ES2768603T3

ES2768603T3 - Método para soldar una parte solapada, método para fabricar un miembro de soldadura a solape, miembro de soldadura a solape y componente para automóvil

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Publication number: ES2768603T3
Application number: ES13827339T
Authority: ES
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2033-08-08
Also published as: EP2889102A1; MX359097B; JP2015171731A; EP3243595B1; MY183229A; CA2876821C; CA2876821A1; KR20170062552A; KR101710851B1; JP5934362B2; CN104507628B; BR112015001023A2; JPWO2014024997A1; KR101993541B1; RU2606667C2; MX2015000769A; KR20160108591A; EP2889102A4; WO2014024997A1; EP3243595A1

Abstract

Un método para soldar una parte solapada, en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero se unen en la parte solapada, y al menos uno de la pluralidad de miembros de chapa de acero contiene martensita, incluyendo el método: formar una pluralidad de partes soldadas por puntos, que tienen una lenteja en la parte solapada; y formar una parte fundida y solidificada, que cruza un extremo de la lenteja, y situada entre la lenteja y una posición externamente separada de un extremo de la lenteja por no menos de 3 mm, emitiendo un haz láser, en el que la parte fundida y solidificada se forma en el miembro de chapa de acero que contiene la martensita a fin de tener una profundidad no menor que el 50% de un grosor del miembro de chapa de acero que contiene la martensita en una posición externamente separada del extremo de la lenteja por 1 mm, caracterizado por que una parte fundida y solidificada se forma para cada una de las partes soldadas por puntos y separadas entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para soldar una parte solapada, método para fabricar un miembro de soldadura a solape, miembro de soldadura a solape y componente para automóvil

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para soldar una parte solapada de un miembro soldado por solapamiento formado solapando una pluralidad de miembros de chapa de acero y soldándolos, un método para fabricar el miembro soldado por solapamiento, el miembro soldado por solapamiento y una pieza de automoción que tiene el miembro soldado por solapamiento.

La presente solicitud reivindica prioridad en base a la solicitud de patente japonesa n.° 2012-175860, presentada en Japón el 8 de agosto de 2012.

Antecedentes de la técnica

En los últimos años, las estructuras configuradas con una pluralidad de miembros de chapa de acero, hechos de chapas de acero, están configuradas comúnmente para incluir un miembro soldado por solapamiento que tiene la pluralidad de miembros de chapa de acero unidos entre sí de tal manera que los miembros de chapa de acero están solapados entre sí según sus funciones o los entornos en los que se usan, para realizar una parte solapada, y esta parte solapada se somete a soldadura por resistencia por puntos para crear una parte soldada por puntos que tiene una lenteja (“nugget”).

Por ejemplo, una carrocería monocasco (pieza de automoción), que constituye una carrocería de automóvil, se forma generalmente solapando miembros de chapa de acero, que incluyen chapas de acero de alta resistencia, y aplicando soldadura por resistencia por puntos a una parte de reborde (parte solapada) para conseguir tanto una mejora en la seguridad frente a la colisión como una mejora en el rendimiento del combustible.

En la actualidad, las chapas de acero de alta tracción, con una resistencia a la tracción de clase de 980 MPa, se usan ampliamente como chapas de acero de alta resistencia para automóviles y, además, se han realizado investigaciones sobre chapas de acero de alta tracción, con una resistencia a la tracción de clase de 1.200 MPa o mayor.

Además, se ha estado investigando otra técnica, que emplea estampación en caliente, en la que se realizan simultáneamente en la misma matriz tanto la formación por prensado como el templado para formar los miembros de chapa de acero del miembro soldado por solapamiento, y fabrica estampas en caliente con una resistencia a la tracción de 1.500 MPa o mayor, como los miembros de chapa de acero.

Durante esta estampación en caliente, las chapas de acero son calentadas hasta altas temperaturas para estar en un estado altamente dúctil, y se realiza entonces la formación por prensado. Así, se pueden fabricar eficientemente miembros de chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.500 MPa o mayor, y, además, se puede mejorar ventajosamente la precisión dimensional después de la formación por prensado.

Por ejemplo, en el caso de estructuras que requieren tener una cierta resistencia a la oxidación, estas estructuras se pueden realizar solapando miembros de chapa de acero, hechos de chapas de acero, que incluyen chapa de acero galvanizada que tiene un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre la misma, y uniendo entonces la parte solapada mediante soldadura por resistencia por puntos.

Por ejemplo, un panel exterior, que constituye la carrocería monocasco, incluye generalmente chapas de acero galvanizadas que tienen un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre las mismas.

Los miembros de chapa de acero formados aplicando una estampación en caliente a chapas de acero de alta tracción o chapas de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor, como se ha descrito anteriormente, contienen usualmente una estructura sometida a templado.

Sin embargo, la parte soldada por puntos, a la que se une la parte solapada, tiene una zona afectada por el calor (en lo sucesivo, denominada HAZ) cuya dureza es menor que el material de base que contiene la estructura sometida a templado, puesto que el calor desde la soldadura por resistencia por puntos causa el revenido de la estructura sometida a templado alrededor de la lenteja.

Este reblandecimiento de la HAZ, que tiene una dureza menor que la del metal de base, puede presentarse también en el caso de chapas de acero de clase de 980 MPa. Sin embargo, este reblandecimiento se presenta particularmente en la parte soldada por puntos de una chapa de acero de alta tracción, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor, y que contiene estructuras sometidas a templado formadas con un equipo de recocido continuo que tiene una función de refrigeración por agua, o un miembro estampado en caliente (miembro de chapa de acero de alta resistencia) formado mediante estampación en caliente.

Por ejemplo, en el caso de una chapa de acero laminada en frío de clase de 1.200 MPa, el metal de base tiene una dureza Vickers de aproximadamente 390, mientras que la zona más blanda en la HAZ tiene una dureza Vickers de aproximadamente 300.

Esto significa que la dureza Vickers es aproximadamente 90 menos que la del metal de base.

La figura 14 es un diagrama que muestra un ejemplo de una probeta 100 que incluye una parte solapada obtenida solapando un miembro estampado en caliente (miembro de chapa de acero de alta resistencia) 101P con una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa y formada mediante estampación en caliente y un miembro estampado en caliente (miembro de chapa de acero de alta resistencia) 102P con una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa y formada mediante estampación en caliente, y formando una parte soldada por puntos 110, que tiene una lenteja 112, mediante soldadura por resistencia por puntos, y que muestra además una distribución de dureza según la dureza Vickers (JIS Z2244) medida aplicando escotaduras a posiciones situadas a lo largo de la línea discontinua ilustrada en la vista esquemática que muestra la probeta 100 (posiciones situadas en un cuarto del grosor (grosor/4) desde la interfase en una dirección hacia el centro de la chapa de acero).

La dureza Vickers se mide con una carga de 9,8 N y en pasos

de 0,5 mm.

Como se muestra en el gráfico de la figura 14, la probeta 100 se forma solapando el miembro estampado en caliente 101P de clase de 1.500 MPa formado mediante estampación en caliente y el miembro estampado en caliente 102P de clase de 1.500 MPa formado mediante estampación en caliente. Esta probeta 100 presenta una dureza Vickers de aproximadamente 450 en el material de base (miembro estampado en caliente 101P) y una dureza Vickers de aproximadamente 300 en la zona más blanda 103A de la zona de reblandecimiento HAZ 103.

En otras palabras, la dureza Vickers en la zona más blanda 103A de la HAZ 103 disminuye aproximadamente 150 en comparación con la que se tiene en el metal de base (miembro estampado en caliente 101P).

Entonces, se aplica carga de tracción a la probeta 100. Como consecuencia, se presenta una fractura desde la zona de reblandecimiento HAZ 103 situada en el exterior y en la proximidad de la lenteja 112, como se muestra en la figura 15A y la figura 15B.

La figura 15A es una vista en corte de la superficie del acero, y muestra cómo se fractura el miembro estampado en caliente 101P de la probeta 100 mostrada en la figura 14. La figura 15B es una vista en corte que muestra estado de la fractura desde la zona de reblandecimiento HAZ 103.

El reblandecimiento de la HAZ, como se ha descrito anteriormente, no influye en los resultados de la evaluación de los ensayos de cizalladura a tracción y los ensayos de tensión transversal (JIS Z3137) utilizados para la evaluación de juntas de la soldadura por resistencia por puntos. Sin embargo, en el caso en el que se aplica una carga de tracción a la probeta 100, como se muestra en la figura 15A y la figura 15B, la deformación se concentra localmente en la zona de reblandecimiento HAZ 103, causando posiblemente la fractura en dicha zona de reblandecimiento HAZ 103.

La fractura anteriormente descrita en la zona de reblandecimiento HAZ de la parte soldada por puntos se puede ver en el miembro de chapa de acero (artículo que forma por prensado) formado por chapas de acero con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor, y hay una posibilidad de que la ventaja de la chapa de acero de alta resistencia no pueda conseguirse completamente en el momento de un impacto.

Por ejemplo, se requieren los elementos estructurales (miembros soldados por solapamiento), tales como un montante A, un montante B, un carril de techo y un marco inferior lateral de ventana, que constituyen la carrocería de automóvil, para proteger a los ocupantes en un habitáculo en el momento que entra en colisión el automóvil.

Por esta razón, la deformación en el momento de un impacto se suprime solapando una pluralidad de miembros de chapa de acero y uniendo el reborde (parte solapada) mediante soldadura por resistencia por puntos, formando por ello una sección transversal cerrada tubular.

Sin embargo, en el caso de modos de impacto graves, tales como los ensayos de choque lateral SUV del Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) y los ensayos de impacto lateral contra poste del Euro NCAP, hay una posibilidad de que sea difícil conseguir un comportamiento predeterminado al impacto incluso usando, por ejemplo, chapas de acero de alta resistencia, puesto que las deformaciones se concentran en la zona de reblandecimiento HAZ de la parte soldada por puntos y dicha zona de reblandecimiento HAZ sirve como punto de partida de la fractura.

Así, para hacer un uso completo del comportamiento de la chapa de acero de alta resistencia, es necesario impedir que la zona de reblandecimiento HAZ de la parte soldada por puntos sirva como punto de partida de la fractura en el caso en el que los elementos estructurales de la carrocería de automóvil incluyen el miembro de chapa de acero formado por la chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor.

Por ejemplo, una de las técnicas descritas incluye la técnica de aliviar esfuerzos en la parte soldada y suprimir una fractura retardada empleando tanto soldadura láser como soldadura por puntos en el caso en el que se sueldan chapas de acero de alta resistencia a fin de formar un elemento estructural para automóviles (véase, por ejemplo, el Documento de patente 1).

Además, en relación con las mejoras en la unión en una parte soldada, se describe una técnica en la que se forman partes soldadas continuas a lo largo de la parte soldada por puntos de un material metálico mediante soldadura láser (véase, por ejemplo, el Documento de patente 2).

Además, en relación con las mejoras en la unión en una parte soldada, se describe una técnica en la que se emite luz láser sobre una parte soldada por puntos, o en la proximidad de la parte soldada por puntos, para soldar por láser una chapa de acero en el lado superficial y una chapa de acero gruesa, adyacente a esta chapa de acero en el lado superficial (véase, por ejemplo, el Documento de patente 3).

Además, el Documento de bibiografía no patente 1 describe un método para impedir que los elementos estructurales se fracturen desde una zona de reblandecimiento HAZ, en la que la resistencia de un metal de base se reduce mediante tratamientos térmicos aplicados en el momento de la estampación en caliente a una parte que corre el riesgo de causar una fractura debido al impacto con un montante A formado mediante estampación en caliente, por lo que no se presenta el reblandecimiento de la HAZ, incluso si se aplica soldadura por resistencia por puntos.

Además, el Documento de bibiografía no patente 2 describe un método para impedir que los elementos estructurales se fracturen desde una zona de reblandecimiento HAZ, reduciendo la resistencia de un metal de base mediante revenido usando un calentamiento de alta frecuencia aplicado a una parte de reborde de un montante B formado mediante estampación en caliente, impidiendo por ello que la HAZ se reblandezca incluso si se aplica soldadura por resistencia por puntos.

Documentos de la técnica relacionada

Documentos de patente

Documento de patente 1: Solicitud de patente sin examinar japonesa, primera publicación n.° 2008-178905 Documento de patente 2: Solicitud de patente sin examinar japonesa, primera publicación mo 2009-241116 Documento de patente 3: Solicitud de patente sin examinar japonesa, primera publicación mo 2010-264503 Documentos de bibiografía no patente

Documento de bibiografía no patente 1: “Tailored Properties for Press-hardened body parts”, Dr. Camilla Wastlund, Automotive Circle International, Edición Insight 2011; “Ultra-high strength steels in car body lightweight design-current challenges and future potential”

Documento de bibiografía no patente 2: http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/144308.pdf Exposición de la Invención

Problemas a resolver por la Invención

Sin embargo, en la técnica descrita en el Documento de patente 1, se aplica soldadura de punteo mediante soldadura por puntos sobre la línea extendida desde un cordón de soldadura láser a formar en la parte solapada, y se aplica entonces soldadura láser, aliviando por ello los esfuerzos que se presentan inmediatamente después de la soldadura láser en la parte solapada debido a, por ejemplo, la deformación asociada con la soldadura láser o la recuperación elástica de un miembro formado.

