本发明涉及一种钢板的加工方法，尤其涉及一种采用水射流提高钢材焊接性能的方法及其焊接方法。
背景技术：
目前，市场上流通一种新型钢板带有铝硅涂层，铝硅涂层的存在对钢板的焊接造成不利的影响。铝等元素容易进入焊缝金属当中并残留形成残留物，残留物容易导致焊接接头力学性能变差，如抗拉强度降低等，也对耐高温性能和腐蚀性能有一定的影响，因此，对钢板焊接前的预处理操作十分重要。保留更厚的涂层会使铝合金含量过高，完全不保留涂层会使焊缝铝、硅变得极少或者没有，现有技术的剥离钢板表面的涂层的方法大多是激光剥离法，激光设备成本高，不易操作，激光剥离后对钢板的焊接性能有一定的影响。
中国专利公开号为cn106232285a的发明专利申请公开了一种带铝或者铝合金镀层的钢制焊接部件及其制造方法，该方法剥离了表面100%的铝层，并保留了100%的金属间化合物层；中国专利公开号为cn206105157u的发明专利申请公开了一种用于制备旨在用于焊接随后在压力下硬化的涂覆有铝的钢板的方法和装置，对应的焊接坯件，该方法剥离了90-95%的铝层，保留了5-10%的铝层和100%的金属间化合物层；金属间化合物层的含量较高，在一些特定环境下会形成多种铁铝金属间脆性相：导致材料的韧性变差尤其在一些特点环境，比如低温情况。
中国专利公开号为106334875a的发明专利申请公开了一种由滚轧的涂镀板制造具有良好机械特性的焊接部件的方法，该方法剥离了包括100%的铝层和100%的金属间化合物层的所有涂层物质，由于al、si也是钢材力学性能强化的元素之一，比如形成间隙原子造成固溶强化，与其他金属，包括非金属如c等形成金属键连接或者共价键链接的物质，在钢材内部形成第二相沉淀强化。同时，al、si在高温时易在钢材表面形成多种氧化物起到被保护基材铁不受氧化而腐蚀。因此，完全剥离100%的化合物层对钢材的焊接反而不利。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种采用水射流提高钢材焊接性能的方法及其焊接方法，采用高压水射流去除钢板表面进行焊接操作区域的铝硅涂层，能避免以铝元素为主要成分的杂质进入焊缝区域降低焊接接头的力学性能，对焊缝技术力学与抗氧化更有利。
本发明是这样实现的：
一种采用水射流提高钢材焊接性能的方法，该方法至少包括如下步骤：
步骤1：获得两块铝硅涂层钢板，所述的铝硅涂层钢板包括基体材质和上、下两层涂层，涂层由铝层和接触基体材质的金属间化合物层构成，铝层的铝质量含量大于50%；
步骤2：通过高压水射流去除待焊接区域的100%的铝层和0%-100%的金属间化合物层，形成剥离区域；
步骤3：将所述的两块铝硅涂层钢板通过剥离区域进行焊接操作。
在所述的步骤1中，金属间化合物层由铁铝硅组成。
在所述的步骤2中，剥离区域的宽度为0.2-3mm。
在所述的步骤2中，剥离区域的宽度为0.3-1.5mm。
在所述的步骤2中，在所述的步骤2中，高压水射流操作由第一高压水流在两块铝硅涂层钢板的一个镀面上完成。
在所述的步骤2中，高压水射流操作由第一高压水流、第二高压水流同时在两块铝硅涂层钢板的两个镀面上完成。
在所述的步骤2中，在所述的高压水射流的水中添加磨料。
在所述的步骤3中，在去除涂层部分的铝硅涂层钢板之间的焊接操作包括电弧焊接、等离子焊接或激光焊接。
一种通过水射流处理的钢材的焊接方法，该方法至少包括如下步骤：
步骤1：抽取两块所述的铝硅涂层钢板通过剥离区域进行焊接；
步骤2：焊接操作完成后对焊接件进行整体加热至完全奥氏体化温度，并在此温度区间保温；
步骤3：之后对焊接件进行冲压成型，并进行冷却获得冲压成型件。
在所述的步骤1中，进行焊接的所述的两块铝硅涂层钢板的焊接边之间的焊接间距不大于0.5mm。
本发明使用高压水射流而非激光对涂层钢板进行剥离，在剥离效率、剥离质量和设备的维护保养等方面达到了同样的使用目的，且高压水射流与激光热源比较大大降低了成本，可以节省费用70%以上；该方法将在焊接板领域中得到广泛的应用，其加工的钢板及其焊接件尤其可广泛应用于汽车等工业领域中。
本发明采用高压水射流去除钢板表面进行焊接操作区域的铝硅涂层，能避免以铝元素为主要成分的杂质进入焊缝区域降低焊接接头的力学性能，对焊缝技术力学与抗氧化更有利。
