[发明专利]在使用有针对性的感应热传导的情况下高强度细粒度构件的激光束-MSG混合焊接方法

说明书

用于不可拆卸地接合两个或更多个构件由高强度钢制成的激光束‑MSG混合焊接方法、优选一种用于应用于防御技术的方法，其中，接合位置周围的区域被感应加热到100℃至300℃，其中，将接合位置周围的区域加热到150℃至最高200℃。

本发明涉及用于不可拆卸地接合两个或更多个由高强度钢制成的构件的激光束-MSG混合焊接方法。

存在有许多用于不可拆卸地接合两个由金属材料制成的构件的接合方法。

其中一种接合方法是激光束焊接方法，在该激光束焊接方法中接合位置借助于对准接合位置的激光束熔化并随后固化。

除激光束焊接方法以外还有金属-保护气体焊接方法，该焊接方法是一种可普遍使用的焊接方法，该焊接方法能够在使用现代焊接电源和电线推进单元的情况下良好地被控制。所述金属-保护气体焊接方法(也称为MSG焊接方法或MIG或MAG方法)也可以非常好地通过全机械焊接进行。

最后已知将上述两种方法组合成一种混合方法，即激光束-MSG混合焊接方法。由此，尤其是在全机械焊接时能够实现在焊接速度以及接合位置的承载能力方面进一步改进。

当然所述承载能力在极端应力的情况下达到其极限。这种极端应力例如是射击由防弹钢制成的构件(例如车辆构件)，所述构件由至少两个部件组成，它们由于其造型不能一体式构造，而是由两个接合在一起的部件组成。所述接合位置、通常在较长的延伸尺寸上的焊缝在这种高应力的情况下(例如该应力通过射击或爆炸出现)是不可接受的弱点。

所述弱点在所使用的高强度钢(例如细粒度钢)时通过如下方式出现，即通过使用激光束-MSG混合焊接方法设定高的速度，从而在实施所述焊接方法之后产生接合位置的快速冷却，并且由此在所述区域中待接合的两个构件的材料变脆。由此，接合位置不能承受所需的应力。

此外，在使用由防弹钢制成的构件时需要的是，所述钢为了达到预先给定的强度值在其制造时被添加有合金元素，以便达到钢(例如钢板)的预先给定的强度值。然而，这本身带来的缺点是：所述合金元素中的至少一种或其组合造成高强度钢在接合过程(实施焊接过程)中在所谓的被热量影响的区域(WEZ)中容易形成非常坚硬的组织成分，所述区域直接位于接合件或接缝旁边。直接在接合位置旁边的所述区域如已经描述的冷却得越快，在WEZ中的这种硬化越高。然而，所述冷却不利地导致所述区域相对于其周围环境(邻近的冷钢区域)冷却得越快。这种特性通过使用借助激光的接合方法再次被放大，因为对于所述方法来说与传统焊接相比存在非常高的温度梯度。由此以不利的并且在以后的应用中对于安全关键的方式产生硬化的和脆性的接合区域，所述接合区域在极端应力下倾向于形成裂纹。

由Lahdo、Rabi(等人)的文章：Laserstrahl-MSG-Hybridschweiβen vonfür den Einsatz im Stahlbau(在期刊Stahlbau中，第84卷，2015年第12版，第1016至1022页，ISSN 0038-9145)已知一种用于接合由高强度钢制成的风力设备的(例如钢管塔的)民用构件的激光束-MSG混合焊接方法，在该方法中接合位置周围的区域被感应加热到190摄氏度的温度。然而，诸如风力设备这种民用构件不经受任何极端情况，例如从外部射击或有针对性地引起的爆炸。因此，在这样的结构中也完全足够的是，对于应该被接合在一起的构件使用高强度钢，所述高强度钢具有最大450HV的硬度(大约420HBW)以及最大690MPa的屈服强度(S690QL质量的细粒度结构钢)。