Esto significa que esta técnica se refiere a sujetar temporalmente en el caso de soldadura láser y, por consiguiente, no contribuye a mejorar la resistencia de la parte soldada por puntos.

Además, la técnica descrita en el Documento de patente 2 es una técnica para realizar soldadura por resistencia por puntos antes de la aplicación de soldadura láser, haciendo por ello que la parte soldada por puntos formada con antelación funcione como medios para fijar la parte solapada.

Esto significa que esta técnica se refiere principalmente a soldadura láser, en lugar de a soldadura por puntos. Así, esta técnica no se refiere a una técnica para mejorar las ventajas de la soldadura por puntos.

Además, la técnica descrita en el Documento de patente 3 se refiere a una técnica para realizar secuencialmente un proceso de soldadura por puntos y un proceso de soldadura láser, y soldar una chapa de acero de lado superficial y una chapa de acero gruesa, adyacente a la chapa de acero de lado superficial, mediante soldadura láser para aplicar de modo fiable la soldadura por solapamiento, incluso en el caso en el que no se forma ninguna parte soldada por puntos entre dos o más chapas de acero, incluyendo la chapa de acero de lado superficial y la chapa de acero gruesa. Así, esta técnica no se refiere a una técnica para mejorar la resistencia de la parte soldada por puntos.

Además, en el caso de un método para ajustar la resistencia según las partes del montante A como se describe en el Documento de bibiografía no patente 1, se forma inevitablemente una parte de baja resistencia en un área relativamente grande en el montante A.

Así, el efecto de la estampación en caliente, con la que puede obtenerse una alta resistencia, no puede conseguirse completamente y, además, se limita el efecto de la reducción en peso.

Además, con este método, las características relacionadas con la resistencia varían a través de un área de transición relativamente grande, que se forma inevitablemente entre una zona sometida a templado y una zona no sometida a templado, causando posiblemente una variación del comportamiento al impacto del montante A. Además, con el método de revenir el reborde del montante B mediante calentamiento de alta frecuencia después de la estampación en caliente como se describe en el Documento de bibiografía no patente 2, el montante B puede deformarse debido al alargamiento térmico que resulta de un calentamiento de alta frecuencia, por lo que se deteriora la precisión dimensional.

No solamente se requiere que se monte con precisión el montante B, sino también un montante A, un carril de techo u otros elementos estructurales dispuestos alrededor de una parte de abertura de puerta, de modo que los espacios entre estos elementos estructurales y, por ejemplo, un panel de puerta sean uniformes por toda la circunferencia de la parte de abertura de puerta.

Así, es difícil aplicar la técnica descrita en el Documento de bibiografía no patente 2 a los elementos estructurales alrededor de la parte de abertura de puerta, debido a la reducción en la precisión dimensional y al deterioro de la calidad con respecto a la apariencia cosmética.

En una fase de diseño para una carrocería de automóvil, puede ser posible diseñar el elemento estructural, tal como un montante B, de modo que la zona de reblandecimiento HAZ en la parte soldada por puntos del reborde no alcance el alargamiento de fractura en el momento de un impacto.

Sin embargo, con este diseño, aumentan los grosores de las chapas de acero que constituyen los miembros estructurales, o se requieren refuerzos adicionales, lo que conduce a un aumento de coste o peso de la carrocería de automóvil. Así, es difícil la aplicación de esta técnica.

La presente invención se ha realizado en vista de los problemas que se han descrito anteriormente, y un objeto de la presente invención es, en relación con un miembro soldado por solapamiento formado soldando entre sí una pluralidad de miembros de chapa de acero, hechos de chapas de acero, resolver al menos uno de los puntos (1) y (2) descritos en lo que sigue.

(1) Proporcionar un método para soldar una parte solapada, un método para fabricar un miembro soldado por solapamiento, el miembro soldado por solapamiento y una pieza de automoción, que pueden impedir que la parte soldada por puntos en la parte solapada se fracture en una zona de reblandecimiento HAZ, en el caso en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero que contienen martensita se unen mediante soldadura por resistencia por puntos.

(2) Proporcionar un método para soldar una parte solapada, un método para fabricar un miembro soldado por solapamiento, el miembro soldado por solapamiento y una pieza de automoción, que pueden impedir fracturas en la parte soldada por puntos formada en la parte solapada, en el caso en el que la pluralidad de miembros de chapa de acero, que incluyen una chapa de acero galvanizada que tiene un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre la misma se unen mediante soldadura por resistencia por puntos.

Medios para resolver el problema

Se describirá en lo que sigue cada aspecto de la presente invención.

(1) Un primer aspecto de la presente invención proporciona un método para soldar una parte solapada según la reivindicación 1.

(2) Un segundo aspecto de la presente invención proporciona un método para fabricar un miembro soldado por solapamiento según la reivindicación 2.

(3) Un tercer aspecto de la presente invención proporciona un miembro soldado por solapamiento según la reivindicación 3.

(4) Un cuarto aspecto de la presente invención proporciona una pieza de automoción según la reivindicación 4.

Efectos de la Invención

Según el método para soldar una parte solapada, el método para fabricar un miembro soldado por solapamiento, el miembro soldado por solapamiento y la pieza de automoción descritos anteriormente, es posible impedir que la parte soldada por puntos en la parte solapada se fracture en la zona de reblandecimiento HAZ, en el caso en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero que contienen martensita se unen mediante soldadura por resistencia por puntos.

Como consecuencia, es posible fabricar piezas de automoción de alta resistencia que presentan, por ejemplo, un excelente comportamiento en la protección de ocupantes en el momento de un impacto.

Además, es posible impedir fracturas en la parte soldada por puntos formada en la parte solapada, en el caso en el que los miembros de chapa de acero hechos de una pluralidad de chapas de acero, que incluyen una chapa de acero galvanizada que tiene un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre la misma se unen mediante soldadura por resistencia por puntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una vista esquemática que muestra un ejemplo de un reborde al que se aplica la presente invención.

La figura 1B es un diagrama que muestra un ejemplo de una configuración esquemática de una parte de junta obtenida solapando una pluralidad de miembros de chapa de acero a los que se aplica la presente invención.

La figura 2A es un diagrama que muestra un ejemplo en el que la presente invención se aplica a un miembro estampado en caliente de clase de 1.500 MPa.

La figura 2B es una vista en corte por la línea I-I de la figura 2A y que muestra el ejemplo en el que la presente invención se aplica al miembro estampado en caliente de clase de 1.500 MPa.

La figura 2C es una vista esquemática que muestra una parte soldada por puntos ilustrada en la figura 2A, como se observa desde la superficie del acero, cuya mitad izquierda muestra un caso en el que no se aplica un haz láser y cuya mitad derecha muestra un caso en el que se aplica la presente invención.

La figura 3A es un diagrama que muestra una distribución de dureza en la parte indicada por la línea discontinua A en la figura 2C.

La figura 3B es un diagrama que muestra una distribución de dureza en la parte indicada por la línea discontinua B en la figura 2C.

La figura 3C es un diagrama que muestra una distribución de dureza en la parte indicada por la línea discontinua C en la figura 2C.

La figura 4A es un diagrama que muestra un ejemplo de un efecto obtenido por la presente invención, y que muestra una probeta obtenida mediante una soldadura usual por resistencia por puntos.

La figura 4B es un diagrama que muestra un ejemplo de un efecto obtenido por la presente invención, y que muestra una probeta obtenida mediante un método de soldadura según la presente invención.

La figura 4C es un diagrama que muestra un ejemplo de un efecto obtenido por la presente invención, y que muestra las curvas de esfuerzo-alargamiento de las probetas mostradas en la figura 4A y la figura 4B. La figura 5A es un diagrama explicativo que muestra una relación entre una parte soldada por puntos y una parte fundida y solidificada en el caso de un primer ejemplo de una combinación de chapas de acero. La figura 5B es un diagrama explicativo que muestra una relación entre una parte soldada por puntos y una parte fundida y solidificada en el caso de un segundo ejemplo de una combinación de chapas de acero. La figura 5C es un diagrama explicativo que muestra una relación entre una parte soldada por puntos y una parte fundida y solidificada en el caso de un tercer ejemplo de una combinación de chapas de acero.

La figura 5D es un diagrama explicativo que muestra una relación entre una parte soldada por puntos y una parte fundida y solidificada en el caso de un cuarto ejemplo de una combinación de chapas de acero. La figura 6A es un diagrama que muestra un ejemplo en el que un miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un montante B.

La figura 6B es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un montante A, un montante B y un carril de techo.

La figura 6C es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un montante A y un marco inferior lateral de ventana.

La figura 6D es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un refuerzo de parachoques.

La figura 7A es una vista esquemática que muestra un primer ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y la parte fundida y solidificada, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7B es una vista esquemática que muestra un segundo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7C es una vista esquemática que muestra un tercer ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7D es una vista esquemática que muestra un cuarto ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7E es una vista esquemática que muestra un quinto ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7F es una vista esquemática que muestra un sexto ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7G es una vista

esquemática que muestra un séptimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7H es una vista esquemática que muestra un octavo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7I es una vista esquemática que muestra un noveno ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7J es una vista esquemática que muestra un décimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7K es una vista esquemática que muestra un undécimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7L es una vista esquemática que muestra un duodécimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 8A es un diagrama que muestra un primer ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, y un haz láser se emite desde el lado de la superficie de la chapa de acero de alta resistencia para formar una parte fundida y solidificada.

La figura 8B es un diagrama que muestra un segundo ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, y un haz láser se emite desde el lado de la superficie de la chapa de acero de baja resistencia para formar una parte fundida y solidificada.

La figura 8C es un diagrama que muestra un tercer ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, y un haz láser se emite desde el lado de la superficie de la chapa de acero de alta resistencia para formar una parte fundida y solidificada.

La figura 8D es un diagrama que muestra un cuarto ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de alta resistencia, y un haz láser se emite desde el lado de la superficie de la chapa de acero de alta resistencia para formar una parte fundida y solidificada.

La figura 8E es un diagrama que muestra un quinto ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia, una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, en este orden, y un haz láser se emite desde el lado de la superficie de la chapa de acero de baja resistencia para formar una parte fundida y solidificada.

La figura 8F es un diagrama que muestra un sexto ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia, una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, en este orden, y un haz láser se emite desde el lado de la superficie de la chapa de acero de baja resistencia para formar una parte fundida y solidificada.

La figura 9A es una vista explicativa que muestra la influencia de la emisión láser sobre la parte soldada por puntos, y es un diagrama que muestra la parte soldada por puntos y la parte fundida y solidificada formada en la parte solapada que está realizada con una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (440 MPa).

La figura 9B es una vista explicativa que muestra la influencia de la emisión láser sobre la parte soldada por puntos, y es un diagrama que muestra esquemáticamente un defecto en agujero de la parte soldada por puntos y la parte fundida y solidificada formada en la parte solapada que está realizada con una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) y una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente (440 MPa).

La figura 10 es una vista en corte que muestra una parte de contacto en la parte soldada por puntos.

La figura 11A es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente y una chapa de acero de alta resistencia sin revestir, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia, formando por ello la parte fundida y solidificada.

La figura 11B es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente, una chapa de acero de alta resistencia sin revestir y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia sin revestir, formando por ello la parte fundida y solidificada.

La figura 11C es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente, una chapa de acero de alta resistencia que tiene una superficie que contiene una fase de solución sólida de hierro-cinc y una capa de óxido de cinc, y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia sin revestir, formando por ello la parte fundida y solidificada.

La figura 11D es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente, una chapa de acero de alta resistencia sin revestir y una chapa de acero de alta resistencia sin revestir, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir, formando por ello la parte fundida y solidificada.

La figura 11E es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente, una chapa de acero de baja resistencia sin revestir y una chapa de acero de alta resistencia sin revestir, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir, formando por ello la parte fundida y solidificada.

La figura 11F es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente, una chapa de acero de baja resistencia sin revestir y una chapa de acero de alta resistencia sin revestir, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir, formando por ello la parte fundida y solidificada.

La figura 12A es un diagrama que muestra una probeta utilizada en el Ejemplo 1 según la presente invención.

La figura 12B es una vista a escala ampliada que muestra la probeta utilizada en el Ejemplo 1 según la presente invención, y es una vista en planta que muestra una dirección en la que se aplica carga de tracción.

La figura 12C es una vista explicativa que muestra la forma de la probeta utilizada en el Ejemplo 1 según la presente invención, y es una vista en corte por la línea N-N de la figura 12B.

La figura 13A es un diagrama que muestra una probeta utilizada en el Ejemplo 2 según la presente invención.

La figura 13B es una vista a escala ampliada que muestra la probeta utilizada en el Ejemplo 2 según la presente invención, y es una vista en planta que muestra una dirección en la que se aplica carga de tracción.

La figura 13C es una vista explicativa que muestra la forma de la probeta utilizada en el Ejemplo 2 según la presente invención, y es una vista en corte por la línea MI-MI de la figura 13B.

La figura 14 es un gráfico que muestra un ejemplo de una distribución de dureza en una parte soldada por puntos de un miembro estampado en caliente de clase de 1.500 MPa.

