(57)【要約】  別のプレコート金属シートに溶接するためのプレコート金属シートの作製方法は、  −金属基材（３）の両面の内の少なくとも１つの面（１０）上にプレコーティング層（５）を備えたプレコート金属シート（１）を用意するステップ、その後、  −前記プレコート金属シート（１）の少なくとも１つの面（１０）上の、前記プレコーティング層（５）の少なくとも一部を除去して、除去区画（７）を形成するステップであって、前記除去が前記プレコーティング層（５）上に対するレーザービーム（１５）の衝突により行われ、除去の間、前記除去ステップが前記レーザービーム（１５）の金属シート（１）に対する前進方向（Ａ）への相対移動を含むステップ、の連続的ステップを含む。除去の間、金属シート（１）の前記面（１０）上のレーザービーム（１５）の直角投影が、金属シート（１）の除去が既に行われている区画内に位置するように、及びレーザービーム（１５）が金属シート（１）の面の垂直方向（Ｎ）との間で１２°〜５０°の傾斜角（α）を形成するように、レーザービーム（１５）が金属シート（１）の面（１０）に対し傾斜される。
2019505387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
別のプレコート金属シート（１’；１”）に溶接するためのプレコート金属シート（１’；１”）の作製方法であって、
−金属基材（３）の両面の内の少なくとも１つの面（１０）上にプレコーティング層（５）を備えたプレコート金属シート（１）を用意するステップ、次いで
−前記プレコート金属シート（１）の少なくとも１つの面（１０）上の、前記プレコーティング層（５）の少なくとも一部を除去して、除去区画（７）を形成するステップであって、前記除去が前記プレコーティング層（５）上に対するレーザービーム（１５）の衝突により行われ、前記除去の間、前記除去ステップが前記レーザービーム（１５）の金属シート（１）に対する前進方向（Ａ）への相対移動を含むステップ、の連続的ステップを含み、前記除去の間、前記レーザービーム（１５）が前記金属シート（１）の前記面（１０）に対し、傾斜され、それにより、前記レーザービーム（１５）の金属シート（１）の前記面（１０）上への直角投影が前記金属シート（１）の前記除去が既に実施されている区画内に配置されること、及びレーザービーム（１５）が、前記金属シート（１）の面（１０）の垂直方向（Ｎ）との間で１２°〜５０°の傾斜角（α）を形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プレコーティング層（５）が、アルミニウム、アルミニウム系層又はアルミニウム合金層である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プレコーティング層（５）が、ケイ素をさらに含むアルミニウム合金の層である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、１５°〜４５°である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、２０°〜４０°である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、２５°〜４０°である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、２５°〜３５°である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザービーム（１５）が、パルスレーザービームである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プレコーティング層（５）が、上面に金属合金の層（１１）を有する金属間化合物合金の層（９）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記除去区画（７）が、金属合金の層（１１）を完全に含まない、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の下面（１０）上に形成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の下面（１０）及び上面（１０）上に同時に形成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記除去が吸引なしで実施される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記除去がガス吹き込みなしで実施される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記除去ステップの間、レーザーヘッド（１７）の出力レンズと前記金属シート（１）との間の距離が、１５０ｍｍ以上、特に、１５０ｍｍ〜２５０ｍｍである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属基材（３）が鋼から作製される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記基材（３）の鋼が、
０．１０重量％≦Ｃ≦０．５重量％
０．５≦Ｍｎ≦３重量％
０．１≦Ｓｉ≦１重量％
０．０１≦Ｓｉ≦１重量％
Ｔｉ≦０．２重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．０１０重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基材（３）の鋼が、
０．１５重量％≦Ｃ≦０．２５重量％
０．８≦Ｍｎ≦１．８重量％
０．１重量％≦Ｓｉ≦０．３５重量％
０．０１≦Ｃｒ≦０．５重量％
Ｔｉ≦０．１重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．００５重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記基材（３）の鋼が、
０．０４０重量％≦Ｃ≦０．１００重量％
０．８０≦Ｍｎ≦２．００重量％
Ｓｉ≦０．３０重量％
Ｓ≦０．００５重量％
Ｐ≦０．０３０重量％
０．０１０重量％≦Ａｌ≦０．０７０重量％
０．０１５重量％≦Ｎｂ≦０．１００重量％
Ｔｉ≦０．０８０重量％
Ｎ≦０．００９重量％
Ｃｕ≦０．１００重量％
Ｎｉ≦０．１００重量％
Ｃｒ≦０．１００重量％
Ｍｏ≦０．１００重量％
Ｃａ≦０．００６重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記鋼の微細構造がフェライト−パーライトである、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記用意するステップの間、２枚のプレコート金属シート（１）が供給され、それらは並べて配置され、前記２枚のプレコート金属シート（１）の間に所定の空隙が残され、その後、前記除去ステップ中、少なくとも一部の前記プレコーティング層（５）がそれぞれの前記２枚の金属シート（１）から同時に除去され、前記金属シート（１）のそれぞれの除去区画（７）が同時に形成され、前記レーザービーム（１５）が、前記除去ステップの間、前記２枚の金属シート（１）に重なるように配置される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の周辺部（６）に位置する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の端部（１３）に完全には隣接しない、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記除去区画（７）を形成する除去ステップ後、前記金属シート（１”）を平面（２０）に沿って切断し、周辺部に前記プレコーティング層（５）を少なくとも部分的に含まない区画（７）を含む金属シート（１’）を形成する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
