ES2968289T3 - Procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero soldada proporcionando un alambre de aportación con un contenido de carbono definido, pieza en bruto soldada correspondiente, procedimiento de fabricación de una pieza soldada con pieza de acero conformada por estampado en caliente y enfriada y pieza correspondiente - Google Patents

Procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero soldada proporcionando un alambre de aportación con un contenido de carbono definido, pieza en bruto soldada correspondiente, procedimiento de fabricación de una pieza soldada con pieza de acero conformada por estampado en caliente y enfriada y pieza correspondiente Download PDF

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Abstract

La presente solicitud se refiere a un método para producir una pieza en bruto soldada (1) que comprende: proporcionar dos láminas prerrevestidas (2), soldar a tope las láminas prerrevestidas (2) utilizando un alambre de relleno, cubriendo completamente el prerrevestimiento (5) al menos una cara (4) de cada lámina (2) en el momento de la soldadura a tope, teniendo dicho alambre de relleno (20) un contenido de carbono entre 0,01% en peso y 0,45% en peso, la composición del alambre de relleno (20) y la proporción de relleno El alambre (20) agregado al baño de soldadura se elige de manera que la junta soldada (22) tenga (a) un factor de enfriamiento FT Wj : FT Wj -0.9FT BM >= 0, donde: FT BM : factor de enfriamiento del sustrato menos endurecible (3), y se determinan FT Wj y FT BM: FT=128 + 1553xC + 55xMn + 267xSi + 49xNi + 5xCr - 79xAI - 2xNi 2 - 1532xC 2 - 5xMn 2 - 127xSi2 - 40xCxNi - 4xNixMn, y (b) un carbono contenido CWJ <0,15% en peso o, si C wj>= 0,15% en peso, un factor de reblandecimiento FA Wj tal que FA wj > 5000, donde FA=10291 + 4384,1xMo + 3676,9Si - 522,64xAI - 2221,2xCr - 118,11 xNi- 1565,1xC - 246,67xMn. La presente solicitud se refiere también a una pieza en bruto de acero soldada y a una pieza de acero soldada, conformada a presión en caliente y enfriada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero soldada proporcionando un alambre de aportación con un contenido de carbono definido, pieza en bruto soldada correspondiente, procedimiento de fabricación de una pieza soldada con pieza de acero conformada por estampado en caliente y enfriada y pieza correspondiente
[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero soldada, a la pieza en bruto de acero soldada así obtenida, a un procedimiento de fabricación de una pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada a partir de la pieza en bruto de acero soldada y a la pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada así obtenida.
[0002] Los procedimientos para la fabricación de piezas soldadas a partir de láminas de acero de diferentes composiciones y/o grosores que se sueldan a tope entre sí son conocidos en la técnica anterior. Más concretamente, las piezas en bruto soldadas suelen calentarse a una temperatura que permita la austenitización del acero y, a continuación, se conforman en caliente y se enfrían en la herramienta de conformado por estampado en caliente. La composición del acero puede seleccionarse tanto para posibilitar las operaciones posteriores de calentamiento y conformado como para conferir a la pieza de acero soldada una elevada resistencia mecánica, una alta resistencia al impacto y una buena resistencia a la corrosión.
[0003] Las piezas de acero de este tipo se utilizan, en particular, en la industria del automóvil, y más concretamente, para la fabricación de piezas antiintrusión, piezas estructurales o piezas que contribuyen a la seguridad de los vehículos de motor.
[0004] Para evitar la corrosión, las láminas de acero se recubren previamente con un recubrimiento previo a base de aluminio mediante inmersión en caliente en un baño que contiene aluminio. Si las láminas de acero se sueldan sin ninguna preparación previa, el recubrimiento previo a base de aluminio se diluirá con el sustrato de acero dentro del metal fundido durante la operación de soldadura. A continuación, en la gama de contenidos de aluminio del recubrimiento previo, pueden producirse dos fenómenos.
[0005] Si el contenido de aluminio en el metal fundido es localmente elevado, se forman compuestos intermetálicos en la junta de soldadura, resultantes de la dilución de una parte del recubrimiento previo en el metal fundido y de la aleación que se produce durante el calentamiento posterior de la junta de soldadura antes de la etapa de conformado en caliente. Dichos compuestos intermetálicos son los lugares donde es más probable que se produzca el agrietamiento incipiente.
[0006] Además, el aluminio tiende a aumentar la temperatura de austenitización (Ac3) de la junta de soldadura, y esta modificación del dominio austenítico será tanto más importante cuanto más elevado sea el nivel de aluminio en la junta de soldadura. En algunos casos, esto puede impedir la austenitización completa de la junta de soldadura, que debería producirse durante el calentamiento previo al conformado y que es la primera etapa necesaria para el estampado en caliente y la obtención de una estructura martensítica en la junta de soldadura tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento.
[0007] Además, el aluminio también tiene un efecto perjudicial sobre la templabilidad de la junta de soldadura, ya que aumenta la velocidad crítica de enfriamiento necesaria para obtener estructuras martensíticas o bainíticas en la junta de soldadura durante el enfriamiento.
[0008] En consecuencia, ya no es posible obtener martensita o bainita durante el enfriamiento posterior al conformado en caliente, y la junta de soldadura así obtenida contendrá ferrita. Por lo tanto, la junta de soldadura presenta una dureza y una resistencia mecánica inferiores a las de las dos láminas adyacentes y constituye, por tanto, la zona más débil de la pieza.
[0009] La publicación EP2007545 describe una solución que consiste en eliminar la capa superficial de aleación metálica en el borde de soldadura de las láminas de acero previamente recubiertas, destinada a incorporarse al menos parcialmente a la zona de metal de soldadura. La eliminación puede realizarse mediante cepillado o utilizando un rayo láser. La capa de aleación intermetálica se conserva para garantizar la resistencia a la corrosión y evitar los fenómenos de descarburación y oxidación durante el tratamiento térmico que precede a la operación de conformado. Por lo tanto, el efecto del aluminio se reduce drásticamente mediante una eliminación local de la capa superficial del recubrimiento.
[0010] No obstante, la eliminación del recubrimiento previo es una etapa suplementaria y, por lo tanto, aumenta el coste de producción.
[0011] Los documentos EP 2737971, US 2016/0144456 y WO 2014075824 tratan de superar este problema proporcionando un procedimiento en el que las láminas previamente recubiertas se sueldan utilizando un alambre de aportación que comprende elementos estabilizadores de la austenita, como carbono, manganeso o níquel, con el objetivo de obtener una estructura completamente martensítica en la junta de soldadura, tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento, a pesar de la presencia de aluminio en la soldadura resultante de la fusión del recubrimiento previo.
[0012] Sin embargo, estos procedimientos no son del todo satisfactorios, ya que solo tratan uno de los problemas relacionados con la presencia de aluminio en el baño de soldadura: la compensación de la temperatura de austenitización (Ac3) y, en algunos casos, el uso de alambres de aportación con alto contenido en carbono puede inducir segregaciones en la junta de soldadura. En efecto, los inventores de la presente invención han constatado que los procedimientos descritos en los documentos anteriormente mencionados no permiten obtener propiedades mecánicas satisfactorias en las piezas obtenidas después del conformado por estampado en caliente y el enfriamiento, en particular, para contenidos de aluminio superiores o iguales al 0,7 % en peso en la junta de soldadura, y con mayor razón para contenidos de aluminio superiores o iguales al 2,1 %. En particular, para este tipo de piezas, existe un alto riesgo de fallo en la junta de soldadura durante un ensayo de tracción en la dirección transversal de la soldadura.
[0013] Los procedimientos descritos en los documentos WO 2015/086781 y EP 2 942 143 también abordan esta cuestión y describen procedimientos en los que las láminas de acero previamente recubiertas se sueldan utilizando procedimientos de soldadura particulares con materiales de aportación específicos.
[0014] Más concretamente, el documento WO 2015/086781 sugiere el uso de soldadura láser de doble punto mientras se suministra material de aportación en forma de polvo metálico que tiene la siguiente composición, en porcentaje en peso: C: 0-0,03 % en peso, Mo: 2,0-3,0 % en peso, Ni: 10-14 % en peso, Mn: 1,0-2,0 % en peso, Cr: 16-18 % en peso y Si: 0,0-1..0 % en peso, siendo el resto hierro.
[0015] El documento EP 2942143 sugiere el uso de soldadura híbrida por láser-arco utilizando un soplete de soldadura por arco colocado delante del haz de láser, mientras se suministra material de aportación en forma de un alambre de aportación que tiene la siguiente composición: C: 0-0,3 % en peso, Mo: 0-0,4 % en peso, Ni: 6-20 % en peso, Mn: 0,5-7 % en peso, Cr: 5-22 % en peso y Si: 0-1,3 % en peso, Nb: 0-0,7 % en peso, siendo el resto hierro.
[0016] Estos procedimientos tampoco son satisfactorios. De hecho, los inventores de la presente invención han observado que el uso de los alambres de aportación descritos en los mismos se traduce en un alto riesgo de fallo de la pieza tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la zona inmediatamente adyacente a la soldadura.
[0017] Además, el uso de la soldadura híbrida por láser-arco no es deseable, ya que la soldadura híbrida por láser-arco no permite alcanzar las mismas velocidades de soldadura que la soldadura láser y, por lo tanto, da lugar a una disminución de la productividad global del proceso.
[0018] Además, la adición de polvo suele resultar más difícil de aplicar en un entorno industrial a gran escala que los alambres de aportación.
[0019] Todos los procedimientos basados en la adición de material de aportación mencionados anteriormente solo especifican unos rangos de composición química para el material de aportación y, dado que los parámetros y las condiciones de soldadura influyen en la tasa de material de aportación, un único alambre de aportación puede inducir composiciones químicas muy diferentes en la junta de soldadura. Por lo tanto, la descripción de la composición del alambre de aportación por sí sola no parece ser suficiente para resolver los problemas mencionados.
[0020] El documento KR 2016 0033541 A (que describe todas las características y etapas del preámbulo de las reivindicaciones 1, 10, 12 y 16) describe un alambre de aportación y un procedimiento de fabricación de una pieza en bruto soldada utilizando el alambre de aportación.
[0021] El documento DE 102015115915 A1 describe un procedimiento de soldadura láser para producir una pieza en bruto soldada de acero templable que presenta un recubrimiento a base de aluminio o aluminio-silicio.
[0022] Un objeto de la invención es, por lo tanto, proporcionar un procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero soldada a partir de dos de dichas láminas previamente recubiertas que permita obtener, tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento, una pieza que presente unas propiedades satisfactorias de rendimiento de colisión, incluso con contenidos relativamente altos de aluminio en la junta de soldadura, a un coste relativamente bajo.
[0023] Para ello, es deseable que la junta de soldadura no constituya la zona más débil de la pieza obtenida tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento de la pieza en bruto soldada. Por lo tanto, dicha pieza no debe fallar en la junta de soldadura ni en la zona adyacente a la junta de soldadura correspondiente a la Zona afectada por el calor resultante de la operación de soldadura, cuando se somete a tensión en la dirección perpendicular a la junta de soldadura.
[0024] Con este fin, la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero según la reivindicación 1.
[0025] Según realizaciones particulares, el procedimiento puede comprender una o más de las características de las reivindicaciones 2 a 9, tomadas individualmente o según cualquier combinación técnicamente factible.
[0026] La invención se refiere, además, a un procedimiento de fabricación de una pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según la reivindicación 10.
[0027] Según una realización particular, el procedimiento de fabricación de la pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada se define según la reivindicación 11.
[0028] La invención se refiere también a una pieza en bruto de acero según la reivindicación 12.
[0029] Las reivindicaciones 13 a 15 describen realizaciones particulares de la pieza en bruto de acero soldada.
