DE102012015766A1

DE102012015766A1 - Welding two components with each other, comprises relocating components by inserting first filler material to be laser welded using welding laser beam relative to components along laser path, and processing connecting portion of components

Info

Publication number: DE102012015766A1
Application number: DE102012015766A
Authority: DE
Inventors: Dr. Goettsch Ulix; Klaus Goth; Dipl.-Ing. Mike (FH) Pälmer; Claus-Dieter Reiniger
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2013-03-14

Abstract

Welding two components with each other (1), comprises relocating the components in a first step (10) by inserting a first filler material to be laser welded using a welding laser beam relative to the components along a laser path, and processing a connecting portion of the components in a second step (12)along the laser path at least partially by using the laser beam.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen zweier Bauteile miteinander gemäß Anspruch 1.The invention relates to a method for welding two components together according to claim 1.

Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der DE 10 2009 057 997 A1 geht ein Verfahren hervor, bei welchem in einem ersten Schritt miteinander zu fügende Metallbauteile in einem Verschweißbereich durch einen Energieeintrag, insbesondere mittels eines Laserstrahls, unter Ausbildung einer Schweißnaht aufgeschmolzen werden. In einem zweiten Schritt wird eine Oberfläche der Schweißnaht durch einen weiteren Energieeintrag unter teilweisem Aufschmelzen der Schweißnaht im Bereich der Oberfläche geglättet. Dieser weitere Energieeintrag wird vorzugsweise mit Hilfe eines defokussierten Laserstrahls eingebracht. Der zweite Bearbeitungsschritt dient im Wesentlichen dazu, eine Topographie der Schweißnaht optisch und auch in Hinblick auf eine Funktionalität zu verbessern, um beispielsweise dort Dichtungen vorsehen zu können. Ein Zusatzwerkstoff wird weder in dem ersten noch in dem zweiten Schritt aufgebracht. Es ist mit Hilfe dieses Verfahrens nicht möglich, in dem zweiten Schritt Unzulänglichkeiten der in dem ersten Schritt durchgeführten Schweißung zu beheben und/oder die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen zu verbessern: Insbesondere ist dies nicht möglich, wenn – wie bevorzugt – ein Remote-Laserstrahl-Schweißverfahren angewendet wird, bei dem aufgrund der schnellen Neujustierung des Laserstrahls kein Schweißzusatzwerkstoff aufgebracht werden kann.Method of the type discussed here are known. From the DE 10 2009 057 997 A1 shows a method in which to be joined together in a first step metal components in a weld by an energy input, in particular by means of a laser beam, to form a weld. In a second step, a surface of the weld is smoothed by a further input of energy with partial melting of the weld in the region of the surface. This further energy input is preferably introduced by means of a defocused laser beam. The second processing step essentially serves to improve a topography of the weld visually and also with regard to a functionality in order to be able to provide seals there, for example. A filler material is applied neither in the first nor in the second step. It is not possible with the aid of this method, in the second step, to remedy imperfections in the welding carried out in the first step and / or to improve the connection between the two components: in particular, this is not possible if, as is preferred, a remote laser beam Welding method is used in which due to the rapid readjustment of the laser beam no filler metal can be applied.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe nicht nur die Topographie einer in einem ersten Schritt aufgebrachten Schweißnaht in Hinblick auf ihre optische Anmutung und ihre Funktionalität in Zusammenhang mit an ihr vorgesehenen Dichtungen verbessert werden kann, sondern bei dem es zugleich möglich ist, eventuell in dem ersten Schritt aufgetretene Schweißunzulänglichkeiten zu beheben und die Verbindung der beiden Bauteile miteinander zu verbessern.The invention is therefore based on the object to provide a method by means of which not only the topography of a weld applied in a first step can be improved in terms of their visual appeal and their functionality in connection with their intended seals, but in the at the same time, it is possible to remedy welding deficiencies that may have occurred in the first step and to improve the connection of the two components with one another.

Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird.The object is achieved by providing a method with the steps of claim 1.