金属シート（１’、１”）であって、面（１０）の少なくとも１つ上にプレコーティング層（５）を有する金属基材（３）を含み、前記金属シート（１’）が、前記少なくとも１つの面（１０）上に除去区画（７）を含み、前記プレコーティング層（５）がその厚さの一部にわたり除去され、前記除去区画（７）において、半値幅の位置の前記プレコーティング厚さ（ｈ１／２）と、前記除去区画（７）の端部から前記プレコーティングの半値幅の位置の厚さ（ｈ１／２）までの幅の１／３の位置のプレコーティング厚さ（ｈ１／３）との間の差の比率として定義される、前記除去区画（７）内に残っている前記除去区画（７）の幅に沿ったプレコーティング層（５）の一部の厚さの相対的差異Δは、厳密に０％より大きく、５０％以下である、金属シート（１’、１”）。
【請求項２６】
前記プレコーティング層（５）が、上面に金属合金の層（１１）を有する金属間化合物合金の層（９）を含む、請求項２５に記載の金属シート（１’、１”）。
【請求項２７】
前記除去区画（７）が、金属合金の層（１１）を完全に含まない、請求項２６に記載の金属シート（１’、１”）。
【請求項２８】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１’）の周辺部（６）に位置する、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の金属シート（１’）。
【請求項２９】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の端部（１３）に完全には隣接しない、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の金属シート（１”）。
【請求項３０】
溶接ブランクを製造する方法であって、
−請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の少なくとも２枚の金属シート（１’）、又は請求項２９に記載の少なくとも１枚の金属シート（１”）から、その周辺部に、プレコーティング層（５）の少なくとも一部を含まない区画（７）を含む金属シート（１’）を得るように前記除去区画（７）で切断することにより得られる少なくとも２枚の金属シート（１’）、又は請求項１〜２２及び２４のいずれか一項に記載の方法により製造された少なくとも２枚の金属シート（１’）を用意するステップ、次いで
−これらの２枚の金属シート（１’）を突合わせ溶接するステップであって、前記溶接接合が、除去区画（７）を含む端部（１３）上で実施されるステップ、の連続的ステップを含む方法。
【請求項３１】
前記２つの突合わせ溶接した金属シート（１’）が異なる厚さを有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
熱間プレス部品を製造する方法であって、
−請求項３０に記載の方法又は請求項３１に記載の方法を用いて得られた溶接ブランクを用意するステップ；次いで
−前記溶接ブランクを、前記ブランクを構成する金属シート（１）の基材（３）にオーステナイト構造を部分的に又は完全に付与するように加熱するステップ、次いで、
−前記ブランクを熱間プレス成形して熱間プレス部品を得るステップ；
−前記部品を、目的とする機械的性質を与えることができる速度で冷却するステップ、の連続ステップを含む方法。
【請求項３３】
前記冷却速度が、前記少なくとも２枚の金属シート（１’）の基材（３）の鋼又は前記少なくとも１枚の金属シート（１”）の基材（３）の鋼のマルテンサイト臨界冷却速度よりも大きい、請求項３２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、別のプレコート金属シートに溶接するためのプレコート金属シートの作製方法に関し、該方法は、
−金属基材の両面の内の少なくとも１つの面上にプレコーティング層を備えたプレコート金属シートを用意するステップ、次いで
−前記プレコート金属シートの少なくとも１つの面上の、前記プレコーティング層の少なくとも一部を除去して、除去区画を形成するステップであって、前記除去が前記プレコーティング層上に対するレーザービームの衝突により行われ、除去の間、前記除去ステップが前記レーザービームの金属シートに対する前進方向への相対移動を含むステップ、の連続的ステップを含む。
【背景技術】
【０００２】
特許出願ＥＰ２００７５４５は、プレコーティングでプレコートした金属シートから溶接部品を製造する方法を記載しており、このプレコーティングは、上面に金属合金の層を有する金属間化合物合金の層を含む。溶接の前に、この方法を行っている間に、その後の溶接時の金属シートの周辺部で融解したプレコーティングの比率を制限するために、プレコーティングの少なくとも一部がレーザービームを使用したアブレーションにより除去され、同時に、金属間化合物合金層の少なくとも一部を保持して、溶接継手の両側に位置する保護区画を腐食から保護する。
【０００３】
公報ＫＲ１０−１３４６３１７は、溶接の前に、アルミニウム及びケイ素系コーティングが金属シートの周辺部から除去される方法を記載している。ＫＲ１０−１３４６３１７は、レーザーヘッドの垂直に対する５°〜１０°の角度の傾斜が金属シートによる反射ビームがレーザーの光学素子に衝突するのを防ぐことを教示している。ＫＲ１０−１３４６３１７は、除去中、レーザー移動方向に対しレーザーヘッドをどちら側に傾斜させる必要があるかを明記していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第２００７５４５号明細書
【特許文献２】韓国登録特許第１０−１３４６３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの方法から出発すると、本発明の１つの目的は、別のプレコート金属シートに溶接するためのプレコート金属シートの作製方法を提供し、プレコーティングのアブレーション時間を減らした場合でも、満足できる機械的性質を有する溶接継手を得ることを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のために、本発明は、上記のプレコート金属シートを作製する方法に関し、この方法では、除去中、金属シートの前記面上のレーザービームの直角投影が、金属シートの除去が既に行われている区画内に位置するように、及びレーザービームが金属シート面に直角の方向に対し１２°〜５０°の傾斜角を形成するように、レーザービームが金属シートの面に対し傾斜される。
【０００７】
本方法の具体的な特徴によれば、
−プレコーティング層は、アルミニウム、アルミニウム系層又はアルミニウム合金層であり；
−プレコーティング層は、ケイ素をさらに含むアルミニウム合金層であり；
−レーザービームの傾斜角度は、１５°〜４５°であり；
−レーザービームの傾斜角度は、２０°〜４０°であり；
−レーザービームの傾斜角度は、２５°〜４０°であり；
−レーザービームの傾斜角度は、２５°〜３５°であり；
−レーザービームはパルスレーザービームであり；
−除去ステップ中、レーザーヘッドの出力レンズと金属シートとの間の距離は、１５０ｍｍ以上、特に、１５０ｍｍ〜２５０ｍｍであり；
−除去はガス吹き込みなしで実施され；
−除去は吸引なしで実施され；
−プレコーティング層は、上面に金属合金の層を有する金属間化合物合金の層を含み；
−除去区画は、金属合金層が完全になく；
−除去区画は、金属シートの下面上に形成され；
−除去区画は、金属シートの下面上及び上面上に同時に形成され；
−金属基材は鋼から作製され；
−基材の鋼は、
０．１０重量％≦Ｃ≦０．５重量％
０．５≦Ｍｎ≦３重量％
０．１≦Ｓｉ≦１重量％
０．０１≦Ｓｉ≦１重量％
Ｔｉ≦０．２重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．０１０重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物であり；
−基材の鋼は、
０．１５重量％≦Ｃ≦０．２５重量％
０．８≦Ｍｎ≦１．８重量％
０．１重量％≦Ｓｉ≦０．３５重量％
０．０１≦Ｃｒ≦０．５重量％
Ｔｉ≦０．１重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．００５重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物であり；
−基材の鋼は、
０．０４０重量％≦Ｃ≦０．１００重量％