附图说明
图1是本发明采用水射流提高钢材焊接性能的方法的钢材结构示意图。
图2是本发明采用水射流提高钢材焊接性能的方法的等离子弧剥离示意图。
图3是本发明采用水射流提高钢材焊接性能的方法的激光拼焊示意图。
图中，1基体材质，101涂层，11铝层，12金属间化合物层，13剥离区域，51第一高压水流，52第二高压水流，61第一激光测厚扫描反馈系统，62第二激光测厚扫描反馈系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参见附图1所示，一种采用水射流提高钢材焊接性能的方法，该方法至少包括如下步骤：
步骤1：获得两块铝硅涂层钢板，所述的两块铝硅涂层钢板包括基体材质1和上、下两层涂层101，所述的涂层101由铝层11和接触基体材质1的金属间化合物层12构成，所述的铝层11的铝质量含量大于50%。
步骤2：通过高压水射流的方法去除待焊接区域的100%的铝层11和0%-100%的金属间化合物层12，形成剥离区域13，其中，高压水射流的压力在150mpa以上。
步骤3：将所述的两块铝硅涂层钢板通过所述的剥离区域13进行焊接操作。
在所述的步骤1中，所述的铝硅涂层钢板的厚度为0.5-3mm，所述的铝硅涂层钢板上的涂层101具有不同厚度。
在所述的步骤1中，所述的金属间化合物层12由铁铝硅组成。
在所述的步骤2中，所述的高压水射流操作由第一高压水流51在所述的铝硅涂层钢板的一个镀面上完成。
在所述的步骤2中，所述的高压水射流操作由第一高压水流51、第二高压水流52同时在所述的铝硅涂层钢板的两个镀面上完成。
所述的高压水射流的水中可以添加各类磨料，如石榴石等，能提高加工的效果，也可不添加磨料。
在所述的步骤2中，所述的剥离区域13的宽度为0.2-3mm，优选为0.3-1.5mm。
在所述的步骤3中，在去除涂层部分的所述的铝硅涂层钢板之间的焊接操作包括电弧焊接、等离子焊接或激光焊接等。
一种通过水射流处理的钢材的焊接方法，该方法至少包括如下步骤：
步骤1：抽取两块铝硅涂层钢板通过剥离区域13进行焊接。
步骤2：焊接操作完成后对焊接件进行整体加热至完全奥氏体化温度，并在此温度区间保温一定时间。
步骤3：之后对焊接件进行冲压成型，并以一定的速度进行冷却，获得马氏体组织在体积分数上占主要部分的冲压成型件，该成型件实现力学硬化。
在所述的步骤1中，进行焊接的所述的两块铝硅涂层钢板的焊接边之间的焊接间距不大于0.5mm。
所述的冲压成型件应用于车辆的结构部件中。
实施例1：
选用两台高压水射流机器，功率200kw，水射流压力280mpa，其具有两把水枪，开机时从两把水枪发射高压水流——第一高压水流51、第二高压水流52。铝硅涂层钢板固定在可运动的工作台上。铝硅涂层钢板的尺寸为200mmx150mmx2.5mm一块，200mmx150mmx2.0mm一块。待焊接的剥离区域13位于200mm长边一侧。铝合金的涂层101位于铝硅涂层钢板的上下面，每个面的涂层101总厚度为20um。取样做金相分析，确定金属间化合物层12的厚度约5um。铝硅涂层钢板为热冲压冷却硬化型钢材，硬化后的抗拉强度约为1350mpa（正负偏差50mpa）。
第一高压水流51、第二高压水流52对准铝硅涂层钢板的中心线，第一高压水流51、第二高压水流52的后面为第一激光测厚扫描反馈系统61、第二激光测厚扫描反馈系统62。水枪开机后，铝硅涂层钢板相对于水枪以6m/min的速度运动。上下表面待焊区域约1.0mm宽度将被烧蚀剥离，厚度方向确定保留5um，请参见附图2所示。每一块铝硅涂层钢板经过高压水射流加工后进入下一道焊接工序。
请参见附图3所示，焊接采用4kw连续性光纤激光，焊接速度10m/min，铝硅涂层钢板的间隙为0mm。
采用常规的激光拼焊设备对经过加工的一对钢板，在剥离区域13进激光焊接。焊接完成后，采用加热炉将焊接件加热至930-950摄氏度，保温5分钟。在热冲压机上进行冲压，同时以大于马氏体转变临界冷却速度的速度进行冷却，确保材料已经完成了合格的马氏体转化。对钢板焊接处进行多次杯突测试，杯突试验值分别为7.9和8.2，合格（杯突试验值超过基材杯突值的75%即可）。对工件进行最终检验，无破裂发生在材料任何区域，在工件出取样（包含焊缝）进行力学拉伸测试。母材的抗拉强度为1350mpa，材料焊接后的抗拉强度为1335mpa，通过砂轮打磨后的焊接件的抗拉强度为1243mpa，合格（材料的抗拉强度大于母材的抗拉强度的90%即可）。