La figura 15A es un diagrama como se observa desde la superficie de un acero y que muestra el estado de la fractura desde una zona de reblandecimiento HAZ cuando se aplica carga de tracción a la parte soldada por puntos mostrada en la figura 14.

La figura 15B es una vista en corte que muestra una parte de contacto en un estado en el que se presenta una fractura desde la zona de reblandecimiento HAZ cuando se aplica carga de tracción a la parte soldada por puntos mostrada en la figura 14.

Realizaciones a modo de ejemplo

A fin de resolver los problemas descritos anteriormente, los presentes inventores llevaron a cabo un estudio de técnicas para impedir la fractura de una zona de reblandecimiento HAZ en una parte soldada por puntos, en una parte solapada en un miembro soldado por solapamiento formado uniendo entre sí una pluralidad de miembros de chapa de acero.

Como consecuencia, se encontró que la resistencia de la parte soldada por puntos se puede mejorar emitiendo un haz láser sobre dicha parte soldada por puntos para formar una parte fundida y solidificada a fin de cruzar un extremo de una lenteja y prolongarse desde la lenteja hasta el exterior de la zona más blanda en una HAZ

La presente invención está basada en los descubrimientos de que, en el caso en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero están solapados y unidos mediante soldadura por resistencia por puntos, si al menos uno de la pluralidad de miembros de chapa de acero contiene martensita, es posible hacer un uso completo de la resistencia de una chapa de acero de alta resistencia o un miembro estampado en caliente emitiendo un haz láser sobre un área que se prolonga desde una lenteja de la parte soldada por puntos y que cruza un extremo de la lenteja para formar una parte fundida y solidificada, por lo que una zona de reblandecimiento HAZ en la parte soldada por puntos se endurece para impedir fracturas en la HAZ.

En esta memoria descriptiva, la chapa de acero de alta resistencia que contiene martensita incluye, por ejemplo, un miembro de chapa de acero (por ejemplo, un artículo formado por prensado) hecho de una chapa de acero de alta resistencia de clase de 980 MPa, o una clase de 1.200 MPa o mayor, y un miembro estampado en caliente que contiene martensita generado mediante una formación usando una estampación en caliente.

Además, los presentes inventores encontraron que, independientemente de si está contenido el miembro de chapa de acero hecho de la chapa de acero de alta resistencia o el miembro estampado en caliente, en el caso en el que la pluralidad de miembros de chapa de acero están solapados y unidos mediante soldadura por resistencia por puntos, y un haz láser se emite sobre la parte soldada por puntos para formar la parte fundida y solidificada que se extiende desde la lenteja hasta el exterior de dicha lenteja, si al menos uno de los miembros de chapa de acero está hecho de una chapa de acero galvanizada que tiene un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre la misma, es significativamente eficaz formar la parte fundida y solidificada de manera tal que la profundidad de dicha parte fundida y solidificada en una parte correspondiente a una superficie de contacto de la parte soldada por puntos es menos profunda que una superficie de contacto que tiene un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre la misma.

En lo que sigue, la presente invención, realizada en base a los descubrimientos descritos anteriormente, se describirá haciendo referencia a la primera realización y la segunda realización descritas en lo que sigue.

En primer lugar, la primera realización según la presente invención se describirá haciendo referencia de la figura 1A a la figura 8F.

(Primera realización)

La figura 1A es una vista esquemática que muestra un ejemplo de un reborde al que se aplica la presente invención y la figura 1B es un diagrama que muestra un ejemplo de una configuración esquemática de una parte de junta obtenida solapando una pluralidad de miembros de chapa de acero a los que se aplica la presente invención.

La figura 1A muestra un ejemplo de un estado en el que una pluralidad de partes soldadas por puntos 10 se forman mediante soldadura por resistencia por puntos en una dirección en la que se extiende un reborde (parte solapada) 1, y se emite un haz láser LB de modo que unas partes fundidas y solidificadas 15 se forman por la emisión de un haz láser a fin de cruzar los extremos de una lenteja 12 de cada una de las partes soldadas por puntos 10.

Se debe señalar que el reborde 1 se forma solapando un reborde 2F, que es un artículo (miembro de chapa de acero) formado 2 hecho de una chapa de acero, y un reborde 3F, que es un artículo (miembro de chapa de acero) formado 3 hecho de una chapa de acero.

En esta primera realización, cualquiera de las chapas de acero, o ambas, a las que se da la forma del artículo formado 2 y del artículo formado 3 son:

(a) un miembro de chapa de acero obtenido formando por prensado en frío una chapa de acero de alta resistencia (por ejemplo, una chapa de acero de alta resistencia de clase de 1.200 MPa o mayor) que contiene martensita, o

(b) un miembro estampado en caliente (por ejemplo, un miembro de chapa de acero con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor) que tiene martensita generada como consecuencia de formar una chapa de acero para un miembro estampado en caliente usando una estampación en caliente.

Esto significa que se incluye al menos un miembro de chapa de acero que contiene la martensita.

Cuando la parte solapada de los miembros de chapa de acero obtenidos formando la chapa de acero de alta resistencia o los miembros de chapa de acero hechos del miembro estampado en caliente se someten a soldadura por resistencia por puntos, una zona de reblandecimiento HAZ se forma en la parte soldada por puntos. Debido a esta zona de reblandecimiento HAZ, la resistencia de la parte soldada por puntos es significativamente menor que la de la chapa de acero de alta resistencia (metal de base). Sin embargo, por la emisión de un haz láser, se forma la parte fundida y solidificada.

Esto hace posible endurecer la zona de reblandecimiento HAZ e impedir las fracturas causadas por la concentración de esfuerzos en la zona de reblandecimiento HAZ, por lo que es posible hacer un uso completo de la resistencia de la chapa de acero de alta resistencia o del miembro estampado en caliente.

La figura 1B es un diagrama que muestra un ejemplo de una configuración esquemática de una parte de junta obtenida solapando tres (una pluralidad de) miembros de chapa de acero a los que se aplica la presente invención.

La figura 1B muestra cómo se solapan una chapa de acero de alta resistencia 5H, una chapa de acero de alta resistencia 6H y una chapa de acero de baja resistencia 7L, formándose la parte soldada por puntos 10 que tiene la lenteja 12 mediante soldadura por resistencia por puntos, y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 5H, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 que se extiende a través de la lenteja 12.

Se debe señalar que, en la figura 1B, los grosores de la chapa de acero de alta resistencia 5H, de la chapa de acero de alta resistencia 6H y de la chapa de acero de baja resistencia 7L son t5, t6 y t7, respectivamente.

Se debe señalar que, en esta memoria descriptiva, la chapa de acero de alta resistencia incluye una “chapa de acero de alta resistencia sin formar”, un “miembro de chapa de acero obtenido formando una chapa de acero de alta resistencia” y un “miembro estampado en caliente obtenido formando una chapa de acero de estampación en caliente mediante estampación en caliente”.

Además, la chapa de acero de baja resistencia incluye una “chapa de acero de baja resistencia sin formar” y un “miembro de chapa de acero obtenido formando un miembro de chapa de acero de baja resistencia”.

Aún más, la chapa de acero incluye una “chapa de acero de alta resistencia sin formar”, una “chapa de acero de baja resistencia sin formar”, un “miembro de chapa de acero obtenido formando una chapa de acero de alta resistencia”, un “miembro estampado en caliente obtenido formando una chapa de acero de estampación en caliente mediante estampación en caliente” y un “miembro de chapa de acero obtenido formando una chapa de acero de baja resistencia”.

En la figura 1B, la lenteja 12 se forma por la chapa de acero de alta resistencia 5H, la chapa de acero de alta resistencia 6H y la chapa de acero de baja resistencia 7L a fin de unir estas chapas de acero.

La parte fundida y solidificada 15 se forma, por ejemplo, para comenzar desde una distancia L1 externamente alejada de un extremo de la lenteja 12, a través de dicha lenteja 12, hasta una distancia L2 externamente alejada del otro extremo de la lenteja.

Además, la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor t5 (100%) de la chapa de acero de alta resistencia 5H y, además, hasta un punto medio en el grosor t6 de la chapa de acero de alta resistencia 6H, en una dirección desde la chapa de acero de alta resistencia 5H hacia la chapa de acero de baja resistencia 7L. En este caso, el extremo de la lenteja 12 significa la forma máxima (contorno exterior) de dicha lenteja 12 cuando la parte solapada, formada solapando una pluralidad de miembros de chapa de acero, se observa desde la superficie del acero.

Los caracteres de referencia LD5 y LD6 en la figura 1B representan las profundidades de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 5H y la chapa de acero de alta resistencia 6H, respectivamente, en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 por 1 mm.

Para impedir fracturas en la zona de reblandecimiento HAZ, es eficaz que la chapa de acero de alta resistencia tenga una profundidad de la parte fundida y solidificada 15 que sea > 50% del grosor (en este caso, LD5 > 50% de t5 y LD6 > 50% de t6 para las chapas de acero de alta resistencia 5H, 6H, respectivamente).

Se debe señalar que, en la figura 1B, la chapa de acero de alta resistencia 5H y la chapa de acero de alta resistencia 6H son chapas de acero de alta resistencia, y la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 5H (en otras palabras, LD5 = grosor t5).

Así, el efecto puede conseguirse suficientemente estableciendo que la profundidad LD6 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 6H sea mayor o igual que el 50% del grosor t6.

En este caso, la profundidad LD de la parte fundida y solidificada 15 está definida en la posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 por 1 mm. Esto es en base al hecho de que, como se muestra en la figura 14, la zona más blanda 103A en la HAZ de la parte soldada por puntos 110 está situada en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 112 por aproximadamente 1 mm, y, por consiguiente, la formación de la parte fundida y solidificada en la proximidad de la zona más blanda 103a en la HAZ es eficaz para endurecer la zona de reblandecimiento HAZ.

Se debe señalar que la figura 1B muestra un ejemplo en el que la parte fundida y solidificada 15 pasa a través de la parte central de la lenteja 12 cuando la parte solapada se observa desde la superficie del acero, y se extiende a través de la lenteja 12 en dos extremos de dicha lenteja 12, que son el extremo derecho y el extremo izquierdo de la lenteja 12. Sin embargo, las posiciones y el número de las posiciones en las que la parte fundida y solidificada 15 pasa a través de los extremos de la lenteja 12 no están limitadas a dos, y su número puede ser uno, o tres o más.

Además, en el caso en el que la parte fundida y solidificada 15 cruza dos posiciones, puede ser posible que estas posiciones estén situadas en la misma línea extendida y en ambos lados de la parte central de la lenteja 12. Sin embargo, las posiciones no tienen necesariamente que estar situadas en la misma línea extendida y en ambos lados de la parte central de la lenteja 12.

Además, en el caso en el que la parte fundida y solidificada 15 se forma para cruzar dos o más extremos de la lenteja 12, es preferible que la profundidad LD de la parte fundida y solidificada 15 en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 por 1 mm satisfaga LD > 50% del grosor. Sin embargo, puede ser posible que una cierta cantidad de la parte fundida y solidificada 15, que cruza el extremo de la lenteja 12, no satisfaga LD > 50% del grosor.

Además, es preferible que la parte fundida y solidificada 15 se forme para extenderse desde el extremo de la lenteja 12 por una longitud de 3 mm o más larga. Sin embargo, la longitud puede ser 3 mm o más corta.

La figura 2A es un diagrama que muestra un ejemplo en el que dos miembros, que son un miembro estampado en caliente (miembro de chapa de acero) de clase de 1.500 MPa y un miembro estampado en caliente (miembro de chapa de acero) de clase de 1.500 MPa, se solapan según la presente invención.

Más específicamente, la figura 2A muestra un ejemplo en el que la parte soldada por puntos 10 que tiene la lenteja 12 está formada en un reborde 4A del miembro estampado en caliente mediante soldadura por resistencia por puntos, y un haz láser se emite sobre la parte soldada por puntos 10, formando por ello la parte fundida y solidificada 15.

La figura 2B es una vista en corte por la línea I-I de la figura 2A. La figura 2C es una vista esquemática que muestra la parte soldada por puntos ilustrada en la figura 2A y su entorno, como se observa desde la superficie del acero.

Se debe señalar que, con el fin de la explicación, la mitad izquierda de la vista en la figura 2C, con respecto a la línea central, muestra un estado usual en el que un haz láser no se emite sobre la parte soldada por puntos 10, y la mitad derecha muestra un estado en el que un haz láser se emite sobre la parte soldada por puntos 10 para formar la parte fundida y solidificada 15.

Además, la figura 3A, la figura 3B y la figura 3C son diagramas que muestran distribuciones de dureza de las partes indicadas por la línea discontinua A, la línea discontinua B y la línea discontinua C en la figura 2C.

La parte soldada por puntos 10 usual es similar a la de la mitad izquierda de la figura 2C, y en la parte indicada por la línea discontinua A y mostrada en la figura 3A, una zona de reblandecimiento HAZ 13 está formada con una gran área.

Esto significa que se tira de una gran área de la zona de reblandecimiento HAZ 13 cuando se aplica carga de tracción en la dirección horizontal.

Esto conduce a una reducción en resistencia frente a la carga de tracción, y es más probable que se presenten fracturas que resultan de la carga de tracción.