０．８０≦Ｍｎ≦２．００重量％
Ｓｉ≦０．３０重量％
Ｓ≦０．００５重量％
Ｐ≦０．０３０重量％
０．０１０重量％≦Ａｌ≦０．０７０重量％
０．０１５重量％≦Ｎｂ≦０．１００重量％
Ｔｉ≦０．０８０重量％
Ｎ≦０．００９重量％
Ｃｕ≦０．１００重量％
Ｎｉ≦０．１００重量％
Ｃｒ≦０．１００重量％
Ｍｏ≦０．１００重量％
Ｃａ≦０．００６重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物であり；
−前記鋼の微細構造は、フェライト−パーライトであり；
−用意するステップの間、２枚のプレコート金属シートが供給され、それらは並べて配置され、２枚のプレコート金属シートの間に所定の空隙が残され、その後、除去ステップ中、プレコーティング層の少なくとも一部がそれぞれの２枚の金属シートから同時に除去されて、前記金属シートのそれぞれの除去区画が同時に形成され、レーザービームは、除去ステップの間、２枚の金属シートに重なるように配置され；
−除去区画は、金属シートの周辺部に位置し；
−除去区画は、金属シートの端部に完全には隣接しておらず；
−方法は、除去区画を形成する除去ステップ後、金属シートを平面に沿って切断して、周辺部にプレコーティング層の少なくとも一部を含まない区画を含む金属シートを形成するステップをさらに含む。
【０００８】
本発明はまた、金属基材の両面の内の少なくとも１つの面上にプレコーティング層を備えた金属シートに関し、該金属シートは、前記少なくとも１つの面上に、プレコーティング層がその厚さの部分から除去された除去区画を含む。
【０００９】
金属シートの具体的な特徴によれば、
−除去区画において、除去区画の幅に沿った、半値幅の位置のプレコーティング厚さと、除去区画の端部からプレコーティングの半値幅の位置の厚さまでの幅の１／３の位置のプレコーティング厚さとの間の差の比率として定義される、除去区画内に残っているプレコーティング層の部分の厚さの相対的差異Δは、厳密に０％より大きく、５０％以下である。
−プレコーティング層は、上面に金属合金の層を有する金属間化合物合金の層を含み；
−除去区画は、金属合金層が完全になく；
−除去区画は、金属シートの周辺部に位置し；
−除去区画は、金属シートの端部に完全には隣接していない。
【００１０】
本発明はまた、溶接ブランクを製造する方法に関し、該方法は、
−除去区画が金属シートの周辺部に位置する上述の少なくとも２枚の金属シート、又は除去区画が金属シートの端部に完全には隣接していない少なくとも１枚の金属シートから、周辺部にプレコーティング層の少なくとも一部を含まない区画を含む金属シートを得るように除去区画で切断することにより得られる、上述の少なくとも２枚の金属シート、又は上述の製造方法を用いて製造された上述の少なくとも２枚の金属シートを用意するステップ、次いで
−これらの２枚の金属シートを突合わせ溶接するステップであって、溶接接合が、除去区画を含む端部上で実施されるステップ、の連続的ステップを含む。
【００１１】
この方法の詳細な特徴によれば、２つの突合わせ溶接した金属シートは、異なる厚さを有する。
【００１２】
本発明はまた、熱間プレス部品を製造する方法に関し、該方法は、
−上述の方法により得られた溶接ブランクを用意するステップ、次いで、
−前記溶接ブランクを、前記ブランクを構成する金属シートの基材にオーステナイト構造を部分的に又は完全に付与するように加熱するステップ、次いで、
−前記ブランクを熱間プレス成形して熱間プレス部品を得るステップ、
−部品を、目的とする機械的性質を付与することができる速度で冷却するステップ、の連続的ステップを含む。
【００１３】
本方法の詳細な特徴によれば、冷却速度は、前記少なくとも２枚の金属シートの基材の鋼又は前記少なくとも１枚の金属シートの基材の鋼のマルテンサイト臨界冷却速度よりも大きい。
【００１４】
本発明は、例としてのみ提供され、添付図面を参照して行われる次の説明を読めば、さらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、最初のプレコート金属シートの略図である。
【図２】図２は、作製方法を用いて得た金属シートの略図である。
【図３】図３は、一代替例による金属シートの略図である。
【図４】図４は、除去、すなわち、作製方法のアブレーションステップの略図である。
【図５】図５は、レーザービームの傾斜角の関数としての処理速度を示すグラフである。
【図６】図６は、レーザービームが２５°〜５０°の角度αで傾斜された場合の本発明の条件下で得られたアブレーション区画の形状の断面略図である。
【図７】図７は、製造方法の除去ステップの斜視略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、別の部品、特に、同様に作製された第２のプレコート金属シートに溶接するためのプレコート金属シートの作製方法に関する。
【００１７】
本発明による方法は、
−金属基材の両面の内の少なくとも１つの面上にプレコーティング層５を有する金属基材３を含む最初のプレコート金属シート１を用意するステップ；及び
−前記最初のプレコート金属シートの少なくとも１つの面１０上の、前記プレコーティング層５の少なくとも一部を除去するステップ、を含む。
【００１８】
図１は、本発明による方法の用意するステップで用意される最初のプレコート金属シート１の例を示す。
【００１９】
本発明の状況において、表現「金属シート」は、広く及び特に、任意の鋼帯又は鋼帯、スプール又はシートから切り出される任意の対象物を意味すると理解するべきである。図１に示される特定のケースでは、この金属シート１は、２つの面１０及び４つの端部１３を含む。ただし、本発明はこの特定の形状に限定されない。
【００２０】
図１に示すように、プレコート金属シート１は、両面の内の少なくとも１つの上に、基材３上に重なり合って、基材３と接触しているプレコーティング層５を有する金属基材３を含む。
【００２１】
基材３は、好都合には、鋼から作製された基材である。
【００２２】
基材３の鋼は、より具体的には、微細構造がフェライト−パーライトの鋼である。
【００２３】
基材３は、好都合には、熱処理用の鋼、特にホットスタンプ可能な鋼、及び特に、２２ＭｎＢ５型の鋼などのマンガン及びホウ素系鋼である。
【００２４】
一実施形態によれば、基材３の鋼は、
０．１０重量％≦Ｃ≦０．５重量％
０．５≦Ｍｎ≦３重量％
０．１≦Ｓｉ≦１重量％
０．０１≦Ｓｉ≦１重量％
Ｔｉ≦０．２重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．０１０重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である。
【００２５】
より具体的には、基材３の鋼は、
０．１５重量％≦Ｃ≦０．２５重量％
０．８≦Ｍｎ≦１．８重量％
０．１重量％≦Ｓｉ≦０．３５重量％
０．０１≦Ｃｒ≦０．５重量％
Ｔｉ≦０．１重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．００５重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である。
【００２６】
又は、基材３の鋼は、
０．０４０重量％≦Ｃ≦０．１００重量％
０．８０≦Ｍｎ≦２．００重量％
Ｓｉ≦０．３０重量％
Ｓ≦０．００５重量％
Ｐ≦０．０３０重量％
０．０１０重量％≦Ａｌ≦０．０７０重量％
０．０１５重量％≦Ｎｂ≦０．１００重量％
Ｔｉ≦０．０８０重量％
Ｎ≦０．００９重量％
Ｃｕ≦０．１００重量％
Ｎｉ≦０．１００重量％
Ｃｒ≦０．１００重量％
Ｍｏ≦０．１００重量％
Ｃａ≦０．００６重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である。
【００２７】
一例として、金属基材３は、所望の厚みに応じて、熱間圧延、又は冷間圧延に続く焼鈍、又は任意の他の適切な製造方法により得られる。
【００２８】
基材３は、好都合には、０．５ｍｍ〜４ｍｍ、特に約１．５ｍｍの厚さを有する。
【００２９】
プレコーティング層５は、浸漬、すなわち、融解金属浴中へ浸漬することにより得られる層である。この層は、上面に金属合金１１層を有する基材３と接触している金属間化合物合金９の層を含む。