[0030] La invención se refiere, además, a una pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según la reivindicación 16.
[0031] Según realizaciones particulares, la pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada puede comprender una o varias de las características de las reivindicaciones 17 a 22, tomadas aisladamente o según cualquier combinación posible.
[0032] La invención se refiere, además, al uso de una pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según la reivindicación 23.
[0033] La invención se comprenderá mejor tras la lectura de la siguiente memoria descriptiva, que se ofrece únicamente a modo de ejemplo, y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, donde:
- La figura 1 es una vista en perspectiva de una lámina previamente recubierta;
- La figura 2 es una vista en perspectiva de una lámina previamente recubierta que comprende una zona de eliminación en el recubrimiento previo de la periferia de la lámina;
- La figura 3 es una vista esquemática en sección transversal del comienzo de la etapa de soldadura de un procedimiento según la invención,
- La figura 4 es una vista esquemática en sección transversal del final de la etapa de soldadura del procedimiento según la invención, y
- La figura 5 es una representación esquemática de los puntos de ensayo utilizados para las pruebas de dureza.
[0034] En toda la solicitud de patente, los contenidos de los elementos se expresan en porcentajes en peso (% en peso).
[0035] En el contexto de la invención, la expresión «Zona afectada por el calor» se utiliza para designar la Zona afectada por el calor creada por la operación de soldadura en la pieza en bruto de acero soldada, pero también, por extensión, para designar, dentro de la pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada, la zona obtenida por conformado por estampado en caliente y enfriamiento de la Zona afectada por el calor de la pieza en bruto de acero soldada.
[0036] La Zona afectada por el calor se extiende a cada lado de la junta de soldadura, a partir de la junta de soldadura, por ejemplo, a lo largo de una anchura comprendida entre 150 y 500 micrómetros.
[0037] El metal base es la parte de los sustratos de las láminas previamente recubiertas o las partes de la pieza de acero recubierta situadas junto a la Zona afectada por el calor creada por la operación de soldadura.
[0038] La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una pieza en bruto de acero soldada 1.
[0039] El procedimiento comprende una primera etapa que consiste en proporcionar dos láminas previamente recubiertas 2.
[0040] Como se muestra en la figura 1, cada lámina previamente recubierta 2 comprende dos caras principales 4 y al menos una cara lateral 13 que se extiende entre las dos caras principales 4, de una cara principal 4 a la otra. En el ejemplo que se muestra en la figura 1, la lámina previamente recubierta 2 comprende cuatro caras laterales 13. Por ejemplo, las caras laterales 13 forman un ángulo comprendido entre 60° y 90° con una de las caras principales 4.
[0041] Cada lámina previamente recubierta 2 comprende un sustrato metálico 3 que presenta, en al menos una de sus caras principales, un recubrimiento previo 5. El recubrimiento previo 5 se superpone al sustrato 3 y está en contacto con este.
[0042] El sustrato metálico 3 es más particularmente un sustrato de acero.
[0043] El acero del sustrato 3 es más particularmente un acero que presenta una microestructura ferritoperlítica.
[0044] Preferentemente, el sustrato 3 está fabricado de un acero destinado al tratamiento térmico, más particularmente, un acero templable a presión y, por ejemplo, un acero de manganeso-boro, tal como un acero de tipo 22MnB5.
[0045] Según una primera alternativa de la presente invención, el acero del sustrato 3 comprende, y por ejemplo, consiste en, en peso:
0,10 % < C < 0,5 %
0,5 % < Mn < 3 %
0,1 % < Si <1 %
0,01 % < Cr < 1 %
Ti < 0,2 %
Al < 0,1 %
S < 0,05 %
P <0,1 %
B < 0,010 %
siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
[0046] Más particularmente, el acero del sustrato 3 comprende, en peso:
0,15 % < C < 0,25 %
0,8 % < Mn < 1,8 %
0,1 % < Si <0,35 %
0,01 % < Cr < 0,5 %
Ti < 0,1 %
Al < 0,1 %
S < 0,05 %
P <0,1 %
B < 0,005 %
siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
[0047] Según una segunda alternativa de la presente invención, el acero del sustrato 3 comprende, y por ejemplo, consiste en, en peso:
0,040 % < C < 0,100 %
0,80 % < Mn < 2,00 %
Si < 0,30 %
S < 0,005 %
P < 0,030 %
0,010 % < Al < 0,070 %
0,015 % < Nb < 0,100 %
Ti < 0,080 %
N < 0,009 %
Cu < 0,100 %
Ni < 0,100 %
Cr< 0,100 %
Mo< 0,100 %
Ca < 0,006 %,
siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
[0048] Según una tercera alternativa de la presente invención, el acero del sustrato 3 comprende, y por ejemplo, consiste en, en peso:
0,24 % < C < 0,38 %
0,40 % < Mn < 3 %
0,10 % < Si < 0,70 %
0,015 % < Al < 0,070 %
0 % < Cr < 2 %
0,25 % < Ni < 2 %
0,015 % < Ti < 0,10 %
0 % < Nb < 0,060 %
0,0005 % < B < 0,0040 %
0,003 % < N < 0,010 %
0,0001 % < S < 0,005 %
0,0001 % < P < 0,025 %
donde el contenido de titanio y nitrógeno satisface la siguiente relación:
y los contenidos de carbono, manganeso, cromo y silicio satisfacen la siguiente relación:
2¿ c Mi £l+-— > 1 , 1 % ,
5,3 13 15
comprendiendo el acero opcionalmente uno o más de los siguientes elementos:
0,05 % < Mo < 0,65 %
0,001 % < W < 0,30 %%
0,0005 % < Ca < 0,005 %
siendo el resto hierro e impurezas inevitablemente resultantes de la fabricación.
[0049] Según un ejemplo, los sustratos 3 de las dos láminas previamente recubiertas 2 tienen la misma composición.
[0050] Según otro ejemplo, los sustratos 3 de las dos láminas previamente recubiertas 2 presentan composiciones diferentes. En particular, los dos sustratos 3 presentan composiciones diferentes, cada una de ellas elegida de entre las cuatro composiciones mencionadas anteriormente. Por ejemplo, el acero del sustrato 3 de una lámina previamente recubierta 2 tiene la primera composición anteriormente mencionada, mientras que el acero del sustrato 3 de la otra lámina previamente recubierta 2 tiene una composición elegida de entre la segunda, tercera o cuarta composiciones anteriormente mencionadas.
[0051] El sustrato 3 puede obtenerse, dependiendo de su grosor deseado, por laminado en caliente y/o por laminado en frío seguido de recocido, o por cualquier otro procedimiento apropiado.
[0052] El sustrato 3 presenta ventajosamente un grosor comprendido entre 0,8 mm y 5 mm, y más particularmente, comprendido entre 1,0 mm y 2,5 mm.
[0053] El recubrimiento previo 5 se obtiene por recubrimiento por inmersión en caliente, es decir, por inmersión del sustrato 3 en un baño de metal fundido.
[0054] El recubrimiento previo 5 comprende al menos una capa de aleación intermetálica 9 en contacto con el sustrato 3. La capa de aleación intermetálica 9 comprende al menos hierro y aluminio. La capa de aleación intermetálica 9, en particular, se forma por reacción entre el sustrato 3 y el metal fundido del baño. Más particularmente, la capa de aleación intermetálica 9 comprende compuestos intermetálicos del tipo Fex-Aly, y más particularmente, Fe2Al5.
[0055] En el ejemplo de la figura 1, el recubrimiento previo 5 comprende, además, una capa de aleación metálica 11 que se extiende por encima de la capa de aleación intermetálica 9. La capa de aleación metálica 11 tiene una composición cercana a la del metal fundido en el baño. Está formada por el metal fundido arrastrado por la lámina a medida que se desplaza a través del baño de metal fundido durante el recubrimiento por inmersión en caliente. La capa de aleación metálica 11 es una capa de aluminio, o una capa de aleación de aluminio o una capa de aleación a base de aluminio.
[0056] En este contexto, una aleación de aluminio se refiere a una aleación que comprende más del 50 % en peso de aluminio. Una aleación a base de aluminio es una aleación en la que el aluminio es el elemento principal, en peso.
[0057] Por ejemplo, la capa de aleación metálica 11 es una capa de aleación de aluminio que comprende, además, silicio. Más particularmente, la capa de aleación metálica 11 comprende, en peso:
- 8 % < Si < 11 %,
- 2 % < Fe < 4 %,
siendo el resto aluminio y posibles impurezas.
[0058] La capa de aleación metálica 11 presenta, por ejemplo, un grosor comprendido entre 19 |jm y 33 |jm o entre 10 jm y 20 jim.
[0059] En el ejemplo de la figura 1, en el que el recubrimiento previo 5 comprende una capa de aleación metálica 11, el grosor de la capa de aleación intermetálica 9 es generalmente del orden de unos pocos micrómetros. En particular, su grosor medio típicamente comprende entre 2 y 8 micrómetros.
[0060] La estructura particular del recubrimiento previo 5 que comprende la capa de aleación intermetálica 9 y la capa de aleación metálica 11 obtenida mediante recubrimiento por inmersión en caliente se describe, en particular, en la patente EP 2007545.
[0061] Según otra realización, el recubrimiento previo 5 solo comprende la capa de aleación intermetálica 9 anteriormente descrita. En este caso, el grosor de la capa de aleación intermetálica 9 está comprendido, por ejemplo, entre 10 jm y 40 jim. Dicho recubrimiento previo 5 consistente en una aleación intermetálica 9 puede obtenerse, por ejemplo, sometiendo a un tratamiento previo a la aleación un recubrimiento previo 5 que comprende una capa de aleación intermetálica 9 y una capa de aleación metálica 11, como se ha descrito anteriormente. Dicho tratamiento previo a la aleación se lleva a cabo a una temperatura y durante un tiempo de espera elegidos para alear el recubrimiento previo 5 con el sustrato 3 en al menos una fracción del grosor del recubrimiento previo 5. Más particularmente, el tratamiento previo a la aleación puede comprender las siguientes etapas: calentamiento de la lámina a una temperatura previa a la aleación comprendida entre 700 °C y 900 °C y mantenimiento de la lámina previamente aleada a esta temperatura durante un tiempo comprendido entre 2 minutos y 200 horas. En este caso, la capa de aleación intermetálica 9 puede estar compuesta de diferentes subcapas intermetálicas, como las subcapas Fe2Al5, FeAl3, FeAl, FeaAl-^Sis y FeAl3.
[0062] Ventajosamente, como se ilustra en la figura 1, el sustrato 3 presenta un recubrimiento previo 5 como el anteriormente descrito en sus dos caras principales.
[0063] Opcionalmente, como se ilustra en la figura 2, el procedimiento comprende, además, una etapa de preparación de un borde de soldadura 14 de al menos una de las láminas previamente recubiertas 2 y, por ejemplo, de ambas láminas previamente recubiertas 2.
[0064] El borde de soldadura 14 comprende una porción periférica de la lámina previamente recubierta 2 destinada a incorporarse, al menos parcialmente, a la junta de soldadura 22 durante la soldadura a tope. Más particularmente, el borde de soldadura 14 comprende una cara lateral 13 y una porción de la lámina previamente recubierta 2 que se extiende desde dicha cara lateral 13 y que comprende una porción del recubrimiento previo 5 y una porción del sustrato 3.
[0065] Más particularmente, la preparación del borde de soldadura 14 puede comprender al menos una de las siguientes etapas de procesamiento:
- eliminar al menos una porción del recubrimiento previo 5 en el borde de soldadura 14 en una zona de eliminación, 18 como se muestra en la figura 2
- cepillar el borde de soldadura 14,
- mecanizar el borde de soldadura 14,
- achaflanar el borde de soldadura 14, y/o
- biselar el borde de soldadura 14.