Por otro lado, en el caso en el que la parte fundida y solidificada 15 se forma entre la lenteja 12 y la zona de reblandecimiento HAZ 13 a fin de cruzar el extremo de dicha lenteja 12 por la emisión de un haz láser, como se muestra en la mitad derecha de la figura 2C, un trozo de la zona de reblandecimiento HAZ de la parte indicada por la línea discontinua B y mostrada en la figura 3B se endurece con la parte fundida y solidificada 15, y se reduce el área de la zona de reblandecimiento HAZ 13.

Como consecuencia, mejora la resistencia de la parte soldada por puntos 10 y mejora la resistencia a la tracción. Por otro lado, la parte fundida y solidificada 15 y una zona de reblandecimiento HAZ 15A están formadas en una parte indicada por la línea discontinua C en la figura 2C, sobre la que se emite solamente un haz láser. Sin embargo, como se muestra en la figura 3C, el área de la zona de reblandecimiento HAZ 15A es pequeña y, por consiguiente, no se ve afectada la resistencia a la tracción.

A continuación, un ejemplo de un efecto obtenido por la presente invención se describirá haciendo referencia de la figura 4A a la figura 4C.

La figura 4A muestra una probeta T01 obtenida mediante soldadura por resistencia por puntos usual, y la probeta T01 tiene la parte soldada por puntos 10 con la lenteja 12 formada sobre la misma.

La figura 4B muestra una probeta T02 obtenida mediante un método de soldadura según la presente invención, y la probeta T02 tiene la parte fundida y solidificada 15 formada por la emisión de un haz láser para cruzar dos extremos de la lenteja 12.

La figura 4C muestra una curva de esfuerzo-alargamiento con respecto a las probetas T01 y T02. El carácter de referencia A indicado por la línea discontinua representa los resultados de la probeta T01 y el carácter de referencia B indicado por la línea continua representa los resultados de la probeta T02.

Como se muestra en la figura 4C, emitiendo un haz láser sobre la parte soldada por puntos 10 para formar la parte fundida y solidificada 15, es posible mejorar significativamente el alargamiento de fractura crítico en el caso de una aplicación de carga de tracción en comparación con la parte soldada por puntos 10, y se impiden las fracturas en la HAZ, por ejemplo, en el momento de un impacto.

Como se ha descrito anteriormente, formando la parte fundida y solidificada 15 para que se extienda a través de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 para obtener la configuración como se muestra en la figura 1B, es posible reducir el área de la zona de reblandecimiento HAZ de la soldadura por puntos, cuando es más probable que se presenten fracturas debido a la carga de tracción en el caso de solamente la soldadura por resistencia por puntos.

Con esta configuración, es posible mejorar la deformabilidad hasta la fractura en el momento en que se recibe la carga de tracción.

La figura 5A a la figura 5D son diagramas explicativos que muestran ejemplos de combinaciones de una pluralidad de chapas de acero solapadas, y de relaciones entre una parte soldada por puntos y una parte fundida y solidificada obtenida por la emisión de un haz láser.

La figura 5A es un diagrama explicativo que muestra el primer ejemplo de una combinación de chapas de acero, y muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia 31L (grosor t31) y una chapa de acero de alta resistencia 32H (grosor t32), y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 32H para formar la parte fundida y solidificada 15 (profundidad L15).

En la figura 5A, el carácter de referencia LD32 representa la profundidad de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 32H.

Como se muestra en la figura 5A, en el primer ejemplo, la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 32H (100% del grosor t32) y hasta un punto medio de la chapa de acero de baja resistencia 31L, en una dirección según el grosor desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 32H hasta la superficie lateral opuesta.

En el primer ejemplo, la chapa de acero de alta resistencia 32H es la única chapa de acero de alta resistencia, y la parte fundida y solidificada 15 tiene la profundidad LD32 formada por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 32H en la dirección según el grosor (LD32 = (100% del grosor t32) > (50% del grosor t32)). Así, es posible conseguir suficientes efectos.

La figura 5B es un diagrama explicativo que muestra el segundo ejemplo de una combinación de chapas de acero, y muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia 31H (grosor t31) y una chapa de acero de alta resistencia 32H (grosor t32), y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 32H para formar la parte fundida y solidificada 15 (profundidad L15).

En la figura 5B, los caracteres de referencia LD31 y LD32 representan las profundidades de las partes fundidas y solidificadas 15 en la chapa de acero de alta resistencia 31H y la chapa de acero de alta resistencia 32H, respectivamente.

Como se muestra en la figura 5B, en el segundo ejemplo, la parte fundida y solidificada 15 tiene la profundidad LD32 formada por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 32h (LD32 = (100% del grosor t32)), y se forma hasta un punto medio de la chapa de acero de alta resistencia 31H, en una dirección según el grosor desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 32H hasta la superficie lateral opuesta.

En el segundo ejemplo, la chapa de acero de alta resistencia 31H y la chapa de acero de alta resistencia 32H son las chapas de acero de alta resistencia, y la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 32H (LD32 = (100% del grosor t32) > (50% del grosor t32)). Así, estableciendo que la profundidad LD31 en la chapa de acero de alta resistencia 31H sea LD31 > (50% del grosor t31), es posible conseguir suficientes efectos.

La figura 5C es un diagrama explicativo que muestra el tercer ejemplo de una combinación de chapas de acero, y muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia 31L (grosor t31), una chapa de acero de alta resistencia 32H (grosor t32) y una chapa de acero de baja resistencia 33L (grosor t33), y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia 31L para formar la parte fundida y solidificada 15 (profundidad L15).

En la figura 5C, el carácter de referencia LD32 representa la profundidad de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 32H.

Como se muestra en la figura 5C, en el tercer ejemplo, la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor de la chapa de acero de baja resistencia 31L, y se forma hasta un punto medio de la chapa de acero de alta resistencia 32H, en una dirección según el grosor desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia 31L hasta el lado de la chapa de acero de baja resistencia 33L.

En el tercer ejemplo, la chapa de acero de alta resistencia 32H es la única chapa de acero de alta resistencia. Así, estableciendo que la profundidad LD32 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 32H sea LD32 > (50% del grosor t32), es posible conseguir suficientes efectos.

La figura 5D es un diagrama explicativo que muestra el cuarto ejemplo de una combinación de chapas de acero, y muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia 31H (grosor t31), una chapa de acero de alta resistencia 32H (grosor t32) y una chapa de acero de baja resistencia 33L (grosor t33), y un haz láser se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 31H para formar la parte fundida y solidificada 15 (profundidad L15).

En la figura 5D, los caracteres de referencia LD31 y LD32 representan las profundidades de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 31H y la chapa de acero de alta resistencia 32H, respectivamente.

Como se muestra en la figura 5D, en el cuarto ejemplo, la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 31H (LD31 = (100% del grosor t31)), y se forma hasta un punto medio de la chapa de acero de alta resistencia 32H, en una dirección según el grosor desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 31H hasta el lado de la chapa de acero de baja resistencia 33L.

En el cuarto ejemplo, la chapa de acero de alta resistencia 31H y la chapa de acero de alta resistencia 32H son las chapas de acero de alta resistencia. Así, estableciendo que la profundidad LD32 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 32H sea LD32 > (50% del grosor t32), es posible conseguir suficientes efectos.

La primera realización está dirigida al miembro soldado por solapamiento en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero están unidos en la parte solapada, y los miembros de chapa de acero, de los que al menos un miembro de chapa de acero contiene la martensita, están unidos mediante soldadura por resistencia por puntos. La primera realización se aplica para formar diversas clases de estructuras que incluyen, por ejemplo, una carrocería monocasco que constituye una carrocería de vehículo automóvil, y una pieza de automoción (pieza de montaje), tal como un montante A y un montante B que constituyen la carrocería monocasco.

La parte solapada del miembro de chapa de acero es usualmente un reborde (parte solapada) formado en el borde de cada chapa de acero como una patilla para soldar por puntos con otra chapa de acero. Sin embargo, la parte solapada no está limitada al reborde. La parte solapada puede ser la obtenida aplicando soldadura por resistencia por puntos a una parte en la que un reborde se solapa con, por ejemplo, una parte conformada (parte distinta al reborde).

Los ejemplos del miembro de chapa de acero que contiene la martensita incluyen un artículo formado por prensado en frío hecho de una chapa de acero de alta resistencia (por ejemplo, una chapa de acero de alta tracción, con una resistencia a la tracción de clase de 1.200 MPa o mayor) que tiene una estructura sometida a templado que contiene martensita, formada mediante un equipo de recocido continuo, y un miembro estampado en caliente, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor, y reforzado calentando una chapa de acero para estampar en caliente a temperaturas de austenita o superiores, y sometiendo a templado la chapa de acero mientras se forma la misma con una matriz refrigerada por agua.

Los efectos pueden obtenerse si una chapa de acero de alta resistencia contiene martensita, planteándose el riesgo de fractura en la soldadura por puntos debido al reblandecimiento de la HAZ. Sin embargo, los efectos se pueden aumentar en el caso de una chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor. Así, es preferible establecer el límite inferior de una resistencia a la tracción en 1.200 MPa.

Además, aunque no es necesario establecer dicho límite superior de una resistencia a la tracción, el límite superior se puede establecer en aproximadamente 2.000 MPa por consideraciones prácticas.

Además, aunque no es necesario establecer una limitación sobre el grosor de la chapa de acero, el límite inferior del grosor se puede establecer en 0,7 mm por consideraciones prácticas, y es preferible establecer el límite superior en 2,6 mm.

En el caso de un material laminado en frío, la chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor, incluye una chapa de acero sin revestir que no tiene ningún revestimiento sobre su superficie, y una chapa de acero sobre la que se forma un revestimiento con base cinc, incluyendo el galvanizado y recocido en baño caliente (revestimiento GA) y el galvanizado en baño caliente (revestimiento GI).

El miembro estampado en caliente incluye un miembro de chapa de acero sin revestir, un miembro de chapa de acero aluminizada, una chapa de acero que tiene un revestimiento de un compuesto intermetálico de hierro y aluminio, y un miembro de chapa de acero que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de capa de óxido de cinc sobre el mismo.

La chapa de acero a solapar con la chapa de acero de alta resistencia descrita anteriormente puede ser una chapa de acero de alta resistencia o un miembro estampado en caliente con una resistencia a la tracción de clase de 1.200 MPa o mayor, o una chapa de acero con una resistencia a la tracción de clases de 270 MPa a 980 MPa. Además, el número de chapas de acero a solapar no está limitado a dos, y se pueden solapar tres o más chapas de acero.

En lo que sigue, se describirá con detalle la soldadura por resistencia por puntos.

Durante el proceso de soldadura por resistencia por puntos, una pluralidad de miembros de chapa de acero se solapan entre sí, y la soldadura por resistencia por puntos se aplica a la parte solapada, formando por ello una parte soldada por puntos que tiene una lenteja.

Las condiciones de soldadura para la soldadura por resistencia por puntos no están limitadas específicamente, siempre que se forme una lenteja con un diámetro de lenteja no menor que 4 Vi y no mayor que 74t (t: grosor (mm) en el lado más delgado en la superficie solapada) al menos en el miembro de chapa de acero a unir dependiendo de las aplicaciones.

Por ejemplo, usando una máquina de soldadura por puntos de corriente alterna monofásica o una máquina de soldadura por puntos de corriente continua inversora, solamente es necesario formar la lenteja descrita anteriormente en la parte solapada, empleando las siguientes condiciones como corresponda: el diámetro del extremo superior de un electrodo de soldadura: de 6 mm a 8 mm; el radio de curvatura R del extremo superior: 40 mm; la fuerza de aplastamiento: de 2,5 kN a 6,0 kN; el valor de corriente eléctrica de la corriente de soldadura: de 7 kA a 11 kA; y el tiempo de suministro de energía en el intervalo de 10/60 de segundo a 40/60 de segundo. Se debe señalar que las condiciones para soldar por puntos no están limitadas a las descritas anteriormente. Las condiciones se pueden establecer como corresponda dependiendo de los tipos de acero, del grosor o de otros parámetros.

El paso para soldar por resistencia por puntos se establece usualmente en el intervalo de aproximadamente 20 mm a 60 mm. Sin embargo, el paso no está limitado a esto, y se puede establecer como corresponda dependiendo de la estructura a soldar o de partes de la estructura a soldar.

En lo que sigue, se describirá con detalle la formación de la parte fundida y solidificada por la emisión de un haz láser.

En un proceso para formar una parte fundida y solidificada, un haz láser se emite sobre la parte solapada para formar la parte fundida y solidificada, que cruza un extremo de la lenteja y está situada entre la lenteja de la parte soldada por puntos formada mediante soldadura por resistencia por puntos y la HAZ o el material de base situado en el exterior de la lenteja.

En otras palabras, después de que se aplica la soldadura por resistencia por puntos, un haz láser se emite sobre la parte solapada para formar la parte fundida y solidificada, y que se extienda a través de la zona de reblandecimiento HAZ formada alrededor de la lenteja, endureciendo por ello dicha zona de reblandecimiento HAZ.

Como consecuencia, la parte fundida y solidificada divide la zona de reblandecimiento HAZ, por lo que es posible suprimir una reducción en la resistencia que resulta de la zona de reblandecimiento HAZ, en una dirección esperada de esfuerzos.