【００３０】
金属間化合物合金９の層は、基材３と浴の融解金属との反応から生じる。この金属間化合物合金９の層は、金属合金１１の少なくとも１種の元素及び基材３の少なくとも１種の元素を含む金属間化合物を含む。その厚さは通常、約数マイクロメートルである。特に、その平均厚さは、通常、２〜７マイクロメートルである。
【００３１】
金属合金１１の層は、浴の融解金属の組成に極めて近い組成を有する。この層は、浴中で移動させる間の、浴からの一部の融解金属の鋼帯による取込から生ずる。その厚みは、浴の出口に配置された適切な制御要素、特にガスジェット、特に空気又は窒素ジェットを用いて制御される。例えば、これは、１９〜３３μｍの平均厚み又は１０〜２０μｍの平均厚みを有する。
【００３２】
プレコーティング層５は、より具体的には、アルミニウムの層、アルミニウム合金層又はアルミニウム系合金層である。この場合、金属間化合物合金９の層は、Ｆｅｘ−Ａｌｙ型、特にＦｅ２Ａｌ５の金属間化合物を含む。
【００３３】
「アルミニウム合金」は、５０重量％を超えるアルミニウムを含む合金を意味する。
【００３４】
「アルミニウム系合金」は、アルミニウムが重量で主要構成成分である合金を意味する。
【００３５】
一実施形態では、プレコーティング層５は、ケイ素をさらに含むアルミニウム合金の層である。一例として、金属合金１１の層は、
８重量％≦Ｓｉ≦１１重量％
２重量％≦Ｓｉ≦４重量％を含み、
残りは、アルミニウム及び可能な不純物である。
【００３６】
浸漬コーティングにより得られるプレコーティング５の層の詳細な構造は、特に、特許出願ＥＰ２００７５４５に記載されている。
【００３７】
好都合には、また、図１で示されるように、基材３は、２つの面１０のそれぞれ上にこのようなプレコーティング層５を備える。
【００３８】
好都合には、最初のプレコート金属シート１は、前述の特性を有するプレコート鋼帯から、切断、特に剪断加工又はレーザー切断により得られる。
【００３９】
用意ステップ後、本発明による方法は、前記最初のプレコート金属シート１の少なくとも１つの面１０上の、除去区画７の前記プレコーティング層５の少なくとも一部を除去することを含む。
【００４０】
図２は、除去後に得られた金属シートを示す。
【００４１】
図２に示した例では、除去区画７は、最初のプレコート金属シート１の周辺部６に位置している。
【００４２】
好都合にも、このステップ中に、金属合金１１の層は完全に除去される。
【００４３】
プレコーティング層５の少なくとも一部の除去は、好都合である。実際に、除去しないと、プレコート金属シートの別の金属シートへの溶接中に、プレコーティング層５の一部が融解区画内で基材３で希釈され、この区画は、溶接操作中に液体状態となり、また、この溶接操作後、固化し、同時に、２枚の金属シート間の接合を形成する。
【００４４】
その後、２つの現象が発生し得る：
−第１の現象によれば、プレコーティングの部分の希釈が生じることにより、この区画内の融解金属中のアルミニウム含量が増加し、金属間化合物の形成に繋がる。これらは、機械的応力が加わる場合には、破壊開始部位になり得る。
【００４５】
−第２の現象としては、融解区画内の固溶体中のアルファゲン元素（ａｌｐｈａｇｅｎｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）であるアルミニウムは、熱間プレス成形の前の加熱ステップ中のこの区画のオーステナイトへの変態を遅らせる。したがって、熱間成形後の冷却後に、融解区画内で完全な急冷構造を得ることはもはや可能ではなく、溶接継手はフェライトを含む。したがって、融解区画は、２枚の隣接する金属シートより低い硬度及び機械的な引張強度を有する。
【００４６】
したがって、本発明による作製方法の状況においては、融解区画に入り込み、機械的性質に悪影響を与え得るプレコーティング層５の元素の量を減らすことが望まれる。
【００４７】
本発明の発明者らは、アルミニウム系プレコーティング層５に対し、除去ステップの最後に、残っているプレコーティング層５の一部が最大で約５μｍの平均厚さを有する場合に、溶接継手の機械的性質の観点から満足できる結果が得られることを観察した。アルミニウム系プレコーティングの場合、鋼金属シートの浸漬コーティング中に一般に得られる金属間化合物合金層９の平均厚さを考慮すると、この厚さは、金属合金層１１の完全な除去及び金属間化合物合金９の層のおそらく部分的な除去に相当する。
【００４８】
この除去ステップ中、金属間化合物合金９の層は、除去区画７の全表面に対し少なくとも部分的に残させるのが好ましい。好都合にも、このステップの最後に、金属間化合物合金９の層は、少なくとも１μｍに相当する厚さが残る。
【００４９】
金属間化合物合金１１の層の少なくとも一部が除去区画７内に残るのが有利である。まさしく、実際には、溶接操作中の融解区画の幅の何らかの変動を考慮すると、除去区画７の幅は、溶接中の融解区画の幅より大きい。したがって、溶接操作の後で、溶接継手の両側上に、プレコーティング層５が少なくとも部分的に除去された領域が残る。しかも、アルミニウム系プレコーティング層５の１つの目的は、金属シート１を溶接継手の熱間プレス成形後に腐食から保護することである。調査から、溶接継手に隣接する除去区画７のこれらの領域では、少なくとも一部の金属間化合物合金層９をこれらの領域の全表面上に残すことにより、溶接した構築物の腐食に対する十分な保護を付与することが可能になったことが明らかになった。
【００５０】
特に、区画７の全部の位置で少なくとも１μｍに相当する厚さを有する金属間化合物合金層が除去区画７内に残されて、溶接継手に隣接する領域内で溶接構築物に対する満足できる耐腐食性を与える。
【００５１】
又は、耐腐食性がそれほど重要でない場合には、除去区画７内の金属間化合物合金１１の層を完全に除去することが可能である。
【００５２】
本発明によれば、プレコーティング層５の少なくとも部分的な除去がプレコーティング層５に衝突するレーザービーム１５を用いて実施される。
【００５３】
図４〜６は、側面図として、レーザービーム１５を用いた除去ステップを模式的に示す。
【００５４】
レーザービーム１５は、レーザーヘッド１７により放出される。
【００５５】
除去ステップは、除去の間の、レーザービーム１５の金属シート１に対するＡで示されるレーザー前進方向における相対移動を含む。この前進方向は、図４及び６で矢印により示される。
【００５６】
レーザービーム１５の前進方向Ａへの相対移動は、例えば、
−レーザービーム１５の前進方向Ａへの移動、金属シート１は静止のまま；又は
−金属シート１５のＡの逆方向への移動、レーザービーム１５は静止のまま；又は
−レーザービーム１５のＡに沿った、及び金属シート１のＡの逆方向への、両方の移動、に相当する。
【００５７】
一例として、除去ステップ中に、下記の特性を有するレーザービーム１５が使われる：
レーザービーム１５は、好都合にも、長方形又は正方形の断面を有する。
【００５８】
一例として、レーザービーム１５は、処理される金属シート１の面１０上に、表面積０．４ｍｍ２〜３ｍｍ２、好都合には、０．７ｍｍ２〜１．５ｍｍ２の焦点を生成する。
【００５９】
レーザーは、好ましくは、パルスレーザー、例えば、Ｑスイッチ式、パルスファイバーレーザー又はパルスダイオードレーザーである。
【００６０】
パルス持続時間は、ナノ秒の程度である。パルス持続時間は、特に、１ナノ秒〜３００ナノ秒、好ましくは１０ナノ秒〜１５０ナノ秒、さらにより好ましくは３０ナノ秒〜８０ナノ秒である。
【００６１】
レーザービーム１５の定格出力は、特に２００Ｗ〜１．７ｋＷ、好ましくは４００Ｗ〜１．７ｋＷである。
【００６２】
好ましくは、除去ステップ中、レーザーヘッド１７の出力レンズと処理される金属シート１の面１０との間の距離に相当する作業距離は、１５０ｍｍ以上である。
【００６３】
実際に、除去ステップ中、レーザービーム１５によるアブレーションから生じる突起は、処理される面１０に対し１００ｍｍ以下の高さに突き出る。この突起高さは、ほとんどの突起では５０ｍｍ以下までになる。したがって、１５０ｍｍ以上の作業距離により、レーザービーム１５によるアブレーションから生ずる何らかの放射によるレーザーヘッドのレンズの汚れのリスクが回避可能となる。出力レンズと処理される面１０との間に位置するレーザーヘッド１７の構成要素に対する、特に突起から出力レンズを保護する目的のいずれかの保護要素に対する突起は、本発明による方法の状況においては問題にならないことに気付くであろう。