[0066] Un ejemplo de una lámina previamente recubierta 2 que comprende una zona de eliminación 18 se muestra en la figura 2. La eliminación de al menos una porción del recubrimiento previo 5 en el borde de soldadura 14 se realiza preferentemente utilizando un rayo láser.
[0067] La zona de eliminación 18 puede tener una anchura comprendida entre 0,5 mm y 2 mm a partir de la cara lateral 13 de la lámina 2.
[0068] Ventajosamente, en la zona de eliminación 18, se elimina la capa de aleación metálica 11, mientras que la capa de aleación intermetálica 9 permanece en al menos una fracción de su grosor. En este caso, la capa de aleación intermetálica restante (9) protege las áreas de la pieza en bruto soldada (1) inmediatamente adyacentes a la junta de soldadura (22) de la oxidación y descarburación durante las etapas posteriores de conformado mediante estampado en caliente, y de la corrosión durante la vida útil.
[0069] Según una realización, durante la etapa de eliminación, la capa de aleación intermetálica 9 se deja íntegra o permanece en solo una fracción de su grosor inicial, tal como, por ejemplo, en solo el 60 %, el 80 % o el 90 % de su grosor inicial.
[0070] Según una realización, durante la etapa de preparación, la preparación del borde de soldadura 14 se lleva a cabo de tal manera que el recubrimiento previo 5 se mantiene íntegro en al menos una cara principal 4 de cada una de las dos láminas previamente recubiertas 2.
[0071] En particular, el borde de soldadura 14 se prepara de tal manera que la junta de soldadura 22 obtenida uniendo las dos láminas previamente recubiertas 2 mediante soldadura a tope tenga un contenido de aluminio superior o igual al 0,7 % en peso, y más particularmente, superior o igual al 1,0 % en peso, aún más particularmente, superior o igual al 1,5 % en peso y, por ejemplo, superior o igual al 2,0 % en peso, o superior o igual al 2,1 % en peso.
[0072] Por ejemplo, para un recubrimiento previo 5 que comprende una capa de aleación de aluminio, como una capa de aleación metálica 11, y que presenta un grosor mayor o igual a 25 pm, y para anchuras de soldadura habituales (comprendidas entre 0,8 mm y 1,8 mm), el contenido de aluminio en la junta de soldadura 22 será mayor o igual al 0,7 % en peso si, después de la preparación, el recubrimiento previo 5 se mantiene íntegro en al menos una cara 4 de cada una de las dos láminas previamente recubiertas 2.
[0073] La etapa de cepillado permite eliminar, al menos parcialmente, los restos de recubrimiento previo 5 en el borde de soldadura 14, y más concretamente en la cara lateral 13, resultantes de operaciones de corte mecánico y/o de una eventual eliminación del recubrimiento previo 5 en el borde de soldadura 14.
[0074] El achaflanado o biselado del borde de soldadura 14 permite aumentar la cantidad de material de aportación añadido sin que se produzca un grosor excesivo en la junta de soldadura 22.
[0075] El mecanizado del borde de soldadura 14 se realiza en caso de que la forma del borde de soldadura 14 antes del mecanizado no sea lo suficientemente recta para la soldadura láser.
[0076] El procedimiento comprende, además, una etapa de soldadura a tope de las láminas previamente recubiertas 2, tras una preparación opcional del borde de soldadura 14, utilizando un alambre de aportación 20 para obtener una pieza en bruto de acero soldada 1.
[0077] Las figuras 3 y 4 ilustran dos fases de la etapa de soldadura para formar la pieza en bruto de acero soldada 1.
[0078] En el ejemplo que se muestra en las figuras 3 y 4, las láminas previamente recubiertas 2 no se han sometido a ninguna eliminación de su recubrimiento previo 5 antes de la soldadura. En este ejemplo, el recubrimiento previo 5 se mantiene íntegro en ambas caras principales 4 de las láminas previamente recubiertas 2 antes de la soldadura. En este ejemplo, las dos caras principales de las láminas previamente recubiertas 2 están totalmente cubiertas con el recubrimiento previo 5 en el momento de la soldadura a tope.
[0079] La operación de soldadura da lugar a la formación de una zona de metal fundido en la unión entre las dos láminas 2, que posteriormente se solidifica, formando la junta de soldadura 22.
[0080] La etapa de soldadura según la presente invención es una etapa de soldadura láser en la que se dirige un rayo láser 24 hacia la unión entre las dos láminas 2. Dicho rayo láser 24 está configurado para fundir el alambre de aportación 20 en el punto de impacto 26 del rayo láser 24.
[0081] La etapa de soldadura láser se realiza, por ejemplo, con un láser de CO2 o un láser de estado sólido.
[0082] La fuente láser es preferentemente una fuente láser de alta potencia. Puede seleccionarse, por ejemplo, de entre un láser de CO2 con una longitud de onda de aproximadamente 10 micrómetros, una fuente láser de estado sólido con una longitud de onda de aproximadamente 1 micrómetro o una fuente láser semiconductora, por ejemplo, un láser de diodo con una longitud de onda comprendida aproximadamente entre 0,8 y 1 micrómetro.
[0083] La potencia de la fuente láser se selecciona en función del grosor de las láminas 2. En particular, la potencia se elige de tal manera que permita la fusión del alambre de aportación 20 y de los bordes de soldadura 14 de las láminas 2, así como una mezcla suficiente en la junta de soldadura 22. En el caso de un láser de CO2, la potencia del láser está comprendida, por ejemplo, entre 3 kW y 12 kW. Para un láser de estado sólido o un láser semiconductor, la potencia del láser está comprendida, por ejemplo, entre 2 kW y 8 kW.
[0084] El diámetro del haz láser 24 en el punto de impacto 26 sobre las láminas 2 puede ser igual a unos 600 pm para ambos tipos de fuentes láser.
[0085] Durante la etapa de soldadura, la soldadura se realiza, por ejemplo, bajo una atmósfera protectora. Dicha atmósfera protectora evita, en particular, la oxidación y descarburación de la zona donde se realiza la soldadura, la formación de nitruro de boro en la junta de soldadura 22 y posibles fisuras en frío debidas a la absorción de hidrógeno.
[0086] La atmósfera protectora es, por ejemplo, un gas inerte o una mezcla de gases inertes. Los gases inertes pueden ser helio o argón o una mezcla de dichos gases.
[0087] Durante esta etapa de soldadura, la distancia entre las caras laterales enfrentadas 13 de las dos láminas 1 es, por ejemplo, inferior o igual a 0,3 mm, y más particularmente, inferior o igual a 0,1 mm. Al proporcionar esta distancia entre las caras laterales enfrentadas 13 de las dos láminas 1, se favorece la deposición del metal de aportación durante la operación de soldadura y se evita la formación de un grosor excesivo en la junta de soldadura 22. La deposición del metal de aportación y la prevención de un grosor excesivo también se mejoran en caso de que, durante la etapa de preparación, se haya producido un borde achaflanado o biselado en los bordes de soldadura 14 de las láminas 2.
[0088] Durante la etapa de soldadura, la proporción de alambre de aportación 20 añadida al baño de soldadura está comprendida, por ejemplo, entre el 10 % y el 50 %, y más particularmente, entre el 10 % y el 40 %.
[0089] Según la invención, el alambre de aportación 20 tiene un contenido de carbono comprendido entre el 0,01 % en peso y el 0,45 % en peso (criterio C1).
[0090] Además, la composición del alambre de aportación 20 y la proporción de alambre de aportación 20 añadida al baño de soldadura se eligen de tal manera que la junta de soldadura 22 así obtenida se caracteriza por: (a) un factor de templado FTjs de la junta de soldadura 22 tal que FTjs - 0,9FTmb s 0 (criterio C2), donde:
- FTmb es el factor de templado del sustrato de acero 3 menos endurecible entre los sustratos de acero 3 de las dos láminas previamente recubiertas 2, y
- los factores de templado FT<js>y FT<mb>se determinan mediante la siguiente fórmula: FT=128 1553xC 55xMn 267xSi 49xNi+ 5xCr - 79xAl - 2xNi2 - 1532xC2 - 5xMn2 - 127xSi2 - 40xCxNi - 4xNixMn, siendo Al, Cr, Ni, C, Mn y Si, respectivamente, el contenido medio de aluminio, cromo, níquel, carbono, manganeso y silicio, expresados en porcentaje en peso, de la zona cuyo factor de templado se desea determinar, siendo dicha zona la junta de soldadura 22 en el caso del FT<js>y el sustrato menos endurecible 3 en el caso del FT<mb>, y
(b) un contenido de carbono C<js>de la junta de soldadura 22 estrictamente inferior al 0,15 % en peso o, si el contenido de carbono C<js>de la junta de soldadura 22 es mayor o igual al 0,15 % en peso, un factor de ablandamiento FAjs de la junta de soldadura 22 tal que FAjs > 5000 (criterio C3),
donde el factor de ablandamiento FAjs de la junta de soldadura 22 se calcula en función del contenido medio de aluminio, cromo, níquel, molibdeno, carbono, manganeso y silicio de la junta de soldadura 22, expresado en porcentaje en peso, mediante la siguiente fórmula:
FA= 10291 4384,1xMo 3676.9xSi - 522,64xA! - 2221,2xCr - 118.11xNi - 1565.1xC- 246.67xMn.
[0091] El sustrato 3 menos endurecible entre los sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2 es el sustrato 3 que presenta el menor contenido de carbono.
[0092] En efecto, los inventores de la presente invención han constatado, sorprendentemente, que cuando se cumplen los criterios C1, C2 y C3 anteriormente mencionados, una pieza obtenida a partir de tal pieza en bruto de acero soldada 1 tras un tratamiento térmico que incluye una etapa de austenitización (conformación por estampado en caliente y enfriamiento en la herramienta de estampado) presenta una garantía metalúrgica de no fallo en la junta de soldadura 22 o en la Zona afectada por el calor adyacente a la junta de soldadura 22, cuando se somete a un ensayo de tracción perpendicular a la junta de soldadura 22, incluso si la junta de soldadura 22 comprende un contenido de aluminio superior o igual al 0,7 % en peso, e incluso superior o igual al 2,1 %.
[0093] Por lo tanto, es posible, mediante el procedimiento según la invención, obtener una pieza que presente un rendimiento satisfactorio en caso de colisión con un coste relativamente bajo, a pesar de un contenido posiblemente relativamente alto de aluminio en la junta de soldadura 22.
[0094] En particular, el coste de producción se reduce en comparación con los procedimientos que requieren la eliminación del recubrimiento previo 5 en ambas caras principales 4 de las láminas previamente recubiertas 2, puesto que ya no es necesario eliminar el recubrimiento previo 5 en ambas caras de las láminas previamente recubiertas 2. Más bien, para una lámina 2 recubierta en ambas caras principales 4, pueden obtenerse propiedades satisfactorias con una eliminación del recubrimiento previo 5 en una sola cara principal 4 de las láminas previamente recubiertas 2, o incluso sin una eliminación del recubrimiento previo 5 en ninguna de las caras principales 4 de las láminas previamente recubiertas 2.
[0095] Más particularmente, los inventores de la presente invención han constatado, sorprendentemente, que el uso de un alambre de aportación 20 con un contenido de carbono comprendido entre el 0,01 % en peso y el 0,45 % en peso (criterio C1) permite prevenir la aparición de segregaciones de carbono y, en consecuencia, de picos de dureza en la junta de soldadura 22 tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, especialmente en presencia de cantidades importantes de aluminio en la junta de soldadura 22. Por lo tanto, el uso de dicho alambre de aportación 20 reduce la fragilidad de la junta de soldadura 22 y participa en la evitación de fallos en la junta de soldadura 22 de la pieza obtenida tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado bajo tensión perpendicular a la junta de soldadura 22. En particular, los inventores de la presente invención han observado que, cuando se utiliza un alambre de aportación 20 con un contenido de carbono comprendido entre el 0,01 % en peso y el 0,45 % en peso, la variación de dureza máxima AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es menor o igual al 20 % de la dureza media VDmed¡a(JS) de la junta deAVD(JS)
----------------------- X1DD < 20 %
LO media {JS>
soldadura 22. Dicho de otro modo, , donde AVD(JS) es la diferencia entre la dureza máxima y la mínima medidas en la junta de soldadura 22 y VDmedia(JS) es la dureza media medida en la junta de soldadura 22.