En lo que sigue, un ejemplo, en el que la presente invención se aplica a una pieza de automoción, se describirá haciendo referencia de la figura 6A a la figura 6D.

La figura 6A a la figura 6C son diagramas que muestran un ejemplo en el que la presente invención se aplica a una carrocería monocasco que constituye una carrocería de vehículo automóvil, y se aplica a un miembro importante (pieza de automoción) que protege a los ocupantes del habitáculo en el caso de colisión lateral.

La figura 6A es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un montante B 41.

El montante B 41 tiene un reborde sobre el que están formadas una pluralidad de partes soldadas por puntos 10, a lo largo de una dirección en la que se extiende el reborde, y la parte fundida y solidificada 15 se forma por la emisión de un haz láser para que se extienda a través de la pluralidad de partes soldadas por puntos 10.

Además, por ejemplo, en el caso del montante B 41, es preferible establecer la dirección esperada de esfuerzos, en una dirección a lo largo de una superficie extrema del miembro de chapa de acero del reborde (parte solapada) del montante B 41.

Además, el reborde del montante B 41 tiene una parte inferior curvada en la dirección delantera y trasera de la carrocería de vehículo y, por consiguiente, es preferible establecer la dirección esperada de esfuerzos, en una dirección a lo largo de la superficie extrema curvada del miembro de chapa de acero del reborde (por ejemplo, una dirección tangente en una superficie extrema del miembro de chapa de acero más próxima a cada una de las partes soldadas por puntos 10).

Se debe señalar que, como se muestra en la figura 6A, puede ser posible formar una pluralidad de partes fundidas y solidificadas 15, y puede ser posible emplear una configuración en la que no todas las partes soldadas por puntos 10A se extienden a través de la parte fundida y solidificada 15.

La figura 6B es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un montante A 40, al montante B 41 y a un carril de techo 42.

Cada uno del montante A 40, el montante B 41 y el carril de techo 42 tiene una pluralidad de partes soldadas por puntos 10 formadas a lo largo de una dirección en la que se extiende el reborde, y tiene la parte fundida y solidificada 15 formada con la emisión de un haz láser para que se extienda a través de la pluralidad de partes soldadas por puntos 10.

Además, como se muestra en la figura 6B, en el caso de que el reborde tenga curvas tales como la parte en la que están conectados el montante B 41 y el montante A 40 y la parte en la que están conectados el montante B 41 y el carril de techo 42, la pluralidad de partes soldadas por puntos 10 se forman a lo largo del reborde curvado, y la parte fundida y solidificada 15 se forma por la emisión de un haz láser para que se extienda a través de esta pluralidad de partes soldadas por puntos 10.

Se debe señalar que, en las partes curvadas descritas anteriormente, es preferible establecer la dirección esperada de esfuerzos, en una dirección curvada de la superficie extrema del miembro de chapa de acero del reborde, como en el caso mostrado en la figura 6A (por ejemplo, la dirección tangente en una superficie extrema del miembro de chapa de acero más próxima a cada una de las partes soldadas por puntos 10).

Además, puede ser posible formar una pluralidad de partes fundidas y solidificadas 15, y puede ser posible emplear una configuración en la que no todas las partes soldadas por puntos se extienden a través de la parte fundida y solidificada 15.

La figura 6C es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica al montante A 40 y a un marco inferior lateral 43 de ventana.

El marco inferior lateral 43 de ventana tiene un reborde sobre el que están formadas una pluralidad de partes soldadas por puntos 10, a lo largo de una dirección en la que se extiende el reborde. Además, por ejemplo, la parte fundida y solidificada 15, que se extiende a través de dos partes soldadas por puntos 10 adyacentes, se forma por la emisión de un haz láser de tal manera que dicha parte fundida y solidificada 15 está dividida parcialmente, y quedan dispuestos espacios entre la misma.

Como se ha descrito anteriormente, dividiendo la parte fundida y solidificada 15 y dejando el metal de base, sin ningún tratamiento aplicado, entre las partes fundidas y solidificadas 15, es posible conseguir la tenacidad que tiene originalmente la chapa de acero de alta resistencia.

El mismo efecto que resulta de los espacios formados dividiendo la parte fundida y solidificada 15, como se ha descrito anteriormente, puede obtenerse en los ejemplos mostrados en la figura 6A y la figura 6B.

Aplicando la presente invención al elemento estructural dispuesto alrededor del habitáculo, como se muestra de la figura 6A a la figura 6C, es posible impedir que el elemento estructural se fracture debido al reblandecimiento de la HAZ en la parte soldada por puntos 10, por lo que es posible mejorar la seguridad contra la colisión lateral. Además, es preferible que la parte fundida y solidificada 15 se forme para tener un ángulo de intersección 0 dentro de ±30° con respecto a la dirección esperada de esfuerzos.

Además, la figura 6D es un diagrama que muestra un ejemplo en el que el miembro soldado por solapamiento según la presente invención se aplica a un refuerzo de parachoques 44 que protege a los ocupantes en el caso de colisión del extremo delantero o colisión del extremo trasero.

En el caso del refuerzo de parachoques 44 mostrado en la figura 6D, un mamparo 45 está dispuesto en el lado interior del cuerpo del refuerzo de parachoques 44 a fin de mantener su sección transversal, y el mamparo 45 se somete a soldadura por resistencia por puntos, formando por ello la parte soldada por puntos 10.

En el caso del refuerzo de parachoques 44, una fuerza de flexión actúa en la dirección delantera y trasera, que se corta con la dirección longitudinal de dicho refuerzo de parachoques 44, en el momento de colisión del extremo delantero o colisión del extremo trasero.

Por esta razón, es preferible formar la parte fundida y solidificada 15 emitiendo un haz láser para que se corte con la dirección longitudinal del refuerzo de parachoques 44 en un ángulo de intersección 0 comprendido dentro de ±30° suponiendo que se espera que el esfuerzo actúe en la dirección longitudinal del refuerzo de parachoques 44.

Se debe señalar que, en el caso de un miembro que recibe una fuerza de flexión como consecuencia de una colisión, la dirección esperada de esfuerzos es una dirección a lo largo de la superficie extrema del miembro de chapa de acero y, por consiguiente, los esfuerzos actúan sobre el miembro en una dirección perpendicular a un plano que conecta el interior y el exterior del habitáculo.

A continuación, los ejemplos de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas se describirán haciendo referencia de la figura 7A a la figura 7L.

La figura 7A a la figura 7L son diagramas esquemáticos que muestran a modo de ejemplo cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7A es un diagrama esquemático que muestra el primer ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención, y muestra un ejemplo en el que una parte de reborde 5F de un artículo (miembro de chapa de acero) formado 5 y una parte de reborde 6F de un artículo (miembro de chapa de acero) formado 6 se solapan para formar un reborde 4, y se emite un láser sobre la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 formada en el reborde 4 para formar la parte fundida y solidificada 15.

Es deseable que la dirección de la parte fundida y solidificada 15 formada se establezca para que esté comprendida dentro de ángulos 0 de ±30o con respecto a la dirección en la que se extiende el reborde (parte de junta) 4, o con respecto a la dirección esperada de esfuerzos (con respecto a la dirección horizontal en la figura 7A), como se muestra en la figura 7A.

Es más preferible establecer el ángulo de intersección 0 para que esté comprendido dentro de ±15o.

Por ejemplo, el montante A, el montante B, el carril de techo, el marco inferior lateral de ventana y el refuerzo de parachoques, como se muestran de la figura 6A a la figura 6D, están configurados de manera que el reborde, que está unido para formar una sección transversal cerrada tubular, se usa como una patilla para la unión.

En muchos casos, en el momento de un impacto, la carga de tracción actúa en una dirección a lo largo de la superficie extrema del miembro de chapa de acero del reborde.

Por esta razón, es preferible emitir un haz láser tal que discurra en una dirección a lo largo del reborde, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 que se extiende a través de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10.

Además, en el caso del interior de una pieza larga, la carga de tracción actúa frecuentemente a lo largo de la dirección longitudinal de la pieza. Así, es preferible emitir un haz láser de modo que discurra a lo largo de la dirección longitudinal de la pieza, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 que se extiende a través de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10.

La figura 7B es una vista esquemática que muestra el segundo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Por ejemplo, en general, la carga de tracción actúa en la dirección longitudinal de un miembro, en el caso en el que el miembro soldado por puntos 10 se usa para que un miembro solapado 8 refuerce parcialmente un miembro 7 que no está unido con una forma de reborde como se muestra en la figura 7B, o en el caso en el que una parte soldada por puntos se usa para que un mamparo se solape sobre un miembro.

Así, es preferible emitir un haz láser a lo largo de la dirección longitudinal, por ejemplo, del miembro, formando por ello la parte fundida y solidificada 15.

La figura 7C es una vista esquemática que muestra el tercer ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7C, aunque es preferible que cada una de las partes fundidas y solidificadas 15, formada por la emisión de un haz láser, pase próxima al centro de la lenteja 12, la parte fundida y solidificada 15 no tiene que pasar por el centro de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10.

La figura 7D es una vista esquemática que muestra el cuarto ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7D, es deseable formar la parte fundida y solidificada 15 de manera recta desde el punto de vista del rendimiento en la emisión de un haz láser. Sin embargo, puede ser posible formar la parte fundida y solidificada 15 de manera curvada para tener una parte curvada o, por ejemplo, de manera ondulante para aumentar la longitud de la parte fundida y solidificada 15.

En tales casos, es preferible que la parte fundida y solidificada 15 se corte con la dirección esperada de esfuerzos en un ángulo de intersección 0 comprendido dentro de ±30°.

La figura 7E es una vista esquemática que muestra el quinto ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra de la figura 7A a la figura 7D, la parte fundida y solidificada 15 se puede formar para cada una de las partes soldadas por puntos 10. Sin embargo, como se muestra en la figura 7E, puede ser posible formar la parte fundida y solidificada 15 a fin de conectar continuamente una pluralidad de partes soldadas por puntos 10. Además, se pueden formar una pluralidad de partes fundidas y solidificadas 15 (por ejemplo, dos partes fundidas y solidificadas 15) para cada una de las partes soldadas por puntos 10.

La figura 7F es una vista esquemática que muestra el sexto ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7F, la parte fundida y solidificada 15 formada por la emisión de un haz láser puede que no se forme para que sea simétrica con respecto a la lenteja de la parte soldada por puntos 10.

Sin embargo, es deseable que la parte fundida y solidificada 15 exista en ambos lados de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10, y la distancia del lado más corto entre el extremo de la lenteja y el extremo de la parte fundida y solidificada 15 sea 3 mm o más larga.

Esto se debe a que, estableciendo la distancia entre el extremo de la lenteja y el extremo de la parte fundida y solidificada 15 en 3 mm o más larga, es posible impedir suficientemente que el alargamiento se concentre en la zona de reblandecimiento HAZ.

La parte fundida y solidificada 15 puede extenderse a través de una pluralidad de partes soldadas por puntos 10, como se ha descrito anteriormente.

No hay ninguna limitación específica en las condiciones para la emisión de un haz láser, y solamente es necesario que las partes fundidas y solidificadas 15 predeterminadas descritas anteriormente puedan obtenerse en los lugares necesarios.

El dispositivo de soldadura láser utilizado incluye, por ejemplo, un láser de disco, un láser de fibra, un láser de diodos directos, un láser YAG y un láser de dióxido de carbono. El diámetro del haz está comprendido en un intervalo de 0,15 mm a 0,9 mm; la salida está comprendida en un intervalo de 1 kW a 10 kW; y la velocidad de soldadura está comprendida en un intervalo de 1 m/min a 15 m/min.

Se realiza la soldadura usando un soplete general. Alternativamente, puede ser posible usar una soldadura a distancia o un sincronizador de costuras láser que tenga un dispositivo de apriete.

Las condiciones para la emisión de un haz láser no están limitadas a las mostradas como un ejemplo, y se puede aplicar cualquier condición para la emisión de un haz láser, siempre que puedan obtenerse las partes fundidas y solidificadas 15 predeterminadas descritas anteriormente.

No es necesario emitir haces láser sobre todas las partes soldadas por puntos 10.

Solamente es necesario aplicar haces láser a únicamente las partes soldadas por puntos 10 que corren el riesgo de fracturarse debido a la colisión en la zona de reblandecimiento HAZ de la parte soldada por puntos 10.

La figura 7G es una vista esquemática que muestra el séptimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

La figura 7G muestra un ejemplo en el que un haz láser se emite sobre una parte entre dos partes soldadas por puntos 10 adyacentes, formando por ello las partes fundidas y solidificadas 15 que pasan, cada una, a través de la parte soldada por puntos 10 y una parte fundida y solidificada 15 (parte soldada por láser) que no pasa a través de la parte soldada por puntos 10.

Es deseable la parte soldada por láser situada entre dos partes soldadas por puntos 10 adyacentes, como se ha descrito anteriormente, puesto que acorta los intervalos entre las partes soldadas y se puede mejorar la rigidez torsional del miembro, incluso en el caso en el que la parte solapada se levanta para formar un espacio y no se puede realizar suficientemente la unión mediante soldadura por puntos.

La figura 7H es una vista esquemática que muestra el octavo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7H, puede ser posible que una pluralidad de partes fundidas y solidificadas 15 estén dispuestas en paralelo, y pasen a través de las partes soldadas por puntos 10, según sea necesario.

