外部表面进行喷涂，并且因此沿着焊接接合部的面向内的表面会发生腐蚀。

因此，有益的是提供克服至少一些现有技术的上述局限和缺点的方法和系统。

发明内容

根据本发明的至少一个实施方式的一方面，公开了一种用于将金属片材板激光焊接在一起的方法，所述金属片材板分别具有防腐蚀表层预涂层，所述方法包括：将金属片材板中一者相对另一者布置成使得板中的一个板的边缘与板中的另一板的边缘相邻并相接触；使用具有第一光束光斑尺寸的激光束沿着金属片材板的相邻的边缘形成激光焊接接合部；并且在形成激光焊接接合部之后，至少在激光焊接接合部上形成局部防腐蚀表层，所述至少在激光焊接接合部上形成局部防腐蚀表层包括：将具有第二光束光斑尺寸的激光束沿着激光焊接接合部扫掠，第二光束光斑尺寸大于第一光束光斑尺寸；以及在扫掠期间，朝向激光焊接接合部的正被激光束照射的部分提供粉末防腐蚀表层材料流，其中，粉末防腐蚀表层材料被激光束熔融，并且形成附着至激光焊接接合部的层。

根据本发明的至少一个实施方式的一方面，公开了一种用于将金属零件接合在一起的方法，包括：将第一金属零件和第二金属零件在接合区域处接合在一起，第一金属部和第二金属部中的至少一者具有防腐蚀表层预涂层，并且其中，在所述接合期间在接合区域内的表层预涂层被破坏；以及在目标区域——目标区域为接合区域内和接合区域附近中的至少一者——内形成局部防腐蚀表层，所述在目标区域内形成局部防腐蚀表层包括：将具有预定的光束光斑尺寸的激光束扫掠整个目标区域；以及在所述扫掠期间，朝向目标区域的正被激光束照射的部分提供粉末防腐蚀表层材料流，其中，粉末防腐蚀表层材料被激光束熔融，并且形成附着至接合区域内的表面的层。

根据本发明的至少一个实施方式的一方面，公开了用于汽车的多件式侧面板，具有：两个金属片材板，所述两个金属片材板各自具有防腐蚀表层预涂层并且沿着激光焊接接合部被接合在一起；以及至少在激光焊接接合部上形成的局部防腐蚀表层，由此局部防腐蚀表层形成激光焊接接合部与环境大气之间的屏障。

根据本发明的至少一个实施方式的一方面，公开了用于汽车的门环(door ring)，具有：两个金属片材板，所述两个金属片材板各自具有防腐蚀表层预涂层并且沿着激光焊接接合部被接合在一起；以及至少沿着激光焊接接合部形成的局部防腐蚀表层，由此局部防腐蚀表层形成激光焊接接合部与环境大气之间的屏障。