[0096] Además, los inventores de la presente invención también han constatado, sorprendentemente, que cuando la composición de la junta de soldadura 22 cumple el criterio C2, la dureza mínima VDmín(JS) en la junta de soldadura 22 tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado es mayor o igual que la dureza media VDmedia(MBmenos endurecible) del menos endurecible entre los dos sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2. Por lo tanto, cuando se cumple el criterio C2, y suponiendo una mezcla homogénea en la junta de soldadura 22, no es probable que se produzca en la junta de soldadura 22 un fallo bajo tensión en una dirección perpendicular a la junta de soldadura 22 de la pieza obtenida tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado.
[0097] Por último, los inventores han observado, sorprendentemente, que cuando el contenido de carbono Cjs de la junta de soldadura 22 es estrictamente inferior al 0,15 % en peso (criterio C3, primera alternativa), se produce una disminución de la dureza menor o igual al 8 % en la Zona afectada por el calor de la pieza obtenida tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado en relación con el metal base adyacente a la misma.
[0098] Cuando el contenido de carbono Cjs de la junta de soldadura 22 es mayor o igual al 0,15 % en peso, si el factor de ablandamiento FA<js>es menor o igual a 5000, los inventores han observado una disminución de la dureza mayor o igual al 10 % en la Zona afectada por el calor en relación con el metal base adyacente a la misma en la pieza obtenida después del conformado por estampado en caliente y enfriamiento en la herramienta de estampado. Por el contrario, cuando el factor de ablandamiento FAjs de la junta de soldadura 22 es estrictamente superior a 5000 (criterio C3, segunda alternativa), los inventores observaron que, en la pieza obtenida tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, la disminución de la dureza en la Zona afectada por el calor en relación con el metal base adyacente a la misma era menor o igual al 8 %.
[0099] En este contexto, la disminución de la dureza se define de la siguiente manera: VD medla (M B ) - VD mín(HAZ)^ 1Q0
VDmedia (M B ) " "
[0100] En el contexto de la presente invención, es deseable evitar caídas de la dureza estrictamente superiores al 8 % en la Zona afectada por el calor en relación con el metal base adyacente a la misma en la pieza obtenida tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, ya que dicha disminución de la dureza aumenta el riesgo de fallo en la Zona afectada por el calor bajo tracción perpendicular a la junta de soldadura.
[0101] Por lo tanto, cuando se cumple el criterio C3, el riesgo de que se produzca un fallo en la Zona afectada por el calor se reduce significativamente.
[0102] Por lo tanto, con el procedimiento según la invención, en el que se cumplen acumulativamente los criterios C1, C2 y C3, no es probable que se produzca un fallo bajo tensión perpendicular a la junta de soldadura 22 en la Zona afectada por el calor o en la junta de soldadura 22.
[0103] Ventajosamente, el contenido de aluminio en la junta de soldadura 22 es superior o igual al 0,7 % en peso, más particularmente, superior o igual al 1,0 % en peso, más particularmente, superior o igual al 1,5 % en peso y aún más particularmente, superior o igual al 2,0 % en peso, y por ejemplo, superior o igual al 2,1 % en peso.
[0104] Ventajosamente, la composición del alambre de aportación 20 y la proporción de alambre de aportación 20 añadida al baño de soldadura se eligen, además, de tal manera que el contenido de carbono C<js>en la junta de soldadura 22 sea estrictamente inferior o igual a 1,25 veces el contenido de carbono Cbm del sustrato 3 más endurecible entre los sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2 que forman la pieza en bruto soldada 1 (criterio C4). Dicho de otro modo, 1,25 x CMB(más endurecible) -C<js>^0.
[0105] El más endurecible entre los sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2 que forman la pieza en bruto soldada 1 es el sustrato 3, que presenta el mayor contenido de carbono.
[0106] En efecto, los inventores de la presente invención han constatado que, cuando se respeta dicho criterio C4, el riesgo de fallo en la junta de soldadura 22 después del tratamiento térmico se reduce aún más.
[0107] Preferentemente, la composición del alambre de aportación 20 y la proporción de alambre de aportación 20 añadida al baño de soldadura se eligen, además, de tal manera que el contenido de níquel Nijs de la junta de soldadura 22 esté comprendido entre el 2,0 % en peso y el 11,0 % en peso (criterio C5).
[0108] En efecto, los inventores han observado que la dureza en la junta de soldadura 22 después del tratamiento térmico es particularmente estable cuando se cumple el criterio C5. Más particularmente, en este caso, se observa una diferencia de dureza AVD(JS) menor o igual a 80 Vd en toda la junta de soldadura 22 tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, incluso con contenidos de carbono en la junta de soldadura 22 mayores o iguales al 0,15 % en peso. Esta estabilidad mejorada resulta ventajosa, ya que reduce aún más el riesgo de fallo en la junta de soldadura 22 gracias a la distribución más uniforme de la tensión bajo esfuerzos de tracción.
[0109] Según la presente invención, el alambre de aportación 20 tiene la siguiente composición, en peso: 0,001 % < C < 0,45 %, y más particularmente, 0,02 % < C < 0,45 %,
0,001 % < Mn < 30 %, y más particularmente, 0,05 % < Mn < 20 %.
0,001 % < Si < 1 %
0,001 % < Ni < 56 %
0,001 % < Cr < 30 %
0,001 % < Mo < 5 %
0,001 % < Al < 0,30 %
0,001 % < Cu < 1,80 %
0,001 % < Nb < 1,50 %
0,001 % < Ti < 0,30 %
0,001 % < N < 10 %
0,001 % < V < 0,1 %
0,001 % < Co < 0,20 %,
siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
[0110] Por ejemplo, el alambre de aportación 20 consta de los elementos anteriormente mencionados.
[0111] Según un ejemplo, el alambre de aportación 20 tiene una composición como la definida anteriormente, y un contenido de níquel comprendido entre el 0,001 % y el 7 % en peso.
[0112] Según un ejemplo alternativo, el alambre de aportación 20 tiene una composición como la definida anteriormente, y un contenido de níquel comprendido entre el 7 % y el 56 % en peso.
[0113] Según un ejemplo particular, el alambre de aportación 20 tiene la siguiente composición, en peso: 0,02 % < C < 0,45 %,
0,05 % < Mn < 20 %
0,001 % < Si < 1 %
7 % < Ni < 56 %
0,001 % < Cr < 30 %
0,001 % < Mo < 5 %
0,001 % < Al < 0,30 %
0,001 % < Cu < 1,80 %
0,001 % < Nb < 1,50 %
0,001 % < Ti < 0,30 %
0,001 % < N < 10 %
0,001 % < V < 0,1 %
0,001 % < Co < 0,20 %,
siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
[0114] Por ejemplo, el alambre de aportación 20 consta de los elementos anteriormente mencionados.
[0115] El alambre de aportación 20 es, por ejemplo, un alambre macizo o un alambre de núcleo fundente.
[0116] La invención también se refiere a una pieza en bruto de acero soldada 1 que puede obtenerse utilizando el procedimiento anteriormente mencionado.
[0117] Dicha pieza en bruto de acero soldada 1 comprende dos láminas previamente recubiertas 2, comprendiendo cada lámina previamente recubierta 2 un sustrato de acero 3 que presenta un recubrimiento previo 5 en al menos una de sus caras principales 4, comprendiendo el recubrimiento previo 5 una capa de aleación intermetálica 9 que comprende al menos hierro y aluminio y, opcionalmente, una capa de aleación metálica 11 que se extiende por encima de la capa de aleación intermetálica 9, siendo la capa de aleación metálica 11 una capa de aluminio, una capa de aleación de aluminio o una capa de aleación a base de aluminio, estando las láminas previamente recubiertas 2 unidas por una junta de soldadura 22.
[0118] Las láminas previamente recubiertas 2 y la junta de soldadura 22 presentan las características anteriormente descritas en relación con el procedimiento de fabricación de la pieza en bruto de acero soldada 1.
[0119] En particular, la junta de soldadura 22 es tal que, tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, la variación de dureza máxima AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es menor o igual al 20 % de la dureza media VDmedia(JS) de la junta de soldadura 22. Dicho de otro modo,
[0120] La junta de soldadura 22 es, además, tal que la dureza mínima VDmín(JS) en la junta de soldadura 22 tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado es mayor o igual que la dureza media VDmedia(MBmenos endurecible) del menos endurecible entre los dos sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2 tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado.
[0121] La junta de soldadura 22 es, además, tal que, tras la conformación por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, la disminución de la dureza en la Zona afectada por el calor en relación con el metal base adyacente a la misma es menor o igual al 8 %. Dicho de otro modo,
[0122] Ventajosamente, la junta de soldadura 22 es tal que, tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, la diferencia de dureza AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es menor o igual a 80 VD.
[0123] Ventajosamente, la junta de soldadura 22 es tal que la dureza media VDmedia(JS) en la junta de soldadura 22 tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado es menor o igual a 600 VD.
[0124] La invención también se refiere a un procedimiento de fabricación de una pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada que comprende:
- producción de una pieza de metal en bruto soldada 1 utilizando el procedimiento anteriormente descrito;
- calentamiento de la pieza en bruto de acero soldada 1 para obtener una estructura totalmente austenítica en los sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2 que constituyen la pieza en bruto soldada 1;
- conformado por estampado en caliente de la pieza en bruto de acero soldada 1 en una herramienta de estampado para obtener una pieza de acero; y
- enfriamiento de la pieza de acero en la herramienta de estampado.
[0125] Más particularmente, durante la etapa de calentamiento, la pieza en bruto de acero soldada 1 se calienta a una temperatura de austenización. A continuación, se mantiene a la temperatura de austenización durante un tiempo de espera que depende del grosor de las láminas 2 que forman la pieza en bruto de acero soldada 1. El tiempo de espera se elige en función de la temperatura de austenización, de tal manera que la pieza en bruto soldada 1 se austeniza y se forma una capa intermetálica aleada de un grosor predeterminado por aleación entre los sustratos 3 y el recubrimiento previo 5. Por ejemplo, el tiempo de espera es igual a aproximadamente 5 minutos.
[0126] Antes del conformado por estampado en caliente, la pieza en bruto de acero soldada 1 así calentada se transfiere a la herramienta de conformado por estampado en caliente. Ventajosamente, el tiempo de transferencia está comprendido entre los 5 y los 10 segundos. Se elige un tiempo de transferencia lo más breve posible para evitar transformaciones metalúrgicas en la pieza en bruto de acero soldada 1 antes del conformado por estampado en caliente.
[0127] Durante la etapa de enfriamiento, la velocidad de enfriamiento es superior o igual a la velocidad crítica de enfriamiento martensítico o bainítico de al menos uno de los sustratos 3 de las dos láminas de acero 2 y, por ejemplo, de la lámina de acero más endurecible 1, es decir, la lámina de acero que presenta la velocidad crítica de enfriamiento más baja.
[0128] La invención también se refiere a la pieza de acero soldada, conformado por estampado en caliente y enfriada obtenida mediante el procedimiento descrito.
[0129] Más particularmente, esta pieza de acero comprende una primera porción de pieza de acero recubierta y una segunda porción de pieza de acero recubierta, resultantes respectivamente del conformado por estampado en caliente y del enfriamiento en la herramienta de estampado de las dos láminas de acero previamente recubiertas 2.
