AT13491U1

AT13491U1 - Joining connection between metallic components and welding device

Info

Publication number: AT13491U1
Application number: ATGM269/2012U
Authority: AT
Original assignee: Stiwa Holding Gmbh
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2014-01-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fügeverbindung zwischen Bauteilen (1, 2), welche an ihren einander zugewandten und spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen (4, 5) über eine durch Strahlschweißen hergestellte Schweißnaht (3) miteinander verbunden sind. Die Schweißnaht (3) bildet einen über einen Längenabschnitt eines zwischen den aneinanderstoßenden Fügeflächen (4, 5) der Bauteile (1, 2) ausgebildeten Fügestoßes (6) in eine erste Richtung (9) verlaufenden ersten Schweißnahtabschnitt (10), einen an den ersten Schweißnahtabschnitt (10) anschließenden und aus dem Fügestoß (6) in einen der Bauteile (1,2) bogenförmig herausgeführten zweiten Schweißnahtabschnitt (11) sowie einen an den zweiten Schweißnahtabschnitt (11) anschließenden und in eine zweite Richtung (12) entgegengesetzt zum ersten Schweißnahtabschnitt (9) verlaufenden dritten Schweißnahtabschnitt (13) aus, wobei der dritte Schweißnahtabschnitt (13) ausgehend vom Ende des zweiten Schweißnahtabschnittes (11) in Richtung zum ersten Schweißnahtabschnitt (9) hin geneigt verläuft. Ferner betrifft die Erfindung eine Schweißvorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten Herstellung einer Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen.The invention relates to a joint connection between components (1, 2), which are connected to one another at their mutually facing and gap-free abutting joining surfaces (4, 5) via a welded seam produced by beam welding (3). The weld seam (3) forms a first weld seam section (10) extending over a length section of a joining joint (6) formed in a first direction (9) between the abutting joining surfaces (4, 5) of the components (1, 2), one to the first Weld seam portion (10) and from the joint (6) in one of the components (1,2) arcuately led out second weld section (11) and one to the second weld section (11) and in a second direction (12) opposite to the first weld section (9) extending third weld section (13), wherein the third weld section (13), starting from the end of the second weld section (11) in the direction of the first weld section (9) inclined towards. Furthermore, the invention relates to a welding apparatus and a method for the automated production of a joint connection between metallic components.

Description

österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15Austrian Patent Office AT13 491 U1 2014-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen bzw. eine Baugruppe mit metallischen Bauteilen, welche an ihren einander zugewandten und im Wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen über eine durch Strahlschweißen, insbesondere Laser- oder Elektronenstrahlschweißen, hergestellte Schweißnaht miteinander verbunden sind.The invention relates to a joint connection between metallic components or an assembly with metallic components which are connected to one another at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces via a welded seam produced by beam welding, in particular laser or electron beam welding.

[0002] Beim Laserstrahlschweißen bildet sich am Ende einer Schweißnaht ein so genannter Endkrater (geometrische Kerbe). Der Endkrater entsteht infolge der Volumenschrumpfung der erstarrenden Schmelze nachdem der Laserstrahl am Nahtende ausgeschaltet oder umpositioniert wurde. Ebenso entstehen wegen der am Schweißnahtende angehäuften Verunreinigungen in der erstarrenden Restschmelze Risse, so genannte Endkraterrisse (metallurgische Kerbe). Der Endkrater bzw. die Endkraterrisse wirken sich nachteilig auf die mögliche mechanische Beanspruchung der Fügeverbindung aus.When laser beam welding forms at the end of a weld, a so-called end crater (geometric notch). The end crater arises as a result of the volumetric shrinkage of the solidifying melt after the laser beam has been switched off or repositioned at the seam end. Likewise, because of the accumulated at the weld end impurities in the solidifying residual melt cracks, so-called Endkraterrisse (metallurgical notch). The end crater or the end crater cracks have an adverse effect on the possible mechanical stress of the joint connection.

[0003] Die DE 10 2005 004 787 A1 offenbart eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen einer Baugruppe, welche oben genanntes Problem weitestgehend beseitigt. Die Schweißnaht bildet am Schweißnahtende einen geraden ersten Schweißnahtabschnitt, einen bogenförmigen zweiten Schweißnahtabschnitt und einen geraden dritten Schweißnahtabschnitt aus, wobei der erste und dritte Schweißnahtabschnitt in einem derartigen Abstand parallel verlaufen, dass die Schmelze aus dem dritten Schweißnahtabschnitt zum erkaltenden ersten Schweißnahtabschnitt nachfließen kann. Nicht offenbart ist, wie die zu fügenden Bauteile zueinander angeordnet sind und wie die Schweißnaht relativ zu einem zwischen einander anliegenden Fügeflächen gebildeten Fügestoß gelegt wird.DE 10 2005 004 787 A1 discloses a joint connection between metallic components of an assembly, which eliminates the above problem as far as possible. At the weld end, the weld seam forms a straight first weld seam section, an arcuate second weld seam section and a straight third weld seam section, wherein the first and third weld seam sections run parallel in such a distance that the melt can flow from the third weld seam section to the cooling first weld seam section. It is not disclosed how the components to be joined are arranged relative to each other and how the weld seam is placed relative to a joining joint formed between adjacent mating surfaces.