【００６４】
この作業距離は、１５０ｍｍ〜２５０ｍｍであるのが好都合である。
【００６５】
実際に、２５０ｍｍ超の作業距離の使用により、特に、除去ステップのコストが大きく増加する。理由は、前記で示した作業距離の範囲の場合には、レーザー光学素子中で、非標準レンズ、特に、通常使用されるレンズより大きなレンズ、及びより多くのレンズの使用が必要となるためである。
【００６６】
この作業距離は、１９０ｍｍ〜２１５ｍｍであるのが好ましい。
【００６７】
本発明によれば、除去ステップ中に、レーザービーム１５は、特定の方法で、金属シート１に対し配向される。
【００６８】
除去ステップ中のレーザービーム１５の特定の配向は、図４に模式的に示されている。
【００６９】
図１〜６は、以下の配向の説明を容易にするために、座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を備えている。図から分かるように、この座標系の軸ｘは、レーザービーム１５の前進方向Ａを向いている。座標系の軸ｚは、金属シート１の厚みに沿って配向し、基材３の半値厚から出発してアブレーション表面の方向に、すなわち、アブレーションが金属シート１の上面１０上で実施される場合には上方向に、アブレーションが金属シート１の下面１０上で実施される場合は下方向に向いている。座標系の軸ｙは、軸ｘ及びｚに垂直であり、これら２つの軸ｘ、ｚと直接座標系を形成するように配向される。
【００７０】
下面１０は、除去ステップの実施中に下方を向いている面である。上面１０は、除去ステップの実施中に上方を向いている面である。
【００７１】
図４に示すように、除去中、レーザービーム１５は、除去が実施される金属シート１の面１０に対する垂線Ｎに対しαの傾斜角で傾斜し、前記垂線Ｎは、金属シート１の除去が既に実施された区画内で取られる。この角度αは、レーザービーム１５の軸Ｌと、除去が実施される金属シート１の面１０に対する垂線Ｎとの間の角度であり、前記垂線Ｎは、金属シート１の除去が既に実施された区画内で取られる。
【００７２】
この傾斜角αは鋭角である。鋭角は、厳密に０°〜９０°の角度を意味し、境界値の角度は含まれない。
【００７３】
レーザービーム１５は、レーザービーム１５の軸の、処理される金属シート１の面１０上への直角投影が、金属シート１の除去が既に実施された区画内に位置するようにさらに傾斜される。したがって、レーザービーム１５は、処理される金属シート１の面１０に向けて、前進方向Ａの方向に放射される。換言すれば、前記レーザービーム１５の照射ヘッド１７は、前進方向Ａの方向において、金属シート１上のレーザービーム１５の衝突区画の後方に配置される。
【００７４】
図３及び４に示すように、レーザービーム１５は、前進方向Ａにおいてレーザービーム１５の衝突区画の下流に位置する金属シート１の面１０の区画、すなわち、まだ処理されていない金属シートの領域と鈍角を形成し、レーザービーム１５の衝突区画の上流の金属シートの面１０の区画、すなわち、まだ処理されていない金属シート領域と鋭角を形成する。
【００７５】
レーザービーム１５の軸Ｌは、処理される金属シート１の面１０に垂直な面内に完全にあり、前進方向Ａを含むことに気付くであろう。
【００７６】
本発明によれば、傾斜角αは、１２°〜５０°である。
【００７７】
本発明の状況においては、レーザービーム１５の所定の傾斜角αに対し、Ｖｍがレーザービーム１５の前進速度として定義される。この速度は、金属合金１１の全層が除去され、その位置に金属間化合物合金９の全層が残されている場合の速度である。したがって、前進速度が厳密にＶｍ超の場合、金属合金１１の前記層の一部が区画７内に残っている。
【００７８】
本発明の発明者らは、意外にも、レーザービーム１５が除去中に上述の向きで、１２°〜５０°の傾斜角αで傾斜すると、速度Ｖｍ（α）が、角度αが０°（Ｖｍ（０°）と表示）の場合、すなわち、処理される面１０に実質的に垂直のレーザービーム１５の場合より少なくとも１５％大きくなることに気付いた。したがって、角度αは、図４に示すように、金属シート１の面に対する垂線Ｎ方向に対し定義される。
【００７９】
これらの結果は、図５に示され、この図は、発明者らにより実施された実験により得られた傾斜角αの関数としての比率ＶＭ（α）／Ｖ（０°）の変化を示す。これは、以下でさらに詳細に説明される。
【００８０】
したがって、上述の配向は有利である。理由は、その配向により、従来の、レーザービームが処理される面１０に垂直に配向される場合の許容可能な速度Ｖｍに比べて、少なくとも１５％大きいレーザービーム１５の前進速度が実施可能となり、同時に、除去品質の観点で少なくとも同等の品質結果が得られるためである。しかも、このような前進速度の増大は、金属シート１の処理時間の短縮をもたらし、したがって、この方法の有効性を高め、生産コストの削減ももたらす。
【００８１】
好都合には、傾斜角αは、１５°〜４５°である。実際に、本発明の発明者らは、この範囲の傾斜角αでは、速度Ｖｍ（α）が、αが０°に相当する値、すなわち、レーザービーム１５が処理される金属シート１の面１０に実質的に垂直である場合の速度より、少なくとも２５％大きいことに気付いた。この好ましい範囲は、それが金属シート１の処理時間のさらに大きな削減を可能とするために、さらに有利である。
【００８２】
さらに好都合には、傾斜角αは、２０°〜４０°である。実際に、本発明の発明者らは、この範囲の傾斜角αでは、速度Ｖｍ（α）が、αが０°に相当する値、すなわち、レーザービーム１５が処理される金属シート１の面１０に実質的に垂直である場合の速度より、少なくとも４０％大きいことに気付いた。この好ましい範囲は、それが金属シート１の処理時間のさらに大きな削減を可能とするために、またさらに有利である。
【００８３】
これらの結果も図５に示す。
【００８４】
またさらに好都合には、傾斜角αは、２５°〜３５°である。実際に、図５に示すように、この範囲の傾斜角αでは、Ｖｍ（α）は、αが０°に相当する値、すなわち、レーザービーム１５が処理される金属シート１の面１０に実質的に垂直である場合の速度より、少なくとも７５％大きい。この好ましい範囲は、それが金属シート１の処理時間のさらに大きな削減を可能とするために、またさらに有利である。
【００８５】
図５に示すように、３０°〜３５°の傾斜角αに対しては、速度Ｖｍ（α）は、角度αが０°に相当する場合の値の２倍に等しい。
【００８６】
一実施形態では、除去を行うために、速度は、金属合金１１の層が除去区画７内で実質的に完全に除去され、金属間化合物合金９の層はそのまま維持されるように、Ｖｍとほぼ等しく選択される。
【００８７】
又は、レーザービーム１５の前進速度は、金属間化合物合金９の層を除去区画７の全表面にわたり少なくとも部分的に除去するように、Ｖｍより低く選択される。この場合、上記範囲内でのレーザービーム１５の傾斜は、少なくとも同一の除去結果を得るために、処理される面１０に垂直なレーザービーム１５の前進速度に比べて厳密により大きい前進速度を選択するのを可能とする。
【００８８】
除去ステップの終わりに、図２に略図として示す作製した金属シート１’が得られる。この金属シート１’は、次の特徴を有する。
【００８９】
これは、面１０の少なくとも１つの上において、前に定義したプレコーティング層５でコートされた金属基材３を含み、その周辺部６に、プレコーティング層５の少なくとも一部が存在しない除去区画７を有する。
【００９０】
金属シート１’は、別の金属シートを横に並べて配置した後、区画７に位置する金属シート１の端部１３により画定される平面に沿って突合わせ溶接されることが意図されている。
【００９１】
区画７は、例えば、０．８ｍｍ〜３ｍｍ、特に約０．８ｍｍ〜２ｍｍの幅を有する。これは、金属シート１の少なくとも１つの端部１３に沿って伸びる。
【００９２】
図２に示す例では、金属合金層９は、区画７から完全に除去され、一方、区画７の全表面積にわたり金属間化合物合金層１１の少なくとも一部は残っている。より具体的には、金属間化合物合金１１の層は、区画７内でそのまま維持される。この場合、Ｖｍに相当する前進速度が、除去ステップ中で使用された。
【００９３】