[0130] Más particularmente, cada porción de pieza de acero recubierta comprende un sustrato de acero que presenta, en al menos una de sus caras principales, un recubrimiento que comprende hierro y aluminio, estando unidas la primera y segunda porciones de pieza de acero por una junta de soldadura 22 como se ha descrito anteriormente.
[0131] En particular, el recubrimiento de la primera y segunda porciones de pieza de acero se debe a la aleación, al menos parcial, del recubrimiento previo 5 durante el conformado por estampado en caliente.
[0132] Los sustratos de la primera y segunda porciones de pieza de acero tienen las composiciones anteriormente descritas para las láminas previamente recubiertas 2. Se deben al conformado por estampado en caliente y el enfriamiento de los sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2.
[0133] La junta de soldadura 22 es tal que la variación de dureza máxima AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es menor o igual al 20 % de la dureza media VDmed¡a(JS) de la junta de soldadura 22. Dicho de otro modo,
[0134] La dureza mínima VDmín (JS) en la junta de soldadura 22 es mayor o igual que la dureza media (VDmedia(MBmenos endurecible) del menos endurecible entre los dos sustratos 3 de las láminas previamente recubiertas 2 tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado.
[0135] Además, para cada una de las primera y segunda porciones de pieza de acero recubiertas, la disminución de la dureza en la Zona afectada por el calor en relación con el metal base adyacente a la misma es menor o igual al 8 %. Dicho de otro modo,
V D midia(M B ) ° '
[0136] Ventajosamente, la diferencia de dureza AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es menor o igual a 80 VD.
[0137] Ventajosamente, la dureza media VDmedia(JS) en la junta de soldadura 22 es menor o igual a 600 VD.
[0138] Los inventores de la presente invención han llevado a cabo experimentos en los que se produjeron piezas en bruto de acero soldadas 1 soldando por láser a tope dos láminas A y B previamente recubiertas utilizando un alambre de aportación W.
[0139] En la Tabla 1 que figura a continuación se enumeran las condiciones experimentales de cada uno de los experimentos E1 a E21 realizados.
[0140] Las láminas previamente recubiertas A y B suministradas inicialmente presentaban un recubrimiento previo 5 en sus dos caras principales 4 con un grosor de aproximadamente 25 micrómetros.
[0141] En todas las láminas previamente recubiertas A y B ensayadas, el recubrimiento previo 5 se obtuvo por inmersión en caliente en un baño de metal fundido y comprendía una capa de aleación metálica 11 y una capa de aleación intermetálica 9.
[0142] La capa de aleación metálica 11 del recubrimiento previo 5 comprendía, en peso:
Si: 9 %
Fe: 3 %,
consistiendo el resto en aluminio y posibles impurezas resultantes de la elaboración.
[0143] La capa de aleación metálica 11 tenía un grosor total medio de 20 pm.
[0144] La capa de aleación intermetálica 9 contenía compuestos intermetálicos del tipo Fex-Aly, y en su mayoría, Fe2Ah. Fe2Al5 y FexAlySiz Tiene un grosor medio de 5 pm.
[0145] Como puede observarse en la columna titulada «Eliminación del recubrimiento previo en el borde de soldadura» de la Tabla 1, algunas de las piezas en bruto soldadas 1 se obtuvieron tras la eliminación de la aleación metálica 11 del recubrimiento previo 5 en una de las caras principales 4 de cada una de las láminas previamente recubiertas A y B antes de la soldadura a tope («Eliminación en una cara») y otras se obtuvieron soldando las láminas previamente recubiertas 2 con su recubrimiento previo 5 intacto en sus dos caras principales 4 («Sin eliminación»). La eliminación se llevó a cabo mediante ablación por láser utilizando el procedimiento descrito en la solicitud anterior WO 2007/118939.
T l 1 Li n i i n x rim n l
continuación
[0146] En la tabla anterior, aparecen subrayados los experimentos que no se ajustan a la invención.
[0147] Los sustratos de acero utilizados en los distintos experimentos mencionados en la Tabla 1 tienen las composiciones que figuran en la Tabla 2, expresándose los contenidos en % en peso.
T l 2 m i i n l r
[0148] En todos los sustratos, el resto de la composición es de hierro, posibles impurezas y elementos inevitables resultantes de la fabricación.
[0149] En la anterior Tabla 2, «-» indica que el sustrato contiene, como máximo, trazas del elemento en cuestión.
[0150] Los alambres de aportación W utilizados en los distintos experimentos mencionados en la Tabla 1 tienen las composiciones que figuran en la siguiente Tabla 3, expresándose los contenidos en % en peso.
T l m i i n l l m r r i n
[0151] En todos los alambres de soldadura, el resto de la composición es de hierro, posibles impurezas y elementos inevitables resultantes de la fabricación.
[0152] A continuación, los inventores midieron, para cada experimento E1 a E21, la composición de la junta de soldadura 22 obtenida mediante procedimientos de medición convencionales.
[0153] Los contenidos de manganeso, aluminio, níquel, cromo, molibdeno y silicio de la junta de soldadura 22 se determinaron en una sección transversal de las muestras tomadas perpendicularmente a la junta de soldadura 22 utilizando un detector de espectroscopia por dispersión de energía integrado en un microscopio electrónico de barrido. El contenido de carbono se determinó utilizando una microsonda electrónica Castaing en una sección transversal de las muestras tomada perpendicularmente a la junta de soldadura 22. Los resultados de estas mediciones figuran en la siguiente Tabla 4.
T l 4 n ni m i n l n l r
(continuación)
[0154] Tomando como base estas mediciones, los inventores determinaron, para cada una de las piezas en bruto de acero soldadas 1 según los experimentos E1 a E21, si se cumplían o no los criterios C1, C2, C3 según la invención y los criterios adicionales opcionales C4 y C5. Los resultados de esta determinación se resumen en la siguiente Tabla 5.
nin i n
Valores subrayados: no corresponden a la invención
[0155] Como puede observarse en la Tabla 5, los experimentos a los que se hace referencia en E1 a E8 son ejemplos según la invención: en dichos experimentos, se cumplen los criterios C1 a C3.
[0156] Por el contrario, los experimentos a los que se hace referencia en E9 a E21 no son según la invención: en dichos experimentos, no se cumple al menos un criterio de los criterios C1 a C3.
[0157] Por último, los inventores sometieron las piezas en bruto de acero soldadas 1 así producidas a un tratamiento térmico que comprendía una austenitización seguida de un enfriamiento rápido para obtener piezas tratadas térmicamente. Estas piezas tratadas térmicamente tienen las mismas propiedades que las piezas conformadas por estampado en caliente en caliente y enfriadas. A continuación, los inventores realizaron mediciones para determinar las propiedades mecánicas de estas piezas. Los resultados de estas mediciones figuran en la siguiente Tabla 6.
T l R l l m i i n r z r l r mi n rmi
continuación
(continuación)
Valores subrayados: no corresponden a la invención
[0158] La prueba de tracción se realizó a temperatura ambiente (aproximadamente 20 °C) siguiendo el procedimiento descrito en las siguientes normas: NF EN ISO 4136 y NF ISO 6892-1 en una muestra de tracción soldada transversalmente del tipo EN 12,5 x 50 (240 x 30 mm), extraída perpendicularmente a la dirección de la soldadura láser. Para cada experimento (E1 a E21), se realizaron cinco pruebas de tracción. Los porcentajes indicados en la columna titulada «Localización del fallo» corresponden, para cada experimento (E1 a E21), al porcentaje de pruebas de tracción en los que el fallo se produjo en la zona mencionada (metal base, ZAC o junta de soldadura).
[0159] La dureza se midió utilizando el ensayo de dureza de Vickers según la norma NF EN ISO 6507-1. Los ensayos se realizaron transversalmente a la junta de soldadura, utilizando una fuerza de ensayo de 0,5 kgf (VD0,5). Los puntos de medición de la dureza de cada pieza tratada térmicamente se muestran en la Figura 5. Como puede observarse en estas figuras, la dureza se midió a lo largo de tres líneas situadas respectivamente a 1/4, 1/2 y % del grosor de la pieza tratada térmicamente. En cada línea, las mediciones se realizaron con una etapa regular según la norma NF e N ISO 6507-1, partiendo del eje central de la junta de soldadura 22.
[0160] La localización de los puntos de ensayo en la junta de soldadura 22 o en el metal base se identificó mediante el examen metalográfico de la superficie de prueba tras el decapado con Nital, que es un reactivo conocido per se. La Zona afectada por el calor se identificó con el área que incluía, sobre las tres líneas de prueba, los dos puntos de ensayo inmediatamente adyacentes a la junta de soldadura 22.
[0161] La dureza mínima en la junta de soldadura VDmín(JS) corresponde al valor de dureza más bajo medido en la junta de soldadura 22.
[0162] La dureza máxima en la junta de soldadura VDmáx(JS) corresponde al valor de dureza más alto medido en la junta de soldadura 22.
[0163] La dureza media en la junta de soldadura VDmedia(JS) corresponde a la media de todos los valores de dureza medidos en la junta de soldadura 22.
[0164] La dureza mínima en la Zona afectada por el calor VDmín(ZAC) corresponde al valor de dureza más bajo medido en la Zona afectada por el calor.
[0165] La dureza media en el metal base VDmedia(BM) corresponde a la media de todos los valores de dureza medidos en el metal base.
[0166] Como puede observarse en la anterior Tabla 6, en los experimentos E1 a E8, en los que se cumplen los criterios C1 a C3, durante la prueba de tracción, el 100 % de los fallos se produjeron fuera de la junta de soldadura 22 o de la Zona afectada por el calor.
[0167] Además:
- la variación máxima de dureza AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es menor o igual al 20 % de la dureza media VDmedia(JS) de la junta de soldadura 22;
- la dureza mínima VDmín(JS) en la junta de soldadura 22 es superior o igual a la dureza media VDmedia (MBmenos endurecible) del metal base menos endurecióle; y
- la disminución de la dureza en la Zona afectada por el calor con respecto al metal base es menor o igual al 8 %.
[0168] Por el contrario, en los experimentos E9 a E21, que no son según la invención puesto que no se cumple al menos uno de los criterios C1 a C3, los fallos se producen en la junta de soldadura 22 o en la Zona afectada por el calor.
[0169] Más particularmente, cuando no se cumple el criterio C1 y sí se cumplen los criterios C2 y C3 (experimentos E13 a E19), la variación máxima de dureza AVD(JS) en toda la junta de soldadura 22 es estrictamente superior al 20 % de la dureza media VDmedia(JS) de la junta de soldadura 22. Por lo tanto, en este caso, la junta de soldadura 22 comprende zonas de pico de dureza localizadas, que, por lo tanto, son menos dúctiles y aumentan el riesgo de un fallo en la junta de soldadura 22.
[0170] Además, en caso de que no se cumpla el criterio C2 y sí se cumplan los criterios C1 y C3 (experimentos E9 a E12), la dureza mínima VDmín(JS) en la junta de soldadura 22 es estrictamente menor que la dureza media VDmedia (BM menos endurecible) del metal base menos endurecible. En este caso, el 100 % de los fallos se produjeron en la junta de soldadura 22.
[0171] Por último, cuando no se cumple el criterio C3 y sí se cumplen los criterios C1 y C2 (experimentos E20 y E21), la disminución de la dureza en la Zona afectada por el calor con respecto al metal base es estrictamente superior al 8 %. En este caso, al menos el 20 % de los fallos se produjeron en la Zona afectada por el calor. Estos resultados confirman que el riesgo de fallo en la Zona afectada por el calor aumenta cuando no se cumple C3.