La figura 7H muestra un ejemplo en el que el número de las partes fundidas y solidificadas 15 es dos. Sin embargo, su número puede ser tres o más.

La figura 7I es una vista esquemática que muestra el noveno ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7I, puede ser posible que la parte fundida y solidificada 15 se forme por la emisión de un haz láser para tener extremos con una forma curvada, o el extremo de partida y el extremo de finalización de la parte fundida y solidificada 15 tienen una anchura de cordón agrandada para evitar la concentración de esfuerzos.

La figura 7J es una vista esquemática que muestra el décimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7J, puede ser posible formar partes fundidas y solidificadas 15 en posiciones situadas en extremos separados de las partes soldadas por puntos 10 (extremos de las partes soldadas por puntos 10 que están situados más alejados entre sí).

En el caso en el que las partes fundidas y solidificadas 15 están formadas para mirar hacia lados opuestos entre sí con respecto a las partes soldadas por puntos 10, como se ha descrito anteriormente, puede ser posible disponer, entre las partes fundidas y solidificadas 15 anteriormente descritas, una o más partes soldadas por puntos 10, teniendo cada una de dichas una o más partes soldadas por puntos 10 la parte fundida y solidificada 15 formada sobre la misma, y/o una o más partes fundidas y solidificadas 15 (partes soldadas por láser) que no pasan a través de ninguna parte soldada por puntos 10.

La figura 7K es una vista esquemática que muestra el undécimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7K, puede ser posible formar partes fundidas y solidificadas 15 en posiciones situadas en los lados más cercanos (situados en los lados interiores) de las partes soldadas por puntos 10.

En el caso en el que las partes fundidas y solidificadas 15 están formadas para mirar hacia las direcciones en las que dichas partes fundidas y solidificadas 15 se ponen más próximas entre sí con respecto a las partes soldadas por puntos 10, como se ha descrito anteriormente, puede ser posible disponer, entre las partes fundidas y solidificadas 15 anteriormente descritas, una o más partes soldadas por puntos 10, teniendo cada una de dichas una o más partes soldadas por puntos 10 la parte fundida y solidificada 15 formada sobre la misma, y/o una o más partes fundidas y solidificadas 15 (partes soldadas por láser) que no pasan a través de ninguna parte soldada por puntos 10.

La figura 7L es una vista esquemática que muestra el duodécimo ejemplo de cómo se forman las partes soldadas por puntos y las partes fundidas y solidificadas, cada una de las cuales es según la presente invención.

Como se muestra en la figura 7L, puede ser posible formar partes fundidas y solidificadas 15 adyacentes, en el mismo lado de las partes soldadas por puntos 10 respectivas (lado izquierdo en el caso de la figura 7L).

En el caso en el que las partes fundidas y solidificadas 15 están formadas en el mismo lado de las partes soldadas por puntos 10, como se ha descrito anteriormente, puede ser posible disponer, entre las partes fundidas y solidificadas 15 anteriormente descritas, una o más partes soldadas por puntos 10, teniendo cada una de dichas una o más partes soldadas por puntos 10 la parte fundida y solidificada 15 formada sobre la misma, y/o una o más partes fundidas y solidificadas 15 (partes soldadas por láser) que no pasan a través de ninguna parte soldada por puntos 10.

La soldadura por resistencia por puntos y la formación de la parte fundida y solidificada 15 para la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 según la presente invención se pueden aplicar, por ejemplo, a un proceso para soldar carrocerías de vehículo en los procesos de fabricación de automóviles.

Durante una operación en una línea de montaje, tal como la soldadura de la carrocería de vehículo, es preferible situar y apretar primero un miembro soldado por solapamiento para aplicar la soldadura por resistencia por puntos y, entonces, aplicar una soldadura adicional mediante soldadura por resistencia por puntos o emitir un haz láser, puesto que es posible impedir que una emisión de haz láser sobre la parte soldada por puntos se desplace a cualquier posición debido a la recolocación o al reapriete.

Además, más preferentemente, es preferible aplicar una emisión de haz láser en la misma estación que se aplica la soldadura por resistencia por puntos.

A continuación, con referencia de la figura 8A a la figura 8F, se describirá un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, y se aplica un haz láser, formando por ello una parte fundida y solidificada.

La figura 8A a la figura 8C son vistas explicativas que muestran un caso en el que dos chapas de acero solapadas son combinaciones de una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, y que muestran un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) 61H y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (270 MPa) 62L.

La figura 8A es un diagrama que muestra el primer ejemplo. El primer ejemplo muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 61H y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir 62L, y un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 61H, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir 61H y la chapa de acero de baja resistencia sin revestir 62L.

En este caso, la profundidad LD61 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 61H es el 100% del grosor de dicha chapa de acero de alta resistencia 61H.

La figura 8B es un diagrama que muestra el segundo ejemplo. El segundo ejemplo muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 61H y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir 62L, y un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia 62L, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir 61H y la chapa de acero de baja resistencia sin revestir 62L.

La figura 8C es un diagrama que muestra el tercer ejemplo. El tercer ejemplo muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 61H y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir 62L, y un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 61H, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 desde la superficie de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir 61H hasta un punto medio anterior a la chapa de acero de baja resistencia sin revestir 62L.

En este caso, es preferible establecer la profundidad LD61 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 61H para que sea mayor o igual que el 50% de su grosor.

La figura 8D es un diagrama que muestra el cuarto ejemplo. El cuarto ejemplo muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) 61^hy una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) 62H, y un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia 61H, formando por ello la parte fundida y solidificada 15.

Como se muestra en la figura 8D, en el caso en el que se solapan la chapa de acero de alta resistencia 61H y la chapa de acero de alta resistencia 62H, es preferible formar la parte fundida y solidificada 15 por todo el grosor de la chapa de acero de alta resistencia 61H y, además, establecer la profundidad LD62 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 62H para que sea mayor o igual que el 50% del grosor de dicha chapa de acero de alta resistencia 62H.

La figura 8E y la figura 8F muestran un caso en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia, una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, en este orden.

La figura 8E es un diagrama que muestra el quinto ejemplo. El quinto ejemplo muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (270 MPa) 61L, una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) 62^hy una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (590 MPa) 63L, un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia 61L, formando por ello la parte fundida y solidificada 15.

Este caso es preferible puesto que la parte fundida y solidificada 15 se forma para que sea el 100% desde el punto de vista del grosor de la chapa de acero de baja resistencia 61L, la chapa de acero de alta resistencia 62H y la chapa de acero de baja resistencia 63L, y la profundidad LD62 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 62H es el 50% o más del grosor.

La figura 8F es un diagrama que muestra el sexto ejemplo. El sexto ejemplo muestra un caso en el que se solapan una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (270 MPa) 61L, una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) 62h y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (590 MPa) 63L, y un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de baja resistencia 61L, formando por ello la parte fundida y solidificada 15.

En este caso, como se muestra en la figura 8F, la parte fundida y solidificada 15 se forma por todo el grosor de la chapa de acero de baja resistencia 61L y hasta un punto medio de la chapa de acero de alta resistencia 62H desde la chapa de acero de baja resistencia 61L hacia la chapa de acero de baja resistencia 63L.

Es preferible establecer la profundidad LD62 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 62H para que sea mayor o igual que el 50% del grosor de dicha chapa de acero de alta resistencia 62H.

(Segunda realización)

A continuación, se describirá la segunda realización según la presente invención.

La primera realización descrita anteriormente se refiere a un caso en el que la chapa de acero es una chapa de acero sin revestir. Sin embargo, se encontró que, en el caso en el que se combinan chapas de acero que tienen revestimiento GA o revestimiento GI, que es una chapa de acero típica revestida con cinc, pueden presentarse defectos en agujero en la parte soldada por puntos 10, al formar dicha parte soldada por puntos 10 mediante soldadura por resistencia por puntos, y emitiendo un haz láser LB sobre la parte soldada por puntos 10.

En lo que sigue, con referencia a la figura 9A y la figura 9B, se describirá el efecto de la emisión láser en la parte soldada por puntos 10.

La figura 9A es un diagrama que muestra una parte soldada por puntos 10 y una parte fundida y solidificada 15 formada en la parte solapada hecha de una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) y una chapa de acero de baja resistencia sin revestir (440 MPa).

En el caso de chapas de acero sin revestir, no se presenta ningún defecto en agujero, como se muestra en la figura 9A.

Por otro lado, la figura 9B es un diagrama que muestra un ejemplo en el que una parte fundida y solidificada 15 se forma en una parte soldada por puntos 10 formada en la parte solapada hecha de una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) y una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente (440 MPa).

Se encontró que, en el caso de una chapa de acero de galvanizada y recocida en baño caliente, puede presentarse un defecto en agujero 15H en la parte fundida y solidificada, como se muestra en la figura 9B, y este defecto en agujero 15H reduce la resistencia de la parte soldada por puntos 10 y sirve como punto de partida de la fractura en el momento en que entra en colisión el automóvil, por lo que hay una posibilidad de que no sea posible hacer un uso completo de la resistencia de la chapa de acero de alta resistencia.

Los presentes inventores realizaron investigaciones a fondo sobre las causas de aparición del defecto en agujero 15H mostrado en la figura 9B y, como consecuencia, encontraron que dicho defecto en agujero 15H se presenta en una parte de contacto 16 de la parte soldada por puntos 10, como se muestra en la figura 10.

La parte de contacto 16 mostrada en la figura 10 está situada en el exterior de la lenteja 12, y es un trozo de la parte soldada por puntos 10 que se une mediante la aplicación de presión sin fusión.

Se supone que el defecto en agujero 15H se crea de tal manera que, cuando un haz láser LB se emite para formar la parte fundida y solidificada 15, la parte de contacto 16 que tiene el revestimiento de cinc formado sobre la misma se funde por la emisión de un haz láser LB, se vaporiza violentamente el cinc y sale desprendido el acero fundido.

La segunda realización está dirigida a unir miembros de chapa de acero, incluyendo chapas de acero galvanizadas que tienen un revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente o un revestimiento de galvanización en baño caliente formado sobre las mismas.

Los presentes inventores llevaron a cabo un estudio de los problemas descritos anteriormente. Como consecuencia, encontraron que, en el caso en el que están contenidas las chapas de acero que incluyen este revestimiento GA o este revestimiento GI, es posible obtener una junta soldada favorable, que no tiene ningún defecto en agujero 15H, controlando la profundidad de la parte fundida y solidificada 15 formada por la emisión de un haz láser ^lB de manera que no funda la parte de contacto 16 de la soldadura por puntos sobre una superficie solapada con revestimiento G^ao revestimiento GI.

Se debe señalar que, en el caso de una chapa de acero sin revestir, una chapa de acero aluminizada, una chapa de acero que tiene un revestimiento de un compuesto intermetálico de hierro y aluminio, y una chapa de acero que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de fase de óxido de cinc sobre la misma, el punto de ebullición del revestimiento es alto y, por consiguiente, es menos probable que se presenten defectos de soldadura que resultan del revestimiento sobre la superficie solapada.

Además, es preferible establecer la profundidad LD de la parte fundida y solidificada 15 en una posición situada en el exterior de dicha parte fundida y solidificada 15 y separada del extremo de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 por 1 mm, para que sea mayor o igual que el 50% del grosor de la chapa de acero de alta resistencia.

En la segunda realización, puede ser posible elegir arbitrariamente si la pluralidad de miembros de chapa de acero incluyen, por ejemplo, un miembro de chapa de acero o estampado en caliente que tiene martensita, particularmente si la pluralidad de miembros de chapa de acero incluyen una chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor. Además, puede ser posible emplear una configuración en la que no se incluye ninguna chapa de acero de alta resistencia.

Además, puede ser posible combinar miembros de chapa de acero hechos de una chapa de acero sin revestir, una chapa de acero aluminizada, una chapa de acero que tiene un revestimiento de un compuesto intermetálico de hierro y aluminio, y/o una chapa de acero que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de fase de óxido de cinc sobre la misma.

Además, en la segunda realización, la pluralidad de miembros de chapa de acero se solapan entre sí, se forma una parte soldada por puntos 10, que tiene una lenteja 12, mediante soldadura por resistencia por puntos y se emite un haz láser LB, formando por ello una parte fundida y solidificada 15 que se extiende a través de la lenteja 12, por ejemplo, de tal manera que la parte fundida y solidificada 15, que cruza el extremo de la lenteja 12, se extiende desde el extremo de dicha lenteja 12 hasta una posición distanciada no menos de 3 mm del extremo de dicha parte fundida y solidificada 15, cuyo dicho extremo está situado en el exterior de la lenteja.

En primer lugar, en el caso en el que el miembro de chapa de acero solapado sobre el que se emite un haz láser es un miembro de chapa de acero formado solamente por cualquiera de una chapa de acero sin revestir, una chapa de acero aluminizada, una chapa de acero que tiene un revestimiento de un compuesto intermetálico de hierro y aluminio, y una chapa de acero que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de fase de óxido de cinc sobre la misma, la dureza de la zona más blanda en la HAZ se puede mejorar formando la parte fundida y solidificada 15 por la emisión de un haz láser, con la profundidad l D de dicha parte fundida y solidificada 15 en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 por 1 mm, estableciéndose para que sea mayor o igual que el 50% de cada uno de los grosores de todas las chapas de acero de alta resistencia.