Das Verfahren dient dem Verschweißen zweier Bauteile miteinander, wobei die Bauteile in einem ersten Schritt unter Einbringen eines ersten Zusatzwerkstoffs laserverschweißt werden. Hierzu wird ein Schweißlaserstrahl relativ zu den Bauteilen entlang einer Laserbahn verlagert. Zugleich wird der erste Zusatzwerkstoff eingebracht, und es wird eine Schweißnaht erzeugt. Ein so in dem ersten Schritt geschaffener Verbindungsbereich der Bauteile wird in einem zweiten Schritt entlang der Laserbahn des ersten Schritts zumindest bereichsweise mit Hilfe eines Laserstrahls bearbeitet. Anders als bei den bekannten Verfahren wird im ersten Schritt eine Laserschweißnaht nicht allein dadurch erzeugt, dass die miteinander zu verbindenden Bauteile aufgeschmolzen werden, sondern es wird zusätzlich ein Zusatzwerkstoff in den Schweißbereich eingebracht, mittels dessen die Schweißnaht erzeugt wird. Hierdurch ist es möglich, in dem zweiten Schritt den im ersten Schritt deponierten Zusatzwerkstoff auf eine solche Weise zu verteilen, dass beispielsweise herausstehende Kanten eines Bauteils abgetragen werden können. Auch Unzulänglichkeiten der Schweißung können durch eine Verteilung des Zusatzwerkstoffs im zweiten Schritt ausgeglichen werden, wodurch letztlich eine Laserschweißnaht, insbesondere eine Laser-Kehlnaht mit hoher Festigkeit und zugleich hoher Oberflächengüte resultiert. Die Verbindung der beiden Bauteile miteinander wird so verbessert.The method is used to weld two components together, wherein the components are laser welded in a first step by introducing a first filler material. For this purpose, a welding laser beam is displaced relative to the components along a laser path. At the same time, the first filler material is introduced, and a weld is produced. A connection region of the components thus created in the first step is processed in a second step along the laser path of the first step at least in regions with the aid of a laser beam. In contrast to the known methods, in the first step, a laser weld seam is not produced solely by melting the components to be joined together, but additionally an additional material is introduced into the weld region, by means of which the weld seam is produced. This makes it possible to distribute the deposited in the first step filler material in the second step in such a way that, for example, protruding edges of a component can be removed. Also imperfections of the weld can be compensated by a distribution of the filler in the second step, which ultimately results in a laser weld, in particular a laser fillet weld with high strength and high surface quality. The connection of the two components with each other is improved.

Die einzige Figur zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1 mit einem ersten Schritt 10, in dem die Bauteile mit Hilfe eines Schweißlasers verschweißt werden und einem zweiten Schritt 12, in dem eine Nachbearbeitung des auf diese Weise erzeugten Verbindungsbereiches erfolgt.The single FIGURE shows a schematic flow diagram of a method according to the invention 1 with a first step 10 in which the components are welded by means of a welding laser and a second step 12 in which a post-processing of the connection area generated in this way takes place.

Vorzugsweise wird in dem ersten Schritt 10 entlang zumindest eines Teiles der Laserbahn, vorzugsweise entlang der gesamten Laserbahn, sehr tief geschweißt, und es wird eine große Menge von Zusatzwerkstoff deponiert. Es wird also vorzugsweise eine Schweißnaht mit großer Tiefe und viel Zusatzwerkstoff erzeugt. Diese Laserschweißnaht kann im zweiten Schritt 12 nicht nur geglättet, sondern auch insbesondere in Hinblick auf ihre Kanten, ihre Tiefe und ihre Festigkeit – bevorzugt durch Verteilen des Zusatzwerkstoffs – optimiert werden.Preferably, in the first step 10 along at least a portion of the laser path, preferably along the entire laser path, very deeply welded, and it is deposited a large amount of filler material. It is therefore preferably produced a weld with great depth and much filler. This laser weld can in the second step 12 not only smoothed, but also in particular with regard to their edges, their depth and their strength - preferably by distributing the filler material - to be optimized.