[0172] Además, se observa que, en los experimentos en los que se cumple el criterio C5, la variación de dureza dentro de la junta de soldadura AVD(JS) es menor o igual a 80 VD (experimentos E1 a E8 y E19 y E20), incluso si el contenido de carbono en la junta de soldadura 22 es mayor o igual al 0,15 % en peso. Por el contrario, si no se cumple el criterio C5, para contenidos de carbono en la junta de soldadura 22 superiores o iguales al 0,15 % en peso, la variación de dureza dentro de la junta de soldadura AVD(JS) es estrictamente superior a 80 VD (experimentos E10 a E18).
[0173] El procedimiento según la invención resulta, por lo tanto, particularmente ventajoso, ya que permite obtener, tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento en la herramienta de estampado, una pieza que presenta excelentes propiedades mecánicas, incluso en la junta de soldadura 22 y sin necesidad de eliminar el recubrimiento previo 5 antes de la soldadura.
[0174] Por lo tanto, está particularmente bien adaptado para la fabricación de piezas antiintrusión, piezas estructurales o piezas de absorción de energía que contribuyan a la seguridad de los vehículos de motor.

Claims (23)

  1. REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de producción de una pieza de acero en bruto soldada (1) que comprende las etapas sucesivas de: - proporcionar dos láminas previamente recubiertas (2), comprendiendo cada lámina previamente recubierta (2) un sustrato de acero (3) que presenta un recubrimiento previo (5) en al menos una de sus caras principales (4), comprendiendo el recubrimiento previo (5) una capa de aleación intermetálica (9) que comprende al menos hierro y aluminio y, opcionalmente, una capa de aleación metálica (11) que se extiende por encima de la capa de aleación intermetálica (9), siendo la capa de aleación metálica (11) una capa de aluminio, una capa de aleación de aluminio o una capa de aleación a base de aluminio, caracterizado porque: para cada una de las láminas previamente recubiertas (2), la composición del acero del sustrato (3) de las láminas previamente recubiertas (2) se elige entre las siguientes composiciones: el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,10 % < C < 0,5 % 0,5 % < Mn < 3 % 0,1 % < Si < 1 % 0,01 % < Cr < 1 % Ti < 0,2 % Al < 0,1 % S < 0,05 % P <0,1 % B < 0,010 % siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación; o el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,040 % < C < 0,100 % 0,80 % < Mn < 2,00 % Si < 0,30 % S < 0,005 % P < 0,030 % 0,010 % < Al < 0,070 % 0,015 % < Nb < 0,100 % Ti < 0,080 % N < 0,009 % Cu < 0,100 % Ni < 0,100 % Cr< 0,100 % Mo< 0,100 % Ca < 0,006 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación, o el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,24 % < C < 0,38 % 0,40 % < Mn < 3 % 0,10 % < Si < 0,70 % 0,015 % < Al < 0,070 % 0 % < Cr < 2 % 0,25 % < Ni < 2 % 0,015 %< Ti <0,10 % 0 % < Nb < 0,060 % 0,0005 % < B < 0,0040 % 0,003 % < N < 0,010 % 0,0001 % < S < 0,005 % 0,0001 % < P < 0,025 % donde el contenido de titanio y nitrógeno satisface la siguiente relación: Ti/N > 3,42 y los contenidos de carbono, manganeso, cromo y silicio satisfacen la siguiente relación:
    comprendiendo el acero opcionalmente uno o más de los siguientes elementos: 0,05 % < Mo < 0,65 % 0,001 % < W < 0,30 %% 0,0005 % < Ca < 0,005 % siendo el resto hierro e impurezas inevitablemente resultantes de la fabricación, - soldar a tope las láminas previamente recubiertas (2) utilizando un alambre de aportación (20) para formar una junta de soldadura (22) en la unión entre las láminas previamente recubiertas (2), cubriendo por completo el recubrimiento previo (5) al menos una cara principal (4) de cada lámina previamente recubierta (2) en el momento de la soldadura a tope, realizándose la soldadura mediante un rayo láser, y porque: - dicho alambre de aportación (20) tiene la siguiente composición, en peso: 0,001 % < C < 0,45 % 0,001 % < Mn < 30 % 0,001 % < Si < 1 % 0,001 % < Ni < 56 % 0,001 % < Cr < 30 % 0,001 % < Mo < 5 % 0,001 % < Al < 0,30 % 0,001 % < Cu < 1,80 % 0,001 % < Nb < 1,50 % 0,001 % < Ti < 0,30 % 0,001 % < N < 10 % 0,001 % < V < 0,1 % 0,001 % < Co < 0,20 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación, - dicho alambre de aportación (20) tiene un contenido de carbono comprendido entre el 0,01 % en peso y el 0,45 % en peso (criterio C1), - la composición del alambre de aportación (20) y la proporción de alambre de aportación (20) añadida al baño de soldadura se eligen de tal manera que la junta de soldadura (22) así obtenida se caracteriza por: (a) un factor de templado FTjs de la junta de soldadura (22) tal que FTjs -0,9FTmb s 0 (criterio C2), donde: - FT<mb>es el factor de templado del sustrato de acero (3) menos endurecible entre los sustratos de acero (3) de las dos láminas previamente recubiertas (2), y - los factores de templado FTjs y FTmb se determinan mediante la siguiente fórmula: FT=128 1553xC 55xMn 267xSi 49xNi 5xCr - 79xAl - 2xNi2 - 1532xC2 - 5xMn2 - 127xSi2 - 40xCxNi - 4xNixMn, siendo Al, Cr, Ni, C, Mn y Si, respectivamente, el contenido medio de aluminio, cromo, níquel, carbono, manganeso y silicio, expresados en porcentaje en peso, de la zona cuyo factor de templado se desea determinar, siendo dicha zona la junta de soldadura (22) en el caso del FT<js>y el sustrato menos endurecible en el caso del FTmb, y (b) un contenido de carbono Cjs de la junta de soldadura (22) estrictamente inferior al 0,15 % en peso o, si el contenido de carbono C<js>de la junta de soldadura (22) es superior o igual al 0,15 % en peso, un factor de ablandamiento FA<js>de la junta de soldadura (22) tal que FA<js>> 5000 (criterio C3), donde el factor de ablandamiento FAjs de la junta de soldadura (22) se calcula en función del contenido medio de aluminio, cromo, níquel, molibdeno, carbono, manganeso y silicio de la junta de soldadura (22), expresado en porcentaje en peso, mediante la siguiente fórmula: FA=10291 4384,1xMo 3676.9SÍ - 522,64xAI - 2221,2xCr - 118-11 xNi - 1565-1 xC - 246.67xMn.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde el contenido de carbono Cjs, en porcentaje en peso, de la junta de soldadura (22) es tal que 1,25 x CMB(más endurece) - Cjs ^ 0 (criterio C4), siendo Cmb el contenido de carbono, en porcentaje en peso, del sustrato (3) más endurecible entre los sustratos (3) de las dos láminas previamente recubiertas (2).
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde el contenido de níquel Nijs de la junta de soldadura (22) está comprendido entre el 2,0 % en peso y el 11,0 % en peso (criterio C5).
  4. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde las láminas previamente recubiertas (2) proporcionadas en la etapa de provisión tienen un recubrimiento previo (5) en sus dos caras principales (4).
  5. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, donde, en el momento de la soldadura a tope, el recubrimiento previo (5) permanece íntegro en ambas caras principales (4) de al menos una de las láminas previamente recubiertas (2), y preferentemente, en las dos láminas previamente recubiertas (2).
  6. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, antes de la soldadura a tope, la preparación de un borde de soldadura (14) de al menos una de las láminas previamente recubiertas (2) destinada a incorporarse, al menos parcialmente, a la junta de soldadura (22), mediante al menos una de las siguientes etapas de procesamiento: cepillado, mecanizado, biselado, achaflanado y/o eliminación de al menos una parte del recubrimiento previo (5), realizándose la preparación de tal manera que el recubrimiento previo (5) permanezca íntegro en al menos una cara principal (4) de cada una de las dos láminas previamente revestidas (2).
  7. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde, para al menos una de las láminas previamente recubiertas (2), el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,15 % < C < 0,25 % 0,8 % < Mn < 1,8 % 0,1 % < Si < 0,35 % 0,01 % < Cr < 0,5 % Ti < 0,1 % Al < 0,1 % S < 0,05 % P <0,1 % B < 0,005 % siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
  8. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la soldadura se realiza utilizando un gas protector, en particular helio y/o argón.
  9. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el alambre de aportación (20) tiene la siguiente composición, en peso: 0,02 % < C < 0,45 %, 0,05 % < Mn < 20 % 0,001 % < Si < 1 % 7 % < Ni < 56 % 0,001 % < Cr < 30 % 0,001 % < Mo < 5 % 0,001 % < Al < 0,30 % 0,001 % < Cu < 1,80 % 0,001 % < Nb < 1,50 % 0,001 % < Ti < 0,30 % 0,001 % < N < 10 % 0,001 % < V < 0,1 % 0,001 % < Co < 0,20 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
  10. 10. Procedimiento de fabricación de una pieza de acero soldada y posteriormente, conformada por estampado en caliente y enfriada, caracterizada por las etapas sucesivas de: - realizar el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para obtener una pieza en bruto de acero soldada (1); - calentar la pieza en bruto de acero soldada (1) para obtener una estructura totalmente austenítica en los sustratos (3) de las láminas previamente recubiertas (2); - conformar por estampado en caliente de la pieza en bruto de acero soldada (1) en una herramienta de estampado para obtener una pieza de acero; y - enfriar la pieza de acero en la herramienta de estampado.
  11. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, donde, durante la etapa de enfriamiento, la velocidad de enfriamiento es mayor o igual que la velocidad de enfriamiento bainítica o martensítica del más endurecible entre los sustratos (3) de las láminas previamente recubiertas (2).