又は、金属合金９の層は、区画７内で完全に除去され、金属間化合物合金１１の層は、区画７の全表面にわたり部分的に除去される。
【００９４】
別の代替例では、金属合金９の層は、区画７内で完全に除去され、金属間化合物合金１１の層は、区画７の全表面にわたり完全に除去される。
【００９５】
図２に示した例では、除去区画７は、金属シート６の周辺部で伸びる。したがって、これは、金属シートの端部１３に直接隣接した区画内で伸びる。この例では、これは、前記端部１３の全長にわたり、端部１３に平行に伸びる。
【００９６】
図３に示した１つの代替例によれば、除去区画７は、プレコート金属シートの端部１３に全く隣接しない区画内に配置される。一例として、それは、前記端部１３の全長にわたり、前記端部から所定の非ゼロの距離の位置で、金属シートの端部１３に平行に伸びる。
【００９７】
この代替例では、このようにして得られた金属シート１”は、次に、軸平面２０に沿って、金属シート１”に垂直に、除去区画７と交差して、特にその中央で切断される。この切断は、例えば、スリッティング又はレーザー切断により実施される。その後、図２に示す金属シート１’が得られる。
【００９８】
一例として、代替例によれば、上述の軸平面２０が除去区画７の中央を通り、除去区画７の幅は、上述の軸平面２０に沿って実施される溶接操作により得られるであろう融解区画の幅より２０％〜４０％大きい。好都合には、除去区画７の幅は、上述の軸平面２０に沿って溶接操作が実施された後で、少なくとも０．１ｍｍの除去区画７が、除去区画７の幅に沿って、融解区画のそれぞれの側に残るように選択される。
【００９９】
又は、除去区画７の幅は、０．４ｍｍ〜３０ｍｍである。０．４ｍｍの最小値は、軸平面２０に沿って切断後、２つの金属シートのそれぞれの上に０．２ｍｍの極めて狭い除去区画を有する２つの金属シートを作製することを可能とする幅に相当する。３０ｍｍの値は、このような除去用の工業的ツールによく適合する除去幅に相当する。その後の切断は、除去区画の中央に位置する軸平面２０上ではなく、除去幅が、本発明の条件により画定される、溶接操作により得られる融解区画の半値幅よりわずかに大きい金属シートを得るのに好適な位置で実施できる。
【０１００】
プレコート金属シート１がそのそれぞれの面上にプレコーティング層５を有する場合、除去ステップは、好都合には、そのそれぞれの面上で、それぞれのレーザーアブレーションヘッド１７を用いて、連続的に、又はほぼ同時に実施される。
【０１０１】
この場合、金属シート１は、それぞれの面１０上に前に定義したような除去区画７を有し、これらの除去区画７は、好都合には、金属シート１’に対する垂線Ｎに沿って互いに向かい合って配置される。
【０１０２】
一実施形態によれば、上記プレコート金属シートの製造方法の除去ステップは、ガスの吹き込みなしで、及び／又は吸引なしで実施される。実際に、吹き込み及び／又は吸引と、上述のレーザービーム１５の傾斜とを一緒に使用することは、除去方法の安定性を低減する虞がある。特に、特定の方向に行われる吸引及び吹き込みは、ブロワノズル又は吸引ノズルの位置決めのたとえ小さな誤差でも、Ｖｍ（０）を超えるアブレーション速度に対して、少なくとも局在的な、アブレーションの欠損を生ずる危険がある。
【０１０３】
本発明の状況において、発明者らは、上述の図５に示す曲線を得ることを可能とした、次の実験を実施した。
【０１０４】
９．３％のケイ素及び２．８％の鉄及び残りはアルミニウムと不可避の不純物を含むアルミニウム合金の融解浴中への浸漬コーティングによりプレコートした鋼帯から切り出した金属シート１から開始した。これらの金属シートは、それぞれの面上に、主にＦｅ２Ａｌ３、Ｆｅ２Ａｌ５及びＦｅｘＡｌｙＳｉｚを含み、ほぼ５μｍに等しい厚さを有して鋼基材３に接触し、上面に約２４μｍに等しい平均厚さのＡｌ−Ｓｉ金属合金層１１を有する金属間化合物合金９の層を含むプレコーティング層５を含む。
【０１０５】
基材３は、重量％による次の組成を有する：
【０１０６】
【表１】
2019505387.tif 000003
【０１０７】
金属合金１１の層は、次に、レーザービームを用いて、異なる傾斜角αに配向されたレーザービーム１５を用いて金属シート１の端部１３から約１．５ｍｍの幅にわたり除去され、同時に、金属間化合物合金９の層を無傷で残した。
【０１０８】
除去は、定格エネルギー１０００Ｗで、周波数１０ｋＨｚでパルスを出力し、約１ｍｍ２の焦点を生成するパルスファイバーレーザーを用いて実施した。パルス持続時間は、７０ナノ秒とほぼ等しい。
【０１０９】
それぞれの傾斜角αに対し、対応する速度Ｖｍを測定した。
【０１１０】
これらの実験は、図５の曲線を得ることを可能とした。図５は以前に既に解析した。
【０１１１】
本発明者らにより、その他の組成の基材３、特に組成：０．０４重量％≦Ｃ≦０．１重量％、０．３重量％≦Ｍｎ≦２重量％、Ｓｉ≦０．３重量％、Ｔｉ≦０．０８重量％、０．０１５重量％≦Ｎｂ≦０．１重量％、Ａｌ≦０．１重量％、Ｓ≦０．０５重量％、Ｐ≦０．１重量％、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ≦０．１重量％、残りは、鉄及び製造から生じる不可避的不純物を有する基材３、並びに上記で特定したように、前述の組成を有するプレコーティング層５でコートしているが、プレコーティング層の総厚みが約３５μｍの基材３、を用いて、類似の結果が得られた。
【０１１２】
Ｑスイッチ式のレーザーを用いても、類似の結果が発明者らにより得られた。
【０１１３】
図５の曲線はまた、処理される面１０上のレーザービーム１５の直角投影が、既に処理された面１０の区画内ではなく、傾斜αの負の角度に対応する、まだ処理されていない面１０の区画内にあるように、レーザービーム１５が傾斜される場合には、本発明により得られる有利な技術的な効果は得られないことも示していることに気付くであろう。
【０１１４】
理論に束縛されることを望むものではないが、本発明の発明者らは、レーザービームの傾斜の観察された有利な効果に関して次の説明を提案する。本発明者らは、レーザービーム１５のプレコーティング層５上への衝突がレーザービームと接触しているプレコーティングの爆発を生じることを観察した。この爆発は、レーザービーム１５の衝突区画の垂直方向の上方に、プレコーティング由来の浮遊状態の粒子を含む金属蒸気を作り出す。レーザービーム１５が面１０の平面に垂直に配向している場合、すなわち、α＝０°の場合、レーザービームは、かなりの高さを越えてこの粒子雲を横切る必要があり、そのエネルギーの一部は、排出されるプレコーティングと何らかの有用な衝突をする前に、その雲中で消散する。これに対して、レーザービーム１５が上述のようにして傾斜されると、そのビームは、粒子雲を横切らないか、又は横切るにしても、横切る程度が少なくなり、そのビームをより有効にする。処理される面１０上のレーザービーム１５の直角投影が、既に処理された面１０の区画内ではなく、傾斜の負の角度に対応する、まだ処理されていない面１０の区画内にあるように、レーザービーム１５が傾斜される場合には、ビームは、同様にかなりの高さを超えて粒子雲を横切る必要があり、したがって、その有効性は、処理される面１０の平面に垂直なビーム１５のケースと同様に低下する。
【０１１５】
実施された実験の状況では、本発明の発明者らは、レーザービーム１５が、２５°〜５０°の傾斜角αで傾斜される場合、アブレーションにより得られる除去区画７は、レーザービーム１５の前進速度に関係なく、大きな表面均一性を有することに気付いた。
【０１１６】
一例として、下表は、本発明の発明者らにより実施された実験の結果を示す。
【０１１７】
【表２】
2019505387.tif 000004
【０１１８】
この表では、Δは、除去区画７を通る所定の断面に対し、区画７に隣接する金属シート１’の端部１３に垂直方向に計測した、
−除去区画７の端部から前記区画の幅に沿って除去区画７の幅の１／３の位置に残っているプレコーティングの厚さ（この実施例では、ｈ１／３で表記され、前記端部は金属シート１の端部１３に対応する。）；及び
−除去区画７の半値幅の位置に残っているプレコーティングの厚さ（ｈ１／２で表記されている。）、の間の相対的差異を表す。
【０１１９】
図６は、これらのパラメータの模式図を示す。
【０１２０】
より具体的には、Δは、次の式を適用することにより得られる：