Es ist möglich, dass die Schweißnaht in dem zweiten Prozessschritt 12 lediglich lokal nachbearbeitet wird. Beispielsweise kann in dem ersten Schritt 10 nur an ausgewählten Stellen eine höhere Menge von Zusatzwerkstoff deponiert werden. Im zweiten Schritt 12 wird dann in diesen Bereichen die Oberfläche in einer solchen Weise in ihrer Form geändert, insbesondere geglättet, dass gewünschte Oberflächeneigenschaften und eine gewünschte Nahtfestigkeit resultiert. Beispielsweise kann dabei der im ersten Schritt 10 aufgebrachte Zusatzwerkstoff so verteilt und/oder verschmolzen werden, wie es zum Erreichen der gewünschten Oberflächeneigenschaften nötig ist.It is possible that the weld in the second process step 12 only be reworked locally. For example, in the first step 10 only at selected points a higher amount of filler material are deposited. At the second step 12 Then, in these areas, the surface is changed in shape in such a way, in particular smoothed, that results in desired surface properties and a desired seam strength. For example, in the first step 10 Applied filler material are distributed and / or fused as it is necessary to achieve the desired surface properties.

Es wird ein Verfahren bevorzugt, dass sich dadurch auszeichnet, dass für den Schweißlaserstrahl des ersten 10 und den Laserstrahl des zweiten Schritts 12 mindestens ein Parameter variiert wird, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einer Bahngeschwindigkeit, einer Fokuslage vor, hinter und/oder neben der Laserbahn, einem Einfallswinkel, einer Leistung und einer Wellenlänge. Auf diese Weise ist es möglich, das Verfahren 1 auf verschiedene Zielsetzungen abzustimmen.A method is preferred that is characterized in that for the welding laser beam of the first 10 and the laser beam of the second step 12 at least one parameter is selected, which is selected from a group consisting of a path velocity, a focal position in front, behind and / or next to the laser path, an angle of incidence, a power and a wavelength. In this way it is possible the procedure 1 to agree on different objectives.

Eine Leistung der Laserstrahlen kann sich unterscheiden, um in dem ersten Schritt 10 ein tiefes Einschweißen und im zweiten Schritt 12 ein lediglich partielles Aufschmelzen des Materials an oder in der Umgebung der Schweißnaht zu erzielen, die in dem ersten Schritt 10 erzeugt wurde.A power of the laser beams may differ to in the first step 10 a deep welding and in the second step 12 to achieve only a partial melting of the material at or in the vicinity of the weld, which in the first step 10 was generated.

Alternativ oder zusätzlich können ein Einfallswinkel und/oder eine Wellenlänge variiert werden, um beispielsweise die Effizienz der Lichteinkopplung verschieden zu gestalten.Alternatively or additionally, an angle of incidence and / or a wavelength can be varied in order, for example, to make the efficiency of the light coupling different.

Alternativ oder zusätzlich ist es über verschiedene Bahngeschwindigkeiten möglich, insbesondere die Wechselwirkung des Lichts mit den zu verbindenden Bauteilen zu variieren.Alternatively or additionally, it is possible over different web speeds, in particular to vary the interaction of the light with the components to be joined.

Alternativ oder zusätzlich kann eine Fokuslage in Hinblick darauf variiert werden, ob sie auf einer Oberfläche der zu schweißenden Bauteile oder – in Strahlrichtung gesehen – vor oder hinter dieser Oberfläche liegt. Insbesondere ist es möglich, den Laserstrahl des zweiten Verfahrensschritts 12 zu defokussieren, um einen breiteren Oberflächenbereich bestrahlen zu können und zugleich die eingestrahlte Flächenleistung zu verringern.Alternatively or additionally, a focus position can be varied with regard to whether it lies on a surface of the components to be welded or, viewed in the beam direction, in front of or behind this surface. In particular, it is possible to use the laser beam of the second method step 12 to defocus to be able to irradiate a wider surface area and at the same time to reduce the incident area performance.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, den Laserstrahl in dem zweiten Schritt 12 auf einen Bereich neben der Laserbahn zu richten, um Randbereiche der im ersten Schritt 10 erzeugten Schweißnaht oder an diese angrenzende Bereiche der zu verbindenden Bauteile zu bearbeiten. Wird in dem zweiten Schritt 12 die Fokuslage relativ zu der Laserbahn des ersten Schritts 10 in einer Richtung versetzt, die in einer Ebene mit der Laserbahn liegt und senkrecht auf dieser steht, kann so insbesondere eine Kante der Schweißnaht aufgeschmolzen und vorzugsweise verrundet werden.Alternatively or additionally, it is possible to use the laser beam in the second step 12 to focus on an area next to the laser track to edge areas of the first step 10 weld produced or adjacent to these areas of the components to be joined. Will in the second step 12 the focus position relative to the laser path of the first step 10 offset in one direction, which lies in a plane with the laser path and is perpendicular to this, so in particular an edge of the weld can be melted and preferably rounded.