El límite superior de la profundidad LD de la parte fundida y solidificada 15 formada es el 100% del grosor de la chapa de acero de alta resistencia. Es preferible establecer la profundidad LD de la parte fundida y solidificada 15 formada, para que sea mayor o igual que el 50% del grosor, puesto que el efecto de impedir fracturas en la zona de reblandecimiento HAZ puede conseguirse suficientemente con esta profundidad. Sin embargo, puede ser posible establecer la profundidad LD de la parte fundida y solidificada 15 para que sea menor que el 50% del grosor.

En lo que sigue, se realizarán específicamente descripciones haciendo referencia de la figura 11A a la figura 11F. La figura 11A a la figura 11F muestran solamente una parte de contacto en el caso en el que una de las chapas de acero solapadas es una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente 91LZ. La figura 11A es un diagrama que muestra un ejemplo en el que se solapan una chapa de acero de alta resistencia y una chapa de acero de baja resistencia, y que muestra un ejemplo en el que se solapan dos chapas de acero, una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente (270 MPa) 91LZ y una chapa de acero de alta resistencia sin revestir (1.500 MPa) 92H.

En la figura 11A, un haz láser LB se emite desde el lado de la chapa de acero de alta resistencia sin revestir 92H, y se realiza un control tal que la parte fundida y solidificada 15 no alcanza la parte de contacto 16 en la parte soldada por puntos 10 que sirve como la superficie solapada, y no se funde la parte de contacto 16, donde se encuentra el revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente.

Se debe señalar que es preferible establecer la profundidad LD92 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 92H en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 por 1 mm, para que sea mayor o igual que el 50% del grosor.

La figura 11B muestra un ejemplo en el que se solapan tres aceros, un panel exterior que incluye una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente 91LZ, un refuerzo que incluye una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 92H y un panel interior que incluye una chapa de acero de baja resistencia sin revestir 93L, y, por ejemplo, esto sirve como un ejemplo de una estructura de una parte de reborde de un montante B de un automóvil.

En este caso, después de la soldadura por puntos, un haz láser LB se emite desde el lado del panel interior sin revestir (chapa de acero de baja resistencia 93L) para que sea dispuesto en el interior del habitáculo de la carrocería de automóvil, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de baja resistencia 93L y la chapa de acero de alta resistencia 92H.

La parte fundida y solidificada 15 se forma controlando que dicha parte fundida y solidificada 15 no alcance la parte de contacto 16 situada en el lado de la superficie donde se solapan la chapa de acero de baja resistencia 91LZ y la chapa de acero de alta resistencia 92H, y no se funde la parte de contacto 16, donde se encuentra el revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente.

Se debe señalar que, en el caso en el que un miembro estampado en caliente que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de capa de óxido de cinc sobre el mismo o un miembro estampado en caliente 92HP, que tiene un compuesto intermetálico de revestimiento de hierro y aluminio sobre el mismo, se usa en lugar de la chapa de acero de alta resistencia 92H, que es un refuerzo, puede ser posible tratarlos, como es el caso del miembro estampado en caliente sin revestir.

Esto se debe a que es menos probable que los defectos de soldadura se presenten en estos revestimientos superficiales, como es el caso de un revestimiento GA o un revestimiento GI.

La figura 11C muestra un ejemplo en el que se solapan tres aceros, un panel exterior hecho de una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente 91LZ, un refuerzo central hecho de una chapa de acero de alta resistencia 92HR, que tiene una superficie que contiene una fase de solución sólida de hierrocinc y una capa de óxido de cinc, y un panel interior hecho de una chapa de acero de baja resistencia sin revestir 93L, y, por ejemplo, esto sirve como un ejemplo de estructuras de partes de reborde de un montante A y un carril de techo de un automóvil.

En este caso, después de la soldadura por puntos, un haz láser LB se emite desde el lado del panel interior sin revestir (chapa de acero de baja resistencia 93L) para que sea dispuesto en el interior del habitáculo de la carrocería de automóvil, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de baja resistencia 93L y la chapa de acero de alta resistencia 92HR, que tiene una superficie que contiene una fase de solución sólida de hierro-cinc y una capa de óxido de cinc.

La parte fundida y solidificada 15 se forma controlando que dicha parte fundida y solidificada 15 no alcance la parte de contacto 16 en el lado de la superficie donde se solapan la chapa de acero de baja resistencia 91LZ y la chapa de acero de alta resistencia 92HR que tiene una superficie que contiene una fase de solución sólida de hierro-cinc y una capa de óxido de cinc, y no se funde la parte de contacto 16, donde se encuentra el revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente.

Se debe señalar que es preferible que la profundidad LD92 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 92HR, que tiene una superficie que contiene una fase de solución sólida de hierro-cinc y una capa de óxido de cinc, se establezca en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 por 1 mm, para que sea mayor o igual que el 50% del grosor.

La figura 11D muestra un ejemplo en el que se solapan tres aceros, un panel exterior hecho de una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente 91LZ, un refuerzo central hecho de una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 92H y un panel interior hecho de una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 93H, y esto sirve, por ejemplo, como un ejemplo de estructuras de partes de reborde de un carril de techo y un montante A de un automóvil.

En este caso, después de la soldadura por puntos, un haz láser LB se emite desde el lado del panel interior sin revestir (chapa de acero de alta resistencia 93H) para que sea dispuesto en el interior del habitáculo de la carrocería de automóvil, formando por ello la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 93H y la chapa de acero de alta resistencia 92H.

La parte fundida y solidificada 15 se forma controlando que dicha parte fundida y solidificada 15 no alcance la parte de contacto 16 en el lado de la superficie donde se solapan la chapa de acero de baja resistencia 91LZ y la chapa de acero de alta resistencia 92H, y no se funde la parte de contacto 16, donde se encuentra el revestimiento galvanizado y recocido en baño caliente.

La figura 11E y la figura 11F son ejemplos en los que se solapan tres aceros, un panel exterior que incluye una chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente 91LZ, un refuerzo central que incluye una chapa de acero de baja resistencia sin revestir 92L y un panel interior que incluye una chapa de acero de alta resistencia sin revestir 93H, y, por ejemplo, sirven como ejemplos de estructuras de un montante A superior y un carril de techo de un automóvil.

En este caso, después de la soldadura por puntos, un haz láser LB se emite desde el lado del panel interior sin revestir (chapa de acero de alta resistencia 93H) para que sea dispuesto en el interior del habitáculo de la carrocería de automóvil, y se realiza un control para no alcanzar la parte de contacto 16 en el lado de la superficie donde se solapan la chapa de acero de baja resistencia 91LZ y la chapa de acero de baja resistencia 92L.

Puede ser posible que la formación se realice para no alcanzar la parte de contacto 16 en el lado de la superficie donde se solapan la chapa de acero de baja resistencia 91LZ y la chapa de acero de baja resistencia 92L, como se muestra en la figura 11F, y para extenderse en la chapa de acero de alta resistencia 93H y la chapa de acero de baja resistencia 92L.

Se debe señalar que, en la figura 11E y la figura 11F, es preferible establecer la profundidad LD93 de la parte fundida y solidificada 15 en la chapa de acero de alta resistencia 93H en una posición externamente separada del extremo de la lenteja 12 de la parte soldada por puntos 10 por 1 mm, para que sea mayor o igual que el 50% del grosor.

La junta soldada según la presente invención, descrita anteriormente, es adecuada para su uso en elementos estructurales de automóviles hechos de una chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor.

La junta soldada se puede aplicar, por ejemplo, a un parachoques, una barra de refuerzo para puertas, un miembro de piso, un miembro lateral delantero y un miembro lateral trasero.

Se debe señalar que la presente invención no está limitada a las realizaciones descritas anteriormente, y pueden ser posibles diversas modificaciones sin salirse del alcance de la presente invención.

En las realizaciones descritas anteriormente, la presente invención se aplica, como ejemplo, a una pieza de automoción. Sin embargo, la presente invención se puede aplicar a diversos miembros sobresoldados que se forman uniendo partes solapadas mediante soldadura por puntos, por ejemplo, en elementos de ajuste, vigas y miembros de unión de un edificio, o en un sencillo almacén, mobiliario y mobiliario de oficina.

Además, en las realizaciones descritas anteriormente, por ejemplo, los objetivos se establecen para que la chapa de acero de alta resistencia o el miembro estampado en caliente tenga una resistencia a la tracción de 1.200 MPa o mayor. Sin embargo, la presente invención se puede aplicar a una chapa de acero de alta resistencia, con una resistencia a la tracción menor que 1.200 MPa y con una dureza en la zona de reblandecimiento HAZ menor que el material de base debido a que contiene una estructura sometida a templado (martensita), tal como una chapa de acero de alta resistencia de clase de 980 MPa.

Se han realizado descripciones de un caso en el que dos o tres chapas de acero de alta resistencia se usan como un miembro de chapa de acero hecho de una pluralidad de chapas de acero. Sin embargo, se pueden usar cuatro o más miembros de chapa de acero.

Además, la pluralidad de chapas de acero, incluyendo una chapa de acero de alta resistencia, significa que solamente es necesario que, de la pluralidad de chapas de acero, al menos una chapa de acero sea la chapa de acero de alta resistencia.

Además, en la presente invención, puede ser posible formar la parte solapada, mediante la pluralidad de chapas de acero, solapándolas entre sí de tal manera que un miembro utilizado para el refuerzo parcial se une sin usar un reborde, como se muestra en la figura 7B, o un reborde se une a una parte conformada mediante una formación por prensado.

Ejemplos

La presente invención se describirá con más detalle haciendo referencia a los Ejemplos.

La Tabla 1 ilustra los componentes químicos de las muestras. La unidad en la Tabla 1 es el % en masa, y el resto, distinto de los componentes químicos indicados en dicha Tabla 1, incluye Fe e impurezas inevitables.

[Tabla 1]

En la Tabla 1, la muestra SQ1500 es una chapa de acero sin revestir para estampar en caliente con una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa.

La muestra SQZ1500 es una chapa de acero para estampar en caliente, que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de capa de óxido de cinc sobre la misma, y con una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa.

La muestra SQ1800 es una chapa de acero sin revestir para estampar en caliente con una resistencia a la tracción de clase de 1.800 MPa.

La muestra JSC1270 es una chapa de acero laminada en frío sin revestir con una resistencia a la tracción de clase de 1.270 MPa.

Además, la muestra JSC440 es una chapa de acero sin revestir de clase de 440 MPa.

La muestra JAC440 es una chapa de acero de clase de 440 MPa, que tiene un galvanizado y recocido en baño caliente aplicado sobre la misma.

La muestra JSC590 es una chapa de acero sin revestir de clase de 590 MPa.

Se debe señalar que las chapas de acero para estampar en caliente se usan aplicando un tratamiento similar a la estampación en caliente.

(Ejemplo 1)

En lo que sigue, se describirá el Ejemplo 1 haciendo referencia de la figura 12A a la figura 12C y a la Tabla 2. En el Ejemplo 1, se evaluó el alargamiento en el momento del ensayo de tracción, en el caso en el que se solaparon dos chapas de acero sin revestir.

La figura 12A es un diagrama que muestra esquemáticamente una probeta S10 utilizada en este Ejemplo. La figura 12B es una vista a escala ampliada que muestra una dirección de la carga de tracción aplicada a la probeta S10, y que muestra un método de ensayo en este Ejemplo. La figura 12C es una vista en corte por la línea N-N de la figura 12B.

En el Ejemplo 1, las probetas S10, como se muestran en la figura 12A, se obtuvieron a partir de las muestras ilustradas en la Tabla 1, y se ejecutó el ensayo de tracción aplicando una carga de tracción, como se muestra en la figura 12B, a cada una de las probetas.

En el ensayo de tracción, se midió el alargamiento hasta que se fracturó cada una de las probetas S10, y se evaluó el alargamiento según cuatro clases.

En el caso de la probeta S10, dos chapas de acero, que fueron una chapa de acero S11 hecha de una muestra 1 y una chapa de acero S12 hecha de una muestra 2, se solaparon como se ilustra en la figura 12A, y se aplicó soldadura por resistencia por puntos a la parte solapada 11, formando por ello una parte soldada por puntos 10. Entonces, se emitió un haz láser desde el lado de la chapa de acero S11, formando por ello una parte fundida y solidificada 15.

En el ensayo de tracción, se tiró de la chapa de acero S11 hecha de la muestra 1 de la probeta S10, por lo que se midió una resistencia a la tracción de dicha muestra 1.

Se debe señalar que las probetas 1 y 12 mostradas en la Tabla 2 son Ejemplos comparativos, sobre los que no se emitió ningún haz láser.

Se aplicó soldadura por puntos usando una máquina de soldadura por puntos de corriente alterna monofásica y usando un electrodo de tipo DR (extremo superior: 96 mm R40) bajo las siguientes condiciones.

Fuerza de aplastamiento: 400 kgf

Tiempo de soldadura: 20 ciclos

Corriente de soldadura: corriente que presenta salpicaduras -0,5 kA

El diámetro (mm) de una lenteja se estableció en el intervalo de 5<Jt a 6-Jt (t: grosor (mm)) Entonces, se emitió un haz láser sobre la probeta S10, con la parte soldada por puntos 10 formada en la misma bajo las condiciones mostradas en la Tabla 2, formando por ello una parte fundida y solidificada 15 con una forma recta.