【０１２１】
【数１】
2019505387.tif 000005
【０１２２】
したがって、Δは、除去ステップの終わりに、除去区画７内に残されているプレコーティングの厚さの均一性の尺度となる。
【０１２３】
前述の場合には、プレコーティング厚さは、基材３から金属シート１’の面１０に垂直の方向に測定した除去区画７内の後者の厚さを意味する。
【０１２４】
上記表では、
Δ≦５０％は、相対的差異が５０％以下であることを意味する。
Δ≦７０％は、相対的差異が７０％以下であることを意味する。
【０１２５】
傾斜ビームを用いたアブレーション後、ｈ１／２＞ｈ１／３（又は、同様な意味合いで：ｈ１／２−ｈ１／３＞０）、すなわち、半値幅の位置でのコーティングの厚さは、この位置から離れた位置で得られた厚さより大きいことが観察される。したがって、Δ＞０％である。
【０１２６】
しかし、本発明者らが行った実験により、傾斜角αが２５°以上である場合、使用した除去速度に関係なく、除去区画７の幅にわたり、プレコーティング厚さの５０％以下の差異Δが観察されることが示された。
【０１２７】
これに対して、小さい傾斜角度の場合、差異Δはより大きく、半値幅の位置に残っているプレコーティングの厚さは、典型的には、上記で定義の幅の１／３の位置の厚さの少なくとも２倍である。
【０１２８】
実際には、プレコーティングのｈ１／３の厚さは、レーザービーム１５の傾斜と共にごくわずか変化することに気付くであろう。アブレーション区画７に残されているプレコーティングの厚さの改善された均一性は、基本的に、レーザービーム１５の傾斜によるコーティング厚さｈ１／２の減少から生じており、厚さｈ１／２は、レーザービーム１５の傾斜が増加すると、ｈ１／３に近づく。
【０１２９】
したがって、２５°〜５０°の傾斜角αの範囲は、除去方法の実質的な生産性と、除去区画７に残っているプレコーティングの厚さの非常に良好な均一性との両方を得ることを可能にする。
【０１３０】
この非常に良好な均一性は有利である。実際に、このような均一性により、溶接継手中のアルミニウム含量を最小限にすることが可能となり、同時に、溶接継手に直接隣接する金属シート１の領域で非常に良好な耐腐食性が得られ、さらにこれらの領域に残っている金属間化合物合金９の層の厚さが最大になる。
【０１３１】
上記で説明したように、２０°〜４０°の傾斜角αの範囲は、さらに良好な生産性を得ることを可能にする。したがって、２５°〜４０°の傾斜角αの範囲は、除去方法の実質的な生産性と、除去区画７に残っているプレコーティングの厚さの非常に良好な均一性との両方を得ることを可能にする。
【０１３２】
同様な結論は、除去区画７が端部１３に隣接していない金属シート１’の場合にも当てはまる。この場合、除去区画７の端部は、除去区画の幅に沿った除去区画の２つの端部の内の１つに相当する。
【０１３３】
したがって、この場合、本発明による除去方法は、以前記載したように、金属シート１’、１”を得ることを可能にし、この場合、除去区画７において、半値幅の位置のプレコーティング厚さｈ１／２と、前記除去区画７の端部からプレコーティングの半値幅の位置の厚さｈ１／２までの幅の１／３の位置のプレコーティング厚さｈ１／３との間の差の比率として定義される、除去区画７内に残っている除去区画７の幅に沿ったプレコーティング層５の一部の厚さの相対的差異Δは、厳密に０％より大きく、５０％以下である。
【０１３４】
本発明はまた、溶接ブランクを製造する方法に関し、該方法は、
−上記の方法により作製した少なくとも２枚の金属シート１’を用意するステップ；
−これらの２枚の金属シート１’を突合わせ溶接するステップであって、溶接接合が、プレコーティング層５が少なくとも部分的に除去され、特に、金属合金層１１が存在しない除去区画７を含む端部１３上で実施されるステップ、を含む。
【０１３５】
溶接方法は、金属基材の組成及び目的の溶接継手の機械的性質に応じて、溶接ワイヤー含有又は非含有のレーザー溶接法が有利である。又は、溶接法は、アーク溶接法である。
【０１３６】
金属シート１’は、同一の厚さを有する。又は、それらは異なる厚さを有する。
【０１３７】
この方法の最後で、互いに突合わせ溶接された２枚のプレコート金属シートを含む溶接ブランクが得られる。
【０１３８】
１つの代替例によれば、用意するステップの間に、以前記載したように少なくとも１枚の金属シート１”から、その周辺部に、プレコーティング層５の少なくとも一部を含まない区画７を含む金属シート１’を得るように除去区画７’内で切断することにより得られた、少なくとも２枚の金属シート１’が用意される。
【０１３９】
本発明はまた、部品を連続的に製造する方法に関し、該方法は、
−上述の方法を用いて得られた溶接ブランクを用意するステップ；
−ブランクを、前記ブランクを構成する金属シートの基材にオーステナイト構造を部分的に又は完全に付与するように加熱するステップ；
−前記ブランクを熱間成形して部品を得るステップ；及び
−部品を、目的とする機械的性質を付与することができる速度で冷却するステップ、を含む。
【０１４０】
好都合には、冷却ステップ中、冷却速度はマルテンサイト臨界冷却速度より大きい。
【０１４１】
このように製造された部品は、例えば、自動車用の構造部品又は安全部品である。
【０１４２】
図で示していない一実施形態によれば、用意するステップの間、上述のように２枚のプレコート金属シート１が用意され、それらは並べて配置され、２枚の金属シートの間に所定の空隙が残され、その後、除去ステップ中、プレコーティング層５の少なくとも一部がそれぞれの２枚の金属シート１から同時に除去されて、前記金属シート１のそれぞれの除去区画７が同時に形成され、レーザービーム１５は、除去ステップの間、２枚の金属シート１に重なるように配置される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年8月22日(2018.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
別のプレコート金属シート（１’；１”）に溶接するためのプレコート金属シート（１’；１”）の作製方法であって、
−金属基材（３）の両面の内の少なくとも１つの面（１０）上にプレコーティング層（５）を備えたプレコート金属シート（１）を用意するステップ、次いで
−前記プレコート金属シート（１）の少なくとも１つの面（１０）上の、前記プレコーティング層（５）の少なくとも一部を除去して、除去区画（７）を形成するステップであって、前記除去が前記プレコーティング層（５）上に対するレーザービーム（１５）の衝突により行われ、前記除去の間、前記除去ステップが前記レーザービーム（１５）の金属シート（１）に対する前進方向（Ａ）への相対移動を含むステップ、の連続的ステップを含み、前記除去の間、前記レーザービーム（１５）が前記金属シート（１）の前記面（１０）に対し、傾斜され、それにより、前記レーザービーム（１５）の金属シート（１）の前記面（１０）上への直角投影が前記金属シート（１）の前記除去が既に実施されている区画内に配置されること、及びレーザービーム（１５）が、前記金属シート（１）の面（１０）の垂直方向（Ｎ）との間で１２°〜５０°の傾斜角（α）を形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プレコーティング層（５）が、アルミニウム、アルミニウム系層又はアルミニウム合金層である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プレコーティング層（５）が、ケイ素をさらに含むアルミニウム合金の層である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、１５°〜４５°である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、２０°〜４０°である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、２５°〜４０°である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザービーム（１５）の傾斜角（α）が、２５°〜３５°である