Es ist möglich, den Laserstrahl des zweiten Schritts 12 in einem vorherbestimmten Abstand in Richtung der Laserbahn des Schweißlaserstrahls des ersten Schritts 10 hintereinander herlaufen zu lassen. Hierdurch ergibt sich eine rasche, sehr effiziente Bearbeitung. Alternativ ist es auch möglich, dass der Laserstrahl des zweiten Schritts 12 erst über die in dem ersten Schritt erzeugte Schweißnaht geführt wird, wenn deren Schweißung beendet ist. Weiter ist es möglich, dass der Laserstrahl des zweiten Schritts 12 in Gegenrichtung zu der Verlagerungsrichtung des ersten Schritts 10 über die in diesem erzeugte Laserschweißnaht geführt wird.It is possible to use the laser beam of the second step 12 at a predetermined distance in the direction of the laser path of the welding laser beam of the first step 10 to run one behind the other. This results in a fast, very efficient processing. Alternatively, it is also possible that the laser beam of the second step 12 is guided over the weld produced in the first step, when the welding is completed. It is also possible that the laser beam of the second step 12 in the opposite direction to the direction of displacement of the first step 10 is guided over the laser weld produced in this.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens 1 werden der Schweißlaserstrahl des ersten Schritts 10 und der Laserstrahl des zweiten Schritts 12 von ein- und demselben Laser erzeugt. Verschiedene Bahngeschwindigkeiten, Fokuslagen, Einfallswinkel und/oder Leistungen können dann besonders bevorzugt durch eine entsprechende Anpassung einer Laseroptik bewirkt werden. Alternativ ist es bei einer Ausführungsform des Verfahrens 1 möglich, dass die Laserstrahlen von verschiedenen Lasern erzeugt werden. Verschiedene Leistungen könnten insbesondere dann vorgesehen sein, weil sich die Laser bereits in ihrer Ausgangsleistung unterscheiden. Außerdem können Laser vorgesehen sein, die mittels verschiedener physikalischer Prinzipien Laserstrahlung erzeugen, sodass sich insbesondere die emittierten Wellenlängen der Laser unterscheiden. Ein Einfallswinkel kann durch die Anordnung der Laser relativ zueinander und zu den zu verschweißenden Bauteilen und/oder mithilfe einer Optik variiert werden.In a preferred embodiment of the method 1 become the welding laser beam of the first step 10 and the laser beam of the second step 12 generated by one and the same laser. Different web speeds, focal positions, angles of incidence and / or powers can then be brought about particularly preferably by a corresponding adaptation of a laser optics. Alternatively, in one embodiment of the method 1 possible that the laser beams are generated by different lasers. Various services could be provided in particular because the lasers already differ in their output power. In addition, lasers can be provided which generate laser radiation by means of various physical principles, so that, in particular, the emitted wavelengths of the lasers differ. An angle of incidence can be varied by arranging the lasers relative to one another and to the components to be welded and / or by means of optics.

Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass in dem zweiten Schritt 12 kein Zusatzwerkstoff aufgebracht wird. In diesem Fall wird lediglich der in dem ersten Schritt 10 aufgebrachte Zusatzwerkstoff verteilt, wobei die in dem ersten Schritt 10 erzeugte Laserschweißnaht geglättet wird, und wobei vorzugsweise Unzulänglichkeiten der in dem ersten Schritt 10 erfolgten Schweißung durch Verteilen des Zusatzwerkstoffs behoben werden.A method is also preferred which is characterized in that in the second step 12 no filler material is applied. In this case, only the one in the first step 10 applied filler material distributed, wherein in the first step 10 produced laser weld is smoothed, and preferably with deficiencies in the first step 10 completed welding by distributing the filler material to be corrected.

Bei einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens 1 wird in dem zweiten Schritt 12 zusätzlicher Zusatzwerkstoff aufgebracht, der gleich oder verschieden von dem in dem ersten Schritt 10 aufgebrachten Zusatzwerkstoff sein kann.In an alternative embodiment of the method 1 will in the second step 12 applied additional filler material, the same or different from that in the first step 10 applied filler material can be.

Insbesondere, wenn es sich um den gleichen Zusatzwerkstoff handelt, ist es relevant, ob in dem zweiten Schritt 12 eine kleinere oder eine größere Menge als in dem ersten Schritt 10 aufgebracht wird.In particular, if it is the same filler material, it is relevant whether in the second step 12 a smaller or larger amount than in the first step 10 is applied.

Es ist zum Beispiel möglich, in dem zweiten Schritt 12 lokal nur an denjenigen Stellen, an denen beispielsweise die Kante eines oberen Bauteils noch außerhalb einer im ersten Schritt 10 erzeugten Schweißraupe liegt, Zusatzwerkstoff aufzubringen, um die Schweißung zu vervollkommnen.It is possible, for example, in the second step 12 locally only at those locations where, for example, the edge of an upper component is still outside of one in the first step 10 produced welding bead is to apply filler material to perfect the weld.

Es ist auch möglich, in dem zweiten Schritt 12 eine größere Menge an Zusatzwerkstoff einzubringen als in dem ersten Schritt 10. Auf diese Weise können beispielsweise große Spalte überbrückt werden, die nach dem ersten Schritt 10 noch verbleiben. Dabei ist es insbesondere auch möglich, eine im ersten Schritt 10 erzeugte Schweißnaht mit einer Oberkante des oberen Bauteils zu homogenisieren beziehungsweise dort gegebenenfalls weiteren Zusatzwerkstoff aufzutragen. Außerdem ist es möglich, Spalte von einer Höhe von bis zu 1 mm zu überbrücken. Damit verringern sich die Anforderungen an eine Spanntechnik beziehungsweise an eine Positionierung der zu verbindenden Bauteile relativ zueinander.It is also possible in the second step 12 to introduce a larger amount of filler material than in the first step 10 , In this way, for example, large gaps can be bridged after the first step 10 still remain. It is also possible in particular, one in the first step 10 to weld produced weld with an upper edge of the upper component or possibly there additional filler material apply. It is also possible to bridge gaps up to 1 mm high. This reduces the demands on a clamping technology or on a positioning of the components to be connected relative to each other.

Es zeigt sich auch, Folgendes: Wenn in dem ersten Schritt 10 zu wenig Zusatzwerkstoff zugeführt wird, entsteht eine Schweißnaht, insbesondere eine Kehlnaht, mit einem sogenannten kleinen a-Maß. Das a-Maß ist dabei die Höhe eines Dreiecks, das in eine Querschnittsform der Schweißnaht eingeschrieben werden kann. Daher ist bei einem kleinen a-Maß der tragende Nahtquerschnitt gering, man erhält also eine Naht geringer Festigkeit. In dem zweiten Schritt 12 ist es dann möglich, mehr Zusatzwerkstoff zuzugeben, um eine Naht mit großem a-Maß zu erzeugen, die eine entsprechend höhere Festigkeit hat.It also turns out the following: If in the first step 10 too little additional material is supplied, creates a weld, in particular a fillet weld, with a so-called small a-measure. The a-measure is the height of a triangle, which can be written in a cross-sectional shape of the weld. Therefore, at a small a-measure, the load-bearing seam cross-section is small, so you get a seam low strength. In the second step 12 it is then possible to add more filler material to produce a seam with a large a-measure, which has a correspondingly higher strength.