Se emitió un haz láser usando Nd: láser YAG bajo las siguientes condiciones.

Diámetro del haz: 0,6 (mm)

Velocidad: 2,0 a 4,0 (m/min)

Gas de protección: argón 10 (1/min)

A fin de variar la profundidad de la parte fundida y solidificada 15, se modificó la salida en un intervalo de 1,5 kW a 4 kW.

El ángulo de intersección 0 (o) con la dirección esperada de esfuerzos para la parte fundida y solidificada 15 formada por la emisión de un haz láser o con una dirección a lo largo de un reborde (parte solapada), la profundidad (%) de la parte fundida y solidificada 15 y la distancia L (mm) desde el extremo de la lenteja 12 hasta el extremo de la parte fundida y solidificada 15 en la figura 12B se establecen como se muestra en la Tabla 2. Se debe señalar que la profundidad (%) de la parte fundida y solidificada se calculó en base a la chapa de acero S11 de tal manera que una profundidad (mm) de la parte fundida y solidificada se midió en una posición separada del extremo de la lenteja en la parte soldada por puntos por 1 mm, y el valor medido se dividió por el grosor de la chapa de acero S11.

A continuación, el ensayo de tracción se realizó para cada una de las probetas.

En el ensayo de tracción, se midió el alargamiento hasta que se fracturó cada una de las probetas, estableciendo la longitud del calibre en 50 mm y fijando la velocidad de tracción en 3 (mm/min).

(D) representa el alargamiento hasta la fractura, que es menor que el 3%, (C) representa el alargamiento hasta la fractura, que no es menor que el 3% y menor que el 3,5%, (B) representa el alargamiento hasta la fractura, que no es menor que el 3,5% y menor que el 4%, y (A) representa el alargamiento hasta la fractura, que no es menor que el 4%.

La Tabla 2 muestra los resultados de ensayo.

[Tabla 2]

Como se muestra en la Tabla 2, los Ejemplos comparativos indicados con los números 6 y 12 presentaron alargamiento de fractura en un intervalo no menor que el 3,5% y menor que el 4%, y, por consiguiente, su resultado de ensayo está comprendido en (B).

Además, los Ejemplos comparativos indicados con los números 1, 5 y 9 se fracturaron en una zona de reblandecimiento HAZ de la parte soldada por puntos con un alargamiento pequeño, y presentaron un alargamiento de fractura menor que el 3,5%, y, por consiguiente, su resultado de ensayo está comprendido en (C).

Por otro lado, todas las probetas de los Ejemplos según la presente invención presentaron un alargamiento de fractura mayor o igual que el 4%.

(Ejemplo 2)

En lo que sigue, se describirá el Ejemplo 2 haciendo referencia de la figura 13A a la figura 13C y a la Tabla 3. En el Ejemplo 2, se evaluó el alargamiento mediante el ensayo de tracción, en el caso en el que se solaparon tres chapas de acero sin revestir.

La figura 13A es un diagrama que muestra esquemáticamente una probeta S20 utilizada en el Ejemplo 2. La figura 13B es una vista a escala ampliada que muestra una dirección de la carga de tracción aplicada a la probeta S20 y que muestra un método de ensayo en este Ejemplo. La figura 13C es una vista en corte por la línea MI-MI de la figura 13B.

En el Ejemplo 2, las probetas S20, como se muestran en la figura 13A, se obtuvieron a partir de las muestras ilustradas en la Tabla 3, y se ejecutó el ensayo de tracción aplicando una carga de tracción, como se muestra en la figura 13B, a cada una de las probetas.

En el ensayo de tracción, se midió el alargamiento hasta que se fracturó cada una de las probetas S20, y se evaluó el alargamiento según cuatro clases.

En el caso de la probeta S20, tres chapas de acero, que fueron una chapa de acero S21 hecha de una muestra 1, una chapa de acero S22 hecha de una muestra 2 y una chapa de acero S23 hecha de una muestra 3, se solaparon como se ilustra en la figura 13A, y se aplicó soldadura por resistencia por puntos a la parte solapada 11, formando por ello una parte soldada por puntos 10.

Entonces, se emitió un haz láser desde el lado de la chapa de acero S23, formando por ello una parte fundida y solidificada 15.

En el ensayo de tracción, se tiró de la chapa de acero S22 hecha de la muestra 2 de la probeta S20, por lo que se midió una resistencia a la tracción de dicha muestra 2.

Se debe señalar que una probeta con el número 1 mostrada en la Tabla 3 es el Ejemplo comparativo, sobre el que no se emitió ningún haz láser.

Además, una probeta con el número 4 es el Ejemplo comparativo, sobre el que se emitió un haz láser para alcanzar una parte de contacto donde se formó un revestimiento de cinc.

La probeta S20 se creó aplicando soldadura por resistencia por puntos y emitiendo un haz láser sobre la parte soldada por puntos 10 de manera similar a la del Ejemplo 1, y, por consiguiente, no se repetirá su explicación. El ángulo de intersección 0 (o) con la dirección esperada de esfuerzos para la parte fundida y solidificada 15 formada por la emisión de un haz láser o con una dirección a lo largo de un reborde (parte solapada), la profundidad (%) de la parte fundida y solidificada 15 y la distancia L (mm) desde el extremo de la lenteja 12 hasta el extremo de la parte fundida y solidificada 15 en la figura 13B se establecen como se muestra en la Tabla 3. Se debe señalar que la profundidad (%) de la parte fundida y solidificada se calculó en base a la chapa de acero S22, hecha de una chapa de acero de alta resistencia, de tal manera que una profundidad (mm) de la parte fundida y solidificada se midió en una posición separada del extremo de la lenteja en la parte soldada por puntos por 1 mm, y el valor medido se dividió por el grosor de la chapa de acero S22.

En el Ejemplo 2, cada una de las probetas se sometió a ensayo de tracción y evaluación de manera similar a la del Ejemplo 1, y, por consiguiente, no se repetirá aquí su explicación.

[Tabla 3]

Como se muestra en la Tabla 3, el Ejemplo comparativo indicado con el número 1 se fracturó en una zona de reblandecimiento HAZ de la parte soldada por puntos con un alargamiento pequeño, y presentó un alargamiento de fractura menor que el 3,5%, y, por consiguiente, su resultado de ensayo está comprendido en (C).

Además, el Ejemplo comparativo indicado con el número 4 tenía un defecto en agujero, y su resultado de ensayo está comprendido en (C).

Por otro lado, todas las probetas de los Ejemplos según la presente invención mostraron un alargamiento de fractura mayor o igual que el 4%.

(Ejemplo 3)

En lo que sigue, se describirá el Ejemplo 3haciendo referencia a la Tabla 4.

En el Ejemplo 3, usando la probeta S10 mostrada de la figura 12A a la figura 12C, se realizó una evaluación sobre si se generaba algún defecto en agujero en la parte de contacto 16 entre la chapa de acero S11 y la chapa de acero S12 durante los procesos en los que se solaparon las chapas de acero revestidas, se formó la parte soldada por puntos 10 mediante soldadura por resistencia por puntos y, entonces, se emitió un haz láser para formar la parte fundida y solidificada 15.

En el Ejemplo 3, una chapa de acero S11 está hecha de una chapa de acero sin revestir SQ1500 para estampar en caliente con una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa, y una chapa de acero S12 está hecha de una chapa de acero SQZ1500 para estampar en caliente con una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa y con una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de capa de óxido de cinc sobre la misma, o una chapa de acero galvanizada y recocida en baño caliente de clase de 440 MPa.

La Tabla 4 ilustra una muestra 1 para la chapa de acero S11, una muestra 2 para la chapa de acero S12 y los resultados de ensayo.

(Criterio A) significa que no existe ningún defecto en agujero y (Criterio C) significa que al menos existe un defecto en agujero.

[Tabla 4]

Como se muestra en la Tabla 4, el Ejemplo comparativo indicado con el número 1 tenía el defecto en agujero, ya que la parte fundida y solidificada, formada mediante un haz láser emitido desde el lado de la chapa de acero S11, se forma por todo el grosor de la chapa de acero S11 y alcanza la chapa de acero S12.

Así, el resultado de ensayo indica que existe el defecto en agujero (Criterio C).

En el caso de los Ejemplos según la presente invención indicados como el número 2 y el número 3, no se encontró ningún defecto en agujero (Criterio A), ya que las profundidades de las partes fundidas y solidificadas fueron el 80% y el 50% del grosor, y cada una de las partes fundidas y solidificadas no alcanzó la parte de contacto entre la chapa de acero S11 y la chapa de acero S12.

Además, en el caso de la chapa de acero SQZ1500 para estampar en caliente indicada como el número 4, que tiene una resistencia a la tracción de clase de 1.500 MPa y tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de capa de óxido de cinc sobre la misma, la parte fundida y solidificada se formó por todo el grosor de la chapa de acero S11. Sin embargo, en la parte de contacto, el cinc no se vaporizó violentamente, y no salió desprendido el acero fundido. Así, no se encontró ningún defecto en agujero.

Aplicabilidad industrial

Según el método para soldar una parte solapada, el método para fabricar un miembro soldado por solapamiento, el miembro soldado por solapamiento y la pieza de automoción de la presente invención, es posible impedir que la parte soldada por puntos en la parte solapada se fracture en la zona de reblandecimiento HAZ. Así, el método para soldar una parte solapada, el método para fabricar un miembro soldado por solapamiento, el miembro soldado por solapamiento y la pieza de automoción de la presente invención son aplicables industrialmente. Breve descripción de los símbolos de referencia

LB Haz láser

1,4, 4A Reborde (parte solapada)

2, 3 Artículo formado (miembro de chapa de acero)

5H, 6H, 31H, 32H, 61H, 62H, 92H, 93H Chapa de acero de alta resistencia (miembro de chapa de acero) 7L, 31L, 33L, 61L, 62L, 63L, 92L, 93L Chapa de acero de baja resistencia (miembro de chapa de acero) 16 Parte de contacto

7 Miembro (miembro de chapa de acero)

8 Miembro solapado (miembro de chapa de acero)

10 Parte soldada por puntos

12 Lenteja

13 Zona de reblandecimiento HAZ

15 Parte fundida y solidificada

40 Montante A (miembro de chapa de acero)

41 Montante B (miembro de chapa de acero)

42 Carril de techo (miembro de chapa de acero)

43 Marco inferior lateral de ventana (miembro de chapa de acero)

44 Refuerzo de parachoques (miembro de chapa de acero)

45 Mamparo (miembro de chapa de acero)

91LZ Chapa de acero de baja resistencia galvanizada y recocida en baño caliente (miembro de chapa de acero)

92HR Chapa de acero de alta resistencia (chapa de acero de alta resistencia, que tiene una superficie que contiene una fase de solución sólida de hierro-cinc y una capa de óxido de cinc) (miembro de chapa de acero)

92HP Chapa de acero de alta resistencia (miembro estampado en caliente, que tiene una capa de solución sólida de hierro-cinc y un revestimiento de capa de óxido de cinc sobre la misma, o miembro estampado en caliente, que tiene un compuesto intermetálico de revestimiento de hierro y aluminio sobre el mismo) (miembro de chapa de acero)

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para soldar una parte solapada, en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero se unen en la parte solapada, y al menos uno de la pluralidad de miembros de chapa de acero contiene martensita, incluyendo el método:

formar una pluralidad de partes soldadas por puntos, que tienen una lenteja en la parte solapada; y

formar una parte fundida y solidificada, que cruza un extremo de la lenteja, y situada entre la lenteja y una posición externamente separada de un extremo de la lenteja por no menos de 3 mm, emitiendo un haz láser, en el que la parte fundida y solidificada se forma en el miembro de chapa de acero que contiene la martensita a fin de tener una profundidad no menor que el 50% de un grosor del miembro de chapa de acero que contiene la martensita en una posición externamente separada del extremo de la lenteja por 1 mm, caracterizado por que una parte fundida y solidificada se forma para cada una de las partes soldadas por puntos y separadas entre sí.

2. Un método para fabricar un miembro soldado por solapamiento, que incluye:

solapar una pluralidad de miembros de chapa de acero en una parte solapada; y

realizar una soldadura de acuerdo con el método para soldar la parte solapada según la reivindicación 1.

3. Un miembro soldado por solapamiento, en el que una pluralidad de miembros de chapa de acero están unidos en una parte solapada, y al menos uno de la pluralidad de miembros de chapa de acero contiene martensita, en el que una pluralidad de partes soldadas por puntos, que tienen una lenteja, están formadas en la parte solapada, y una parte fundida y solidificada está situada entre la lenteja y una posición externamente separada de un extremo de la lenteja por no menos de 3 mm, cruzando la parte fundida y solidificada un extremo de la lenteja y teniendo una profundidad no menor que el 50% de un grosor del miembro de chapa de acero que contiene la martensita en una posición externamente separada del extremo de la lenteja por 1 mm, caracterizado por que una parte fundida y solidificada se forma para cada una de las partes soldadas por puntos y separadas entre sí.

4. Una pieza de automoción que incluye el miembro soldado por solapamiento según la reivindicación 3.