[0004] Unberücksichtigt bleibt auch das Problem der Vermeidung von den Endkraterrissen (metallurgische Kerbe) am Schweißnahtende. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass es nicht nur relevant ist, ein eingefallenes Schweißnahtende (Endkrater) zu reduzieren, sondern auch die Endkraterrisse soweit als möglich zu vermeiden.Also ignored is the problem of avoiding the Endkraterrissen (metallurgical notch) at the weld end. It has been shown in practice that it is not only relevant to reduce a sunken end of the weld (end crater), but also to avoid the end crater cracks as much as possible.

[0005] Weiters ist aus der DE 10 2009 052 220 A1 eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen bekannt, wobei die Bauteile an ihren einander zugewandten und im Wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen über eine durch Strahlschweißen hergestellte Schweißnaht miteinander verbunden sind. Die Schweißnaht erstreckt sich in einem ersten Schweißnahtabschnitt entlang eines zwischen den aneinanderstoßenden Fügeflächen der Bauteile ausgebildeten Fügestoßes, anschließend in einem zweiten Schweißnahtabschnitt aus dem Fügestoß heraus bogenförmig in den ersten Bauteil und schlussendlich in einem dritten Schweißnahtabschnitt aus dem Fügestoß heraus bogenförmig in den zweiten Bauteil. Mit anderen Worten muss der Energiestrahl sowohl über den ersten Bauteil und den zweiten Bauteil als auch vom ersten Bauteil über den Fügestoß hinweg zum zweiten Bauteil geführt werden, daher längere Bewegungswege zurücklegen, was sich auf die Fügezeiten einer Baugruppe negativ auswirkt. Auch die Achsbewegungen einer automatisierten Schweißvorrichtung gestalten sich dadurch komplexer.Furthermore, from DE 10 2009 052 220 A1, a joint connection between metallic components is known, wherein the components are connected to one another at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces via a welded seam produced by beam welding. The weld extends in a first weld section along a joint formed between the abutting joining surfaces of the components, then in a second weld section out of the joint out arcuately in the first component and finally in a third weld portion of the joint out arcuately in the second component. In other words, the energy beam must be routed to the second component both via the first component and the second component and also from the first component via the joining joint, thus covering longer movement paths, which has a negative effect on the joining times of an assembly. The axis movements of an automated welding device are thus more complex.

[0006] Eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen ist auch aus der DE 10 2004 045 104 A1 bekannt, bei der zur gezielten Erhöhung der Belastbarkeit einer linienartigen Schweißnaht vorerst der Ort mit der höchsten Wahrscheinlichkeit eines Schweißnahtbruches ermittelt wird und danach an diesem Ort eine Diskontinuität in die Schweißnaht eingebracht wird, derart dass die Tangenten der Verbindungslinie einen Winkel von mindestens 15° aufweisen.A joint connection between metallic components is also known from DE 10 2004 045 104 A1, in which the location with the highest probability of a weld seam is determined for the purpose of increasing the load capacity of a linear weld initially and then at this location a discontinuity in the Weld is introduced, so that the tangents of the connecting line have an angle of at least 15 °.

[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen zu schaffen, die kostengünstig hergestellt werden kann und bei der am Schweißnahtende ein Endkrater reduziert sowie Endkraterrisse weitestgehend vermieden werden.The present invention has for its object to provide a joint connection between metallic components, which can be produced inexpensively and reduced at the weld end end crater and end crater cracks are largely avoided.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Schweißnaht einen über einen Längenabschnitt eines zwischen den aneinanderstoßenden Fügeflächen der Bauteile ausgebil- 1 /12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15 deten Fügestoßes in eine erste Richtung verlaufenden ersten Schweißnahtabschnitt, einen an den ersten Schweißnahtabschnitt anschließenden und aus dem Fügestoß in einen der Bauteile bogenförmig herausgeführten zweiten Schweißnahtabschnitt sowie einen an den zweiten Schweißnahtabschnitt anschließenden und in eine zweite Richtung entgegengesetzt zum ersten Schweißnahtabschnitt verlaufenden dritten Schweißnahtabschnitt ausbildet, wobei der dritte Schweißnahtabschnitt ausgehend vom Ende des zweiten Schweißnahtabschnittes in Richtung zum ersten Schweißnahtabschnitt hin geneigt verläuft.The object of the invention is achieved in that the weld seam over a longitudinal section of a between the abutting joining surfaces of the components ausgebiles in a first direction extending first weld seam section, a second weld seam portion following the first weld seam portion and arcuately led out of the joint into one of the components, and a third weld seam portion adjoining the second weld seam portion and extending in a second direction opposite to the first weld seam portion, the third weld seam portion extending from the end of the second weld seam portion in FIG Direction to the first weld section is inclined.

[0009] Von Vorteil ist, dass sich durch die spezielle Gestaltung der Schweißnaht im zweiten und dritten Schweißnahtabschnitt ein gleichmäßigeres Spannungsfeld im Bereich des Schweißnahtendes einstellt. Somit werden auch am Schweißnahtende große Spannungsgefälle quer zur Schweißnahtrichtung vermieden, daher ist die örtliche Änderung der Spannung über den Schweißnahtquerschnitt bzw. der