In einem späteren Betrieb des Zusammenbaus der miteinander verschweißten Bauteile treten typischerweise am Anfang und am Ende einer Kehlnaht hohe Spannungsspitzen auf. Deswegen ist es wünschenswert, gerade in diesen Bereichen ein großes a-Maß darzustellen, was eine hohe Menge von Zusatzwerkstoff voraussetzt. Dies kann insbesondere durch Erhöhung der Zufuhrgeschwindigkeit des Zusatzwerkstoffs und/oder durch eine Reduktion der Laserverlagerungsgeschwindigkeit entlang der Laserbahn erreicht werden. Gerade in diesem Fall ergibt sich allerdings das Problem von Drahthängern, weil ein Draht, der den Zusatzwerkstoff umfasst, an dem erkaltenden Schweißbad festklebt. Der zweite Schritt 12 kann dann auch genutzt werden, um Drahthänger zu korrigieren, die im ersten Schritt 10 aufgetreten sind.In a later operation of assembling the components welded together, high voltage spikes typically occur at the beginning and at the end of a fillet weld. Therefore, it is desirable to represent a large a-measure precisely in these areas, which requires a large amount of filler material. This can be achieved in particular by increasing the feed rate of the filler material and / or by reducing the laser displacement speed along the laser path. Especially in this case, however, there is the problem of wire hangers, because a wire that includes the filler, sticks to the cooling weld pool. The second step 12 can then also be used to correct wire hangers in the first step 10 appeared.

Das Verfahren 1 ist insbesondere auf Bauteilverbindungen anwendbar bei denen mindestens eines der Bauteile aus einem Metall oder einer Metalllegierung besteht. Beispielsweise kann eines der Bauteile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gewählt. Auch Stahl oder eine Stahllegierung und/oder Magnesium oder eine Magnesiumlegierung sind möglich. Bevorzugt bestehen beide zu verschweißende Bauteile aus demselben Material.The procedure 1 is particularly applicable to component connections in which at least one of the components consists of a metal or a metal alloy. For example, one of the components may be selected from aluminum or an aluminum alloy. Also steel or a steel alloy and / or magnesium or a magnesium alloy are possible. Preferably, both components to be welded consist of the same material.

In dem ersten und in dem zweiten Schritt 10, 12 können verschiedene Zusatzwerkstoffe in den Bearbeitungsbereich eingebracht werden. Diese können sich insbesondere in Hinblick auf ihre Funktionalitäten und ihre chemische Zusammensetzung unterscheiden.In the first and in the second step 10 . 12 Various filler materials can be introduced into the machining area. These may differ in particular with regard to their functionalities and their chemical composition.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens 1 wird in dem ersten Schritt 10 eine Kehlnaht erzeugt wird, die in dem zweiten Schritt 12 in ihrer Topografie geändert, insbesondere geglättet wird. Hierdurch ist es möglich, nicht nur optische Eigenschaften der Kehlnaht, sondern auch deren Geometrie so zu ändern, dass sich eine stabilere Verbindung der beiden Bauteile ergibt.In an advantageous embodiment of the method 1 becomes in the first step 10 a fillet weld is produced in the second step 12 changed in their topography, in particular smoothed. This makes it possible to change not only the optical properties of the fillet weld, but also their geometry so that a more stable connection of the two components results.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Zusatzwerkstoff als Draht eingebracht. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass der Zusatzwerkstoff als Pulver eingebracht wird. Der zweite Schritt 12 kann beispielsweise durch Laserlöten durchgeführt werden. Insbesondere in diesem Fall unterscheiden sich vorzugsweise der erste und der zweite Zusatzwerkstoff, indem insbesondere der zweite Zusatzwerkstoff ein Laserlot umfasst. Insgesamt wird so eine Kombination aus einer Schweißung und einer Lötung der beiden Bauteile bewirkt, um diese aneinander zu befestigen.In a preferred embodiment of the method, the filler material is introduced as a wire. Alternatively or additionally, it is possible that the filler material is introduced as a powder. The second step 12 can be done for example by laser soldering. In particular, in this case, the first and the second filler material preferably differ, in particular in that the second filler material comprises a laser solder. Overall, a combination of a weld and a soldering of the two components is effected in order to fasten these together.