  12. 12. Pieza en bruto de acero soldada (1) que comprende dos láminas previamente recubiertas (2), comprendiendo cada lámina previamente recubierta (2) un sustrato de acero (3) que presenta un recubrimiento previo (5) en al menos una de sus caras principales (4), comprendiendo el recubrimiento previo (5) una capa de aleación intermetálica (9) que comprende al menos hierro y aluminio y, opcionalmente, una capa de aleación metálica (11) que se extiende por encima de la capa de aleación intermetálica (9), siendo la capa de aleación metálica (11) una capa de aluminio, una capa de aleación de aluminio o una capa de aleación a base de aluminio, caracterizada porque: para cada una de las láminas previamente recubiertas (2), la composición del acero del sustrato (3) de las láminas previamente recubiertas (2) se elige entre las siguientes composiciones: el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,10 % < C < 0,5 % 0,5 % < Mn < 3 % 0,1 % < Si < 1 % 0,01 % < Cr < 1 % Ti < 0,2 % Al < 0,1 % S < 0,05 % P <0,1 % B < 0,010 % siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación; o el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,040 % < C < 0,100 % 0,80 % < Mn < 2,00 % Si < 0,30 % S < 0,005 % P < 0,030 % 0,010 % < Al < 0,070 % 0,015 % < Nb < 0,100 % Ti < 0,080 % N < 0,009 % Cu < 0,100 % Ni < 0,100 % Cr< 0,100 % Mo< 0,100 % Ca < 0,006 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación, o el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,24 % < C < 0,38 % 0,40 % < Mn < 3 % 0,10 % < Si < 0,70 % 0,015 % < Al < 0,070 % 0 % < Cr < 2 % 0,25 % < Ni < 2 % 0,015 %< Ti <0,10 % 0 % < Nb < 0,060 % 0,0005 % < B < 0,0040 % 0,003 % < N < 0,010 % 0,0001 % < S < 0,005 % 0,0001 % < P < 0,025 % donde el contenido de titanio y nitrógeno satisface la siguiente relación: Ti/N > 3,42 y los contenidos de carbono, manganeso, cromo y silicio satisfacen la siguiente relación:
    5 comprendiendo el acero opcionalmente uno o más de los siguientes elementos: 0,05 % < Mo < 0,65 % 0,001 % < W < 0,30 %% 0,0005 % < Ca < 0,005 % 10 siendo el resto hierro e impurezas inevitablemente resultantes de la fabricación, y estando unidas las láminas previamente recubiertas (2) por una junta de soldadura (22) producida por soldadura mediante un rayo láser utilizando un alambre de aportación (20) con la siguiente composición, en peso: 15 0 001 % < 0 001 % < Mn < 30 % 0 001 % < Si < 1 % 0 001 % < Ni < 56 % 0 001 % < Cr < 30 % 20 0 001 % < 0 001 % < Al < 0,30 % 0 001 % < Cu < 1,80 % 0 001 % < Nb < 1,50 % 0 001 % < Ti < 0,30 % 25 0 001 % < N < 10 % 0 001 % < 0 001 % < siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación, 30 la junta de soldadura (22) se caracteriza, además, por: (a) un factor de templado FT<js>de la junta de soldadura (22) tal que FT<js>-0,9FT<mb s>0 (criterio C2), donde: - FTmb es el factor de templado del sustrato de acero (3) menos endurecible entre los sustratos de acero (3) 35 de las dos láminas previamente recubiertas (2), y - los factores de templado FTjs y FTmb se determinan mediante la siguiente fórmula: FT=128 1553xC 55xMn 267xSi 49xNi 5xCr - 79xAl - 2xNi2 - 1532xC2 - 5xMn2 - 127xSi2 - 40xCxNi - 4xNixMn, siendo Al, Cr, Ni, C, Mn y Si, respectivamente, el contenido medio de aluminio, cromo, níquel, carbono, manganeso y silicio, expresados en porcentaje en peso, de la zona cuyo factor de templado se desea determinar, siendo 40 dicha zona la junta de soldadura (22) en el caso del FTjs y el sustrato menos endurecible en el caso del FTmb, y (b) un contenido de carbono Cjs de la junta de soldadura (22) estrictamente inferior al 0,15 % en peso o, si el contenido de carbono C<js>de la junta de soldadura (22) es superior o igual al 0,15 % en peso, un factor de 45 ablandamiento FA<js>de la junta de soldadura (22) tal que FA<js>> 5000 (criterio C3), donde el factor de ablandamiento FAjS de la junta de soldadura (22) se calcula en función del contenido medio de aluminio, cromo, níquel, molibdeno, carbono, manganeso y silicio de la junta de soldadura (22), expresado en porcentaje en peso, mediante la siguiente fórmula: FA=10291 4384,1xMo 3676,9Si - 522,64xAI - 2221,2xCr - 11811 xNi 50 - 1565,1 xC - 246,67xMn. y la junta de soldadura (22) es tal que, tras el conformado por estampado en caliente y el enfriamiento, la variación de dureza máxima AVD(JS) en toda la junta de soldadura (22) es menor o igual al 20 % de la dureza media VDmedia(JS) de la junta de soldadura (22). 55
  13. 13. Pieza en bruto de acero soldada (1) según la reivindicación 12, donde el contenido de carbono Cjs, en porcentaje en peso, de la junta de soldadura (22) es tal que 1,25 x CMB(más endurecible) - Cjs s 0 (criterio C4), donde Cmb es el contenido de carbono, en porcentaje en peso, del sustrato de acero (3) más endurecible entre los sustratos de acero (3) de las dos láminas previamente recubiertas (2). 60
  14. 14. Pieza en bruto de acero soldada (1) según la reivindicación 12 o 13, donde el contenido de níquel Nijs de la junta de soldadura (22) está comprendido entre el 2,0 % en peso y el 11,0 % en peso (criterio C5).
  15. 15. Pieza en bruto de acero soldada (1) según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, donde el alambre de aportación (20) tiene la siguiente composición, en peso: 0,02 % < C < 0,45 %, 0,05 % < Mn < 20 % 0,001 % < Si < 1 % 7 % < Ni < 56 % 0,001 % < Cr < 30 % 0,001 % < Mo < 5 % 0,001 % < Al < 0,30 % 0,001 % < Cu < 1,80 % 0,001 % < Nb < 1,50 % 0,001 % < Ti < 0,30 % 0,001 % < N < 10 % 0,001 % < V < 0,1 % 0,001 % < Co < 0,20 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
  16. 16. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada que comprende una primera porción de pieza de acero recubierta y una segunda porción de pieza de acero recubierta, comprendiendo cada porción de pieza de acero recubierta un sustrato de acero (3) que presenta, en al menos una de sus caras principales, un recubrimiento que comprende al menos hierro y aluminio, caracterizada porque: para cada una de las primera y segunda porciones de pieza de acero recubiertas, la composición del acero del sustrato (3) de las láminas previamente recubiertas (2) se elige entre las siguientes composiciones: el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,10 % < C < 0,5 % 0,5 % < Mn < 3 % 0,1 % < Si < 1 % 0,01 % < Cr < 1 % Ti < 0,2 % Al < 0,1 % S < 0,05 % P <0,1 % B < 0,010 % siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación; o el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,040 % < C < 0,100 % 0,80 % < Mn < 2,00 % Si < 0,30 % S < 0,005 % P < 0,030 % 0,010 % < Al < 0,070 % 0,015 % < Nb < 0,100 % Ti < 0,080 % N < 0,009 % Cu < 0,100 % Ni < 0,100 % Cr< 0,100 % Mo< 0,100 % Ca < 0,006 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación, o el acero del sustrato (3) comprende, en peso: 0,24 % < C < 0,38 % 0,40 % < Mn < 3 % 0,10 % < Si < 0,70 % 0,015 % < Al < 0,070 % 0 % < Cr < 2 % 0,25 % < Ni < 2 % 0,015 %< Ti <0,10 % 0 % < Nb < 0,060 % 0,0005 % < B < 0,0040 % 0,003 % < N < 0,010 % 0,0001 % < S < 0,005 % 0,0001 % < P < 0,025 % donde el contenido de titanio y nitrógeno satisface la siguiente relación: Ti/N > 3,42 y los contenidos de carbono, manganeso, cromo y silicio satisfacen la siguiente relación:
    comprendiendo el acero opcionalmente uno o más de los siguientes elementos: 0,05 % < Mo < 0,65 % 0,001 % < W < 0,30 %% 0,0005 % < Ca < 0,005 % siendo el resto hierro e impurezas inevitablemente resultantes de la fabricación, y estando unidas la primera y la segunda porciones de pieza de acero recubierta por una junta de soldadura (22) producida por soldadura mediante un rayo láser utilizando un alambre de aportación (20) con la siguiente composición, en peso: 0 001 0 001 0 001 0 001 0 001
    0 001 0 001 % < Al < 0,30 % 0 001 % < 0 001 % < 0 001 % < Ti < 0,30 % 0 001 0 001 0 001
    siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación, la junta de soldadura (22) se caracteriza, además, por: (a) un factor de templado FTjs de la junta de soldadura (22) tal que FTjs -0,9FTmb s 0 (criterio C2), donde: - FT<mb>es el factor de templado del sustrato de acero (3) menos endurecible entre los sustratos de acero (3) de las dos láminas previamente recubiertas (2), y - los factores de templado FTjs y FTmb se determinan mediante la siguiente fórmula: FT= 128 1553xC 55xMn 267xSi 49xNi 5xCr - 79xAl - 2xNi2 - 1532xC2 - 5xMn2 - 127xSi2 - 40xCxNi - 4xNixMn, donde Al, Cr, Ni, C, Mn y Si son, respectivamente, el contenido medio de aluminio, cromo, níquel, carbono, manganeso y silicio, expresado en porcentaje en peso, de la zona cuyo factor de templado se desea determinar, siendo dicha zona la junta de soldadura (22) en el caso del FTjs y el sustrato menos endurecible en el caso del FT<mb>, y (b) un contenido de carbono Cjs de la junta de soldadura (22) estrictamente inferior al 0,15 % en peso o, si el contenido de carbono C<js>de la junta de soldadura (22) es superior o igual al 0,15 % en peso, un factor de ablandamiento FA<js>de la junta de soldadura (22) tal que FA<js>> 5000 (criterio C3), donde el factor de ablandamiento FAjs de la junta de soldadura (22) se calcula en función del contenido medio de aluminio, cromo, níquel, molibdeno, carbono, manganeso y silicio de la junta de soldadura (22), expresado en porcentaje en peso, mediante la siguiente fórmula: FA= 10291 4384.1 xMo 3676.9SÍ - 522 64xAl - 2221,2xCr - 118,11xN¡ - 1565.1 xC - 246 67xMn, y la variación máxima de dureza AVD(JS) en toda la junta de soldadura (22) es menor o igual al 20 % de la dureza media VDmedia(JS) de la junta de soldadura (22).
  17. 17. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según la reivindicación 16, donde la disminución de la dureza en la Zona afectada por el calor con respecto al metal base de la primera y segunda porciones de pieza de acero recubierta adyacentes a la misma es menor o igual al 8 %.
  18. 18. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según cualquiera de las reivindicaciones 16 y 17, donde la dureza media VDmedia(JS) en la junta de soldadura (22) es menor o igual que 600 VD.
  19. 19. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, donde el contenido de carbono C<js>, en porcentaje en peso, en la junta de soldadura (22) es tal que 1,25 x C<mb>- C<js>^ 0 (criterio C4), donde C<mb>es el contenido de carbono, en porcentaje en peso, del sustrato de acero (3) más endurecible entre los sustratos de acero (3) de la primera y segunda porciones de pieza de acero recubierta.
  20. 20. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, donde el contenido de níquel NI<js>en la junta de soldadura (22) está comprendido entre el 2,0 % en peso y el 11,0 % en peso (criterio C5).
  21. 21. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, donde el acero del sustrato (3) de al menos una de la primera y la segunda porciones de pieza de acero recubierta comprende, en peso: 0,15 % < C < 0,25 % 0,8 % < Mn < 1,8 % 0,1 % < Si < 0,35 % 0,01 % < Cr < 0,5 % Ti < 0,1 % Al < 0,1 % S < 0,05 % P <0,1 % B < 0,005 % siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
  22. 22. Pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 21, donde el alambre de aportación (20) tiene la siguiente composición, en peso: 0,02 % < C < 0,45 %, 0,05 % < Mn < 20 % 0,001 % < Si < 1 % 7 % < Ni < 56 % 0,001 % < Cr < 30 % 0,001 % < Mo < 5 % 0,001 % < Al < 0,30 % 0,001 % < Cu < 1,80 % 0,001 % < Nb < 1,50 % 0,001 % < Ti < 0,30 % 0,001 % < N < 10 % 0,001 % < V < 0,1 % 0,001 % < Co < 0,20 %, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la fabricación.
  23. 23. Uso de una pieza de acero soldada, conformada por estampado en caliente y enfriada según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, para producir una pieza antiintrusión o una pieza de absorción de energía para un vehículo de motor.