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザービーム（１５）が、パルスレーザービームである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記プレコーティング層（５）が、上面に金属合金の層（１１）を有する金属間化合物合金の層（９）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記除去区画（７）が、金属合金の層（１１）を完全に含まない、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の下面（１０）上に形成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の下面（１０）及び上面（１０）上に同時に形成される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記除去が吸引なしで実施される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記除去がガス吹き込みなしで実施される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記除去ステップの間、レーザーヘッド（１７）の出力レンズと前記金属シート（１）との間の距離が、１５０ｍｍ以上である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記金属基材（３）が鋼から作製される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記基材（３）の鋼が、
０．１０重量％≦Ｃ≦０．５重量％
０．５≦Ｍｎ≦３重量％
０．１≦Ｓｉ≦１重量％
０．０１≦Ｓｉ≦１重量％
Ｔｉ≦０．２重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．０１０重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基材（３）の鋼が、
０．１５重量％≦Ｃ≦０．２５重量％
０．８≦Ｍｎ≦１．８重量％
０．１重量％≦Ｓｉ≦０．３５重量％
０．０１≦Ｃｒ≦０．５重量％
Ｔｉ≦０．１重量％
Ａｌ≦０．１重量％
Ｓ≦０．０５重量％
Ｐ≦０．１重量％
Ｂ≦０．００５重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記基材（３）の鋼が、
０．０４０重量％≦Ｃ≦０．１００重量％
０．８０≦Ｍｎ≦２．００重量％
Ｓｉ≦０．３０重量％
Ｓ≦０．００５重量％
Ｐ≦０．０３０重量％
０．０１０重量％≦Ａｌ≦０．０７０重量％
０．０１５重量％≦Ｎｂ≦０．１００重量％
Ｔｉ≦０．０８０重量％
Ｎ≦０．００９重量％
Ｃｕ≦０．１００重量％
Ｎｉ≦０．１００重量％
Ｃｒ≦０．１００重量％
Ｍｏ≦０．１００重量％
Ｃａ≦０．００６重量％、を含み；
残部は、鉄及び製錬由来の不純物である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記鋼の微細構造がフェライト−パーライトである、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記用意するステップの間、２枚のプレコート金属シート（１）が供給され、それらは並べて配置され、前記２枚のプレコート金属シート（１）の間に所定の空隙が残され、その後、前記除去ステップ中、少なくとも一部の前記プレコーティング層（５）がそれぞれの前記２枚の金属シート（１）から同時に除去され、前記金属シート（１）のそれぞれの除去区画（７）が同時に形成され、前記レーザービーム（１５）が、前記除去ステップの間、前記２枚の金属シート（１）に重なるように配置される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の周辺部（６）に位置する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の端部（１３）に完全には隣接しない、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記除去区画（７）を形成する除去ステップ後、前記金属シート（１”）を平面（２０）に沿って切断し、周辺部に前記プレコーティング層（５）を少なくとも部分的に含まない区画（７）を含む金属シート（１’）を形成する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
金属シート（１’、１”）であって、面（１０）の少なくとも１つ上にプレコーティング層（５）を有する金属基材（３）を含み、前記金属シート（１’）が、前記少なくとも１つの面（１０）上に除去区画（７）を含み、前記プレコーティング層（５）がその厚さの一部にわたり除去され、前記除去区画（７）において、半値幅の位置の前記プレコーティング厚さ（ｈ１／２）と、前記除去区画（７）の端部から前記プレコーティングの半値幅の位置の厚さ（ｈ１／２）までの幅の１／３の位置のプレコーティング厚さ（ｈ１／３）との間の差の比率として定義される、前記除去区画（７）内に残っている前記除去区画（７）の幅に沿ったプレコーティング層（５）の一部の厚さの相対的差異Δは、厳密に０％より大きく、５０％以下である、金属シート（１’、１”）。
【請求項２６】
前記プレコーティング層（５）が、上面に金属合金の層（１１）を有する金属間化合物合金の層（９）を含む、請求項２５に記載の金属シート（１’、１”）。
【請求項２７】
前記除去区画（７）が、金属合金の層（１１）を完全に含まない、請求項２６に記載の金属シート（１’、１”）。
【請求項２８】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１’）の周辺部（６）に位置する、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の金属シート（１’）。
【請求項２９】
前記除去区画（７）が、前記金属シート（１）の端部（１３）に完全には隣接しない、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の金属シート（１”）。
【請求項３０】
溶接ブランクを製造する方法であって、
−請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の少なくとも２枚の金属シート（１’）、又は請求項２９に記載の少なくとも１枚の金属シート（１”）から、その周辺部に、プレコーティング層（５）の少なくとも一部を含まない区画（７）を含む金属シート（１’）を得るように前記除去区画（７）で切断することにより得られる少なくとも２枚の金属シート（１’）、又は請求項１〜２２及び２４のいずれか一項に記載の方法により製造された少なくとも２枚の金属シート（１’）を用意するステップ、次いで
−これらの２枚の金属シート（１’）を突合わせ溶接するステップであって、前記溶接接合が、除去区画（７）を含む端部（１３）上で実施されるステップ、の連続的ステップを含む方法。
【請求項３１】
前記２つの突合わせ溶接した金属シート（１’）が異なる厚さを有する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
熱間プレス部品を製造する方法であって、
−請求項３０に記載の方法又は請求項３１に記載の方法を用いて得られた溶接ブランクを用意するステップ；次いで
−前記溶接ブランクを、前記ブランクを構成する金属シート（１）の基材（３）にオーステナイト構造を部分的に又は完全に付与するように加熱するステップ、次いで、
−前記ブランクを熱間プレス成形して熱間プレス部品を得るステップ；
−前記部品を、目的とする機械的性質を与えることができる速度で冷却するステップ、の連続ステップを含む方法。
【請求項３３】
前記冷却速度が、前記少なくとも２枚の金属シート（１’）の基材（３）の鋼又は前記少なくとも１枚の金属シート（１”）の基材（３）の鋼のマルテンサイト臨界冷却速度よりも大きい、請求項３２に記載の方法。
【国際調査報告】
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