Weiterhin kann in dem zweiten Schritte 12 eine – in Richtung des Schweißlaserstrahls des ersten Schritts 10 gesehen – einer in dem ersten Schritt bearbeiteten Seite gegenüberliegende Seite der Bauteile bearbeitet werden. In dem ersten Schritt 10 wird also eine erste Seite der zu verbindenden Bauteile miteinander verschweißt, während in dem zweiten Schritt 12 die – in Strahlrichtung des ersten Schweißlaserstrahls gesehen – gegenüberliegende Seite, also eine Rückseite der beiden Bauteile bearbeitet wird, um zum Beispiel quasi von unten eine Wurzel der im ersten Schritt 10 erzeugten Schweißnaht zu glätten. Hierzu wird vorzugsweise die Anordnung der beiden Bauteile um 180° geschwenkt, um die im ersten Schritt dem Laserstrahl abgewandte Seite der Bauteile zugänglich zu machen. Alternativ ist es auch möglich, den Laserstrahl vorzugsweise mit Hilfe einer Optik um die Bauteile herumzuführen, sodass er in dem zweiten Schritt 12 eine der in dem ersten Schritt 10 bearbeiteten Seite abgewandte Seite bearbeiten kann. Hierzu können Spiegel, aber auch Lichtleitelemente wie beispielsweise Fasern verwendet werden.Furthermore, in the second steps 12 one - in the direction of the welding laser beam of the first step 10 seen - a side machined in the first step side of the components are processed. In the first step 10 Thus, a first side of the components to be joined is welded together, while in the second step 12 the - seen in the beam direction of the first welding laser beam - opposite side, so a back of the two components is processed to, for example, from below a root of the first step 10 to smooth the generated weld. For this purpose, preferably, the arrangement of the two components is pivoted by 180 ° in order to make accessible in the first step, the laser beam side facing away from the components. Alternatively, it is also possible to guide the laser beam around the components, preferably by means of an optical system, so that in the second step 12 one of the first step 10 edited edited side facing away from editing. For this purpose, mirrors, but also light-guiding elements such as fibers can be used.

Schließlich kann während oder zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Schritt 10, 12 eine Messung 11 durchgeführt werden. Bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform des Verfahrens 1 wird eine Messung zwischen dem ersten und dem zweiten Verfahrensschritt durchgeführt. Alternativ oder zusätzliche kann eine Messung während des ersten Schritts 10 und/oder während des zweiten Verfahrensschritts 12 durchgeführt werden.Finally, during or between the first and / or the second step 10 . 12 a measurement 11 be performed. In the embodiment of the method shown in the figure 1 a measurement is carried out between the first and the second method step. Alternatively or additionally, a measurement may be made during the first step 10 and / or during the second process step 12 be performed.

Mit Hilfe der Messung wird insbesondere eine Qualität einer bereits erzeugten Schweißnaht beurteilt, wobei die mindestens eine Messung vorzugsweise mittels mindestens eines optischen und/oder taktilen Sensors durchgeführt wird. Bei einer taktilen Messung wird bevorzugt ein Zusatzdraht, welcher Zusatzwerkstoff in den Schweißbereich einbringt, als Messsonde verwendet, insbesondere um Informationen darüber zu erhalten, wo sich der Draht relativ zu einer Laseroptik befindet. Hieraus können beispielsweise Rückschlüsse auf Spaltmaße, Positionen von Kanten und weitere Parameter gezogen werden.With the aid of the measurement, in particular a quality of a weld already produced is assessed, wherein the at least one measurement is preferably carried out by means of at least one optical and / or tactile sensor. In a tactile measurement, an additional wire which introduces filler material into the weld area is preferably used as the probe, in particular to obtain information about where the wire is located relative to a laser optic. From this you can For example, conclusions about gaps, positions of edges and other parameters are drawn.