实施例2：
选用两台高压水射流机器，功率200kw，水射流压力280mpa，其具有两把水枪，开机时从两把水枪发射高压水流——第一高压水流51、第二高压水流52。铝硅涂层钢板固定在可运动的工作台上。铝硅涂层钢板的尺寸为200mmx150mmx2.5mm一块，200mmx150mmx2.0mm一块。待焊接的剥离区域13位于200mm长边一侧。铝合金的涂层101位于铝硅涂层钢板的上下面，每个面的涂层101总厚度为20um。取样做金相分析，确定金属间化合物层12的厚度约5um。铝硅涂层钢板为热冲压冷却硬化型钢材，硬化后的抗拉强度约为1350mpa（正负偏差50mpa）。
第一等高压水流51、第二等高压水流52对准铝硅涂层钢板的中心线，第一高压水流51、第二高压水流52的后面为第一激光测厚扫描反馈系统61、第二激光测厚扫描反馈系统62。水枪开机后，铝硅涂层钢板相对水枪以6m/min的速度运动。上下表面待焊区域约1.0mm宽度将被烧蚀剥离，厚度方向确定保留1um，请参见附图2所示。每一块铝硅涂层钢板经过高压水射流加工后进入下一道焊接工序。
请参见附图3所示，焊接采用4kw连续性光纤激光，焊接速度10m/min，铝硅涂层钢板的间隙为0mm。
采用常规的激光拼焊设备对经过加工的一对钢板，在剥离区域13进激光焊接。焊接完成后，采用加热炉将焊接件加热至930-950摄氏度，保温5分钟。在热冲压机上进行冲压，同时以大于马氏体转变临界冷却速度的速度进行冷却，确保材料已经完成了合格的马氏体转化。对钢板焊接处进行多次杯突测试，杯突试验值分别为8.0和8.3，合格（杯突试验值超过基材杯突值的75%即可）。对工件进行最终检验，无破裂发生在材料任何区域，在工件出取样（包含焊缝）进行力学拉伸测试。母材的抗拉强度为1350mpa，材料焊接后的抗拉强度为1310mpa，通过砂轮打磨后的焊接件的抗拉强度为1280mpa，合格（材料的抗拉强度大于母材的抗拉强度的90%即可）。
实施例3:
选用两台高压水射流机器，功率200kw，水射流压力280mpa，，其具有两把水枪，开机时从两把水枪发射高压水流——第一高压水流51、第二高压水流52。铝硅涂层钢板固定在可运动的工作台上。铝硅涂层钢板的尺寸为200mmx150mmx2.5mm一块，200mmx150mmx2.0mm一块。待焊接的剥离区域13位于200mm长边一侧。铝合金的涂层101位于铝硅涂层钢板的上下面，每个面的涂层101总厚度为20um。取样做金相分析，确定金属间化合物层12的厚度约5um。铝硅涂层钢板为热冲压冷却硬化型钢材，硬化后的抗拉强度约为1350mpa（正负偏差50mpa）。
第一等高压水流51、第二等高压水流52对准铝硅涂层钢板的中心线，第一高压水流51、第二高压水流52的后面为第一激光测厚扫描反馈系统61、第二激光测厚扫描反馈系统62。水枪开机后，铝硅涂层钢板相对于水枪以6m/min的速度运动。上下表面待焊区域约1.0mm宽度将被烧蚀剥离，厚度方向确定保留0um，请参见附图2所示。每一块铝硅涂层钢板经过高压水射流加工后进入下一道焊接工序。
请参见附图3所示，焊接采用4kw连续性光纤激光，焊接速度10m/min，铝硅涂层钢板的间隙为0mm。
采用常规的激光拼焊设备对经过加工的一对钢板，在剥离区域13进激光焊接。焊接完成后，采用加热炉将焊接件加热至930-950摄氏度，保温5分钟。在热冲压机上进行冲压，同时以大于马氏体转变临界冷却速度的速度进行冷却，确保材料已经完成了合格的马氏体转化。对钢板焊接处进行多次杯突测试，杯突试验值分别为8.2和8.4，合格（杯突试验值超过基材杯突值的75%即可）。对工件进行最终检验，无破裂发生在材料任何区域，在工件出取样（包含焊缝）进行力学拉伸测试。母材的抗拉强度为1350mpa，材料焊接后的抗拉强度为1305mpa，通过砂轮打磨后的焊接件的抗拉强度为1301mpa，合格（材料的抗拉强度大于母材的抗拉强度的90%即可）。