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RU (1) RU2742865C1 (es)
UA (1) UA127702C2 (es)
WO (2) WO2019102255A1 (es)
ZA (1) ZA202002674B (es)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018010132A1 (en) * 2016-07-14 2018-01-18 GM Global Technology Operations LLC Multi-beam laser spot welding of coated steels
DE102017219534A1 (de) * 2017-11-03 2019-05-09 Audi Ag Verfahren zum Herstellen einer Überlappungsverbindung und Karosseriebauteil für ein Fahrzeug
WO2019102255A1 (en) * 2017-11-24 2019-05-31 Arcelormittal Method of producing a welded steel blank with the provision of a filler wire having a defined carbon content, associated welded blank, method of producing a welded part with hot press-formed and cooled steel part and associated part
DE102018107291B4 (de) * 2018-03-27 2025-11-06 Voestalpine Automotive Components Linz Gmbh Verfahren zum Schweißen beschichteter Stahlbleche
WO2019189927A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 古河電気工業株式会社 溶接方法および溶接装置
KR20220136507A (ko) 2018-06-22 2022-10-07 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 강판, 테일러드 블랭크, 열간 프레스 성형품, 강관, 중공상 ??칭 성형품, 강판의 제조 방법, 테일러드 블랭크의 제조 방법, 열간 프레스 성형품의 제조 방법, 강관의 제조 방법 및 중공상 ??칭 성형품의 제조 방법
EP3814045A4 (en) * 2018-06-27 2022-05-11 Magna International Inc. LASER WELDING OF COATED STEEL BLANKS WITH CORRED WIRE
US20220072658A1 (en) * 2018-12-24 2022-03-10 Arcelormittal Method for producing a welded steel blank and associated welded steel blank
DE102019131906A1 (de) * 2019-11-26 2021-05-27 Voestalpine Automotive Components Linz Gmbh Verfahren zum Verschweißen beschichteter Stahlbleche
DE102019131908A1 (de) * 2019-11-26 2021-05-27 Voestalpine Automotive Components Linz Gmbh Verfahren zum Verschweißen beschichteter Stahlbleche
WO2021162101A1 (ja) * 2020-02-13 2021-08-19 日本製鉄株式会社 接合部品及びその製造方法
KR102308832B1 (ko) * 2020-10-29 2021-10-05 현대제철 주식회사 알루미늄계 도금 블랭크 및 이의 제조방법
KR102845674B1 (ko) * 2020-12-18 2025-08-14 주식회사 포스코 Al-Fe계 금속간합금층이 형성된 열간프레스용 강판을 이용한 테일러 웰디드 블랭크의 제조방법
CN114905149B (zh) * 2021-02-08 2023-07-14 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种涂层钢的激光填粉焊接及热处理方法
KR102440343B1 (ko) * 2021-06-30 2022-09-05 현대제철 주식회사 알루미늄계 도금 블랭크 및 이의 제조방법
KR20230005631A (ko) 2021-07-01 2023-01-10 주식회사 포스코 알루미늄계 도금층을 갖는 강판의 레이저 용접용 탄소 필라멘트 와이어, 이를 이용한 알루미늄계 도금층을 갖는 강판의 레이저 용접방법 및 이에 의해 제조된 용접 제품
KR102785702B1 (ko) * 2021-08-05 2025-03-26 주식회사 포스코 테일러 웰디드 블랭크, 열간성형부재 및 이들의 제조방법
JP7832450B2 (ja) * 2021-12-14 2026-03-18 日本製鉄株式会社 アルミニウムめっき鋼板の溶接用ソリッドワイヤ、及び溶接継手の製造方法
WO2023110583A1 (de) * 2021-12-17 2023-06-22 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh VERFAHREN ZUM SCHWEIßEN VON ZINKBESCHICHTETEN STAHLBLECHEN MIT EINEM LASERSTRAHL
EP4279194A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-22 Braun GmbH Personal care device and method of manufacturing a personal care device
CN115255715B (zh) * 2022-08-24 2024-04-16 湖南瑞华新材料有限公司 一种激光焊接用合金焊丝及提高镀铝硼钢焊缝强度的方法
CN116393869A (zh) * 2023-03-10 2023-07-07 苏州大学 一种带有铝硅镀层热成形钢拼焊板用焊丝及其应用
WO2025182498A1 (ja) * 2024-02-26 2025-09-04 日本製鉄株式会社 突合せ溶接継手、テーラードブランクおよび突合せ溶接継手の製造方法
JP7758258B1 (ja) * 2024-03-08 2025-10-22 Ｊｆｅスチール株式会社 レーザ溶接継手およびその製造方法
CN118321755B (zh) * 2024-06-13 2024-08-13 通威微电子有限公司 碳化硅激光冷裂方法
CN118789167B (zh) * 2024-09-13 2024-12-17 小米汽车科技有限公司 一种激光拼焊焊丝、Al-Si涂层热成形钢板及其制备方法及车辆

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08276286A (ja) 1995-04-04 1996-10-22 Nippon Steel Corp 溶接部継手靱性に優れた鋼板のレーザー溶接方法
JPH08333626A (ja) * 1995-06-06 1996-12-17 Nkk Corp 溶接性、音響異方性および大入熱継手特性に優れた厚物鋼の製造方法
JPH0941125A (ja) 1995-07-28 1997-02-10 Hitachi Seiki Co Ltd 金属表面硬化方法
GC0000233A (en) * 2000-08-07 2006-03-29 Exxonmobil Upstream Res Co Weld metals with superior low temperature toughness for joining high strength, low alloy steels
JP2002361469A (ja) * 2001-06-12 2002-12-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶接方法
JP2006218500A (ja) * 2005-02-09 2006-08-24 Nippon Steel Corp 薄鋼板のレーザー突合せ溶接鋼板およびその溶接方法
JP4990500B2 (ja) * 2005-02-14 2012-08-01 新日本製鐵株式会社 部材内硬さの均一性に優れた高強度自動車用部材およびその製造方法
JP5098217B2 (ja) 2005-09-28 2012-12-12 新日鐵住金株式会社 溶接部の耐食性および耐亜鉛脆化割れ性に優れた亜鉛めっき鋼板の溶接継手並びにその製造方法
WO2007118939A1 (fr) 2006-04-19 2007-10-25 Arcelor France Procede de fabrication d'une piece soudee a tres hautes caracteristiques mecaniques a partir d'une tole laminee et revetue
WO2008110670A1 (fr) 2007-03-14 2008-09-18 Arcelormittal France Acier pour formage a chaud ou trempe sous outil a ductilite amelioree
JP5323552B2 (ja) * 2008-03-31 2013-10-23 株式会社神戸製鋼所 スポット溶接継手の十字引張強度に優れた焼入れ用鋼板
WO2012070359A1 (ja) * 2010-11-22 2012-05-31 新日本製鐵株式会社 電子ビーム溶接継手及び電子ビーム溶接用鋼材とその製造方法
KR101423445B1 (ko) * 2010-11-22 2014-07-24 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 전자 빔 용접 조인트 및 전자 빔 용접용 강재와 그의 제조 방법
WO2013014481A1 (fr) 2011-07-26 2013-01-31 Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl Pièce d'acier soudée préalablement mise en forme à chaud à très haute résistance mécanique et procédé de fabrication
JP2015510452A (ja) * 2011-12-20 2015-04-09 アクティエボラゲット・エスコーエッフ フラッシュバット溶接によって鋼構成要素を製造する方法、および本方法を用いて作成された構成要素
CN104204257B (zh) * 2012-03-28 2016-07-27 新日铁住金株式会社 热锻压用拼焊板和热锻压构件以及它们的制造方法
JP5316670B1 (ja) * 2012-04-17 2013-10-16 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ用のテーラードブランクとその製造方法
JP5316664B2 (ja) 2012-03-28 2013-10-16 新日鐵住金株式会社 ホットスタンプ用のテーラードブランク
JP6107437B2 (ja) * 2012-06-08 2017-04-05 Ｊｆｅスチール株式会社 耐硫化物応力腐食割れ性に優れた油井用低合金高強度継目無鋼管の製造方法
DE102012111118B3 (de) 2012-11-19 2014-04-03 Wisco Tailored Blanks Gmbh Verfahren zum Laserschweißen eines oder mehrerer Werkstücke aus härtbarem Stahl im Stumpfstoß
KR101448473B1 (ko) 2012-12-03 2014-10-10 현대하이스코 주식회사 테일러 웰디드 블랭크, 그 제조방법 및 이를 이용한 핫스탬핑 부품
CA2904122C (en) 2013-03-14 2018-07-10 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation High strength steel sheet excellent in delayed fracture resistance and low temperature toughness, and high strength member manufactured using the same
EP3150324A1 (en) 2013-12-12 2017-04-05 Autotech Engineering, A.I.E. Methods for joining two blanks and products obtained
WO2015150848A1 (fr) 2014-03-31 2015-10-08 Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl Procede de fabrication a haute productivite de pieces d'acier revêtues et durcies a la presse
EP2942143B1 (en) 2014-05-09 2017-03-15 Gestamp HardTech AB Methods for joining two blanks and blanks and products obtained
WO2016016676A1 (fr) 2014-07-30 2016-02-04 ArcelorMittal Investigación y Desarrollo, S.L. Procédé de fabrication de tôles d'acier, pour durcissement sous presse, et pièces obtenues par ce procédé
KR101637084B1 (ko) * 2014-09-18 2016-07-06 부산대학교 산학협력단 필러와이어 및 이를 이용한 맞춤용접블랭크 제조방법
JP6288287B2 (ja) 2014-10-03 2018-03-07 新日鐵住金株式会社 ろう付継手の製造方法及びろう付継手
CA2964729C (en) * 2014-11-19 2020-03-10 Nippon Steel Corporation Laser welded joint, vehicle component, manufacturing method of laser welded joint, and manufacturing method of vehicle component
KR101714121B1 (ko) 2014-11-21 2017-03-09 현대자동차주식회사 테일러 웰디드 블랭크 제조방법
EP3325209B1 (en) * 2015-07-21 2020-09-30 Illinois Tool Works Inc. Aluminum alloy welding wire
DE102015115915A1 (de) * 2015-09-21 2017-03-23 Wisco Tailored Blanks Gmbh Laserschweißverfahren zur Herstellung eines Blechhalbzeugs aus härtbarem Stahl mit einer Beschichtung auf Aluminium- oder Aluminium-Silizium-Basis
JP6852273B2 (ja) 2016-04-11 2021-03-31 日本製鉄株式会社 テーラードブランク成形材の製造方法
WO2019102255A1 (en) * 2017-11-24 2019-05-31 Arcelormittal Method of producing a welded steel blank with the provision of a filler wire having a defined carbon content, associated welded blank, method of producing a welded part with hot press-formed and cooled steel part and associated part

Also Published As

Publication number Publication date
EP4306259A2 (en) 2024-01-17
PL3713705T3 (pl) 2024-04-08
MA50881B1 (fr) 2023-12-29
BR112020010105A2 (pt) 2020-11-03
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CN111432975A (zh) 2020-07-17
UA127702C2 (uk) 2023-12-06
CA3207139A1 (en) 2019-05-31
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WO2019102424A1 (en) 2019-05-31
DE202018006833U1 (de) 2023-10-09
CN115138973A (zh) 2022-10-04
HUE064488T2 (hu) 2024-03-28
CN115138974A (zh) 2022-10-04
CA3082963A1 (en) 2019-05-31
US11945503B2 (en) 2024-04-02
BR112020010105B1 (pt) 2022-12-20
JP2023120195A (ja) 2023-08-29
KR102269978B1 (ko) 2021-06-28
US20230399051A1 (en) 2023-12-14
JP7052041B2 (ja) 2022-04-11
CN115138975A (zh) 2022-10-04
CN115194331A (zh) 2022-10-18
RU2742865C1 (ru) 2021-02-11
EP4282576A3 (en) 2024-03-13
MA50881A (fr) 2020-09-30
JP2022104942A (ja) 2022-07-12
US20250206375A1 (en) 2025-06-26
EP3713705A1 (en) 2020-09-30
JP7286833B2 (ja) 2023-06-05
WO2019102255A1 (en) 2019-05-31
KR20200069362A (ko) 2020-06-16
ZA202002674B (en) 2021-04-28
MX2020005327A (es) 2020-08-13
MX2025001457A (es) 2025-03-07
JP2021504570A (ja) 2021-02-15
EP4282576A2 (en) 2023-11-29
EP4306259A3 (en) 2024-03-27
EP3713705B1 (en) 2023-11-08
JP7549703B2 (ja) 2024-09-11
FI3713705T3 (fi) 2024-01-24
US20200353983A1 (en) 2020-11-12

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