Vorzugsweise werden während der mindestens einen Messung 11 gewonnene Daten als Eingangsparameter für eine Regelung des Verfahrens genutzt. Insbesondere werden die während und/oder nach dem ersten Verfahrensschritt 10 gewonnenen Daten als Eingansparameter für eine Regelung des zweiten Schritts 12 beziehungsweise zur Durchführung des zweiten Schritts 12 verwendet. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, während des zweiten Schritts 12 gemessene Daten zur Regelung beziehungsweise Durchführung des zweiten Schritts 12 zu verwenden.Preferably, during the at least one measurement 11 obtained data used as input parameters for a control of the process. In particular, the during and / or after the first process step 10 obtained data as Einganparameter for a control of the second step 12 or to carry out the second step 12 used. Alternatively or additionally, it is possible during the second step 12 Measured data for regulation or implementation of the second step 12 to use.

Wird beispielsweise durch eine Messung 11 während oder nach dem ersten Prozessschritt 10 festgestellt, dass eine Kante noch nicht von Zusatzwerkstoff erfasst wurde, kann dieser Kante in dem zweiten Schritt 12 zusätzlich Material zugeführt werden.For example, by a measurement 11 during or after the first process step 10 found that an edge has not yet been detected by filler material, this edge can in the second step 12 additional material is supplied.

Insgesamt zeigt sich, dass es mit Hilfe des Verfahrens 1 möglich ist, insbesondere Laser-Kehlnähte mit hoher Festigkeit und hoher Oberflächengüte zu erzeugen, wobei die in einem ersten Schritt 10 erzeugten Schweißnähte in dem zweiten Schritt 12 nicht nur bezüglich ihrer Topographie beziehungsweise optischen Eigenschaften geglättet, sondern auch bezüglich ihrer Festigkeitseigenschaften verbessert werden können. Zugleich ist es möglich, Unzulänglichkeiten des Schweißprozesses, die sich im ersten Schritt 10 ergeben haben, auszugleichen.Overall, it shows up with the help of the procedure 1 is possible to produce in particular laser fillet welds with high strength and high surface quality, which in a first step 10 produced welds in the second step 12 be smoothed not only in terms of their topography or optical properties, but also with respect to their strength properties can be improved. At the same time, it is possible inadequacies of the welding process, arising in the first step 10 have to balance.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009057997 A1 [0002]

Claims

Method for welding two components together, wherein the components in a first step ( 10 ) are laser-welded by introducing a first filler material by displacing a welding laser beam relative to the components along a laser track, and wherein a connection region of the components in a second step ( 12 ) is at least partially processed along the laser path by means of a laser beam.

Method according to claim 1, characterized in that for the welding laser beam of the first ( 10 ) and the laser beam of the second step ( 12 ), different path speeds, focal positions before, behind and / or next to the laser track, angle of incidence, powers and / or wavelengths can be selected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second step ( 12 ) no filler material is applied, or that in the second step ( 12 ) additional filler material is applied, but in a smaller or larger amount than in the first step.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as material for the components at least one metal or at least one metal alloy, in particular aluminum or an aluminum alloy, steel or a steel alloy and / or magnesium or a magnesium alloy is selected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the first ( 10 ) and in the second step ( 12 ) various filler materials are introduced into the processing area.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the first step ( 10 ) a fillet weld is produced at which in the second step ( 12 ) preferably a topography change, in particular a smoothing, is made.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filler material is introduced as a wire and / or as a powder.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second step ( 12 ) Laser soldering is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second step ( 12 ) a side of the components is processed, which - in the propagation direction of the welding laser beam of the first step ( 10 ) - facing a processed in the first step side of the components.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one measurement ( 11 ) during or between the first and / or the second step ( 10 . 12 ), in particular in order to assess a quality of a weld already produced, wherein the at least one measurement ( 11 ) is preferably carried out by means of at least one optical and / or tactile sensor, wherein an additional wire is particularly preferably used as a measuring probe, and further preferably during the at least one measurement ( 11 ) as input parameters of a scheme for the procedure, in particular for the implementation of the second step ( 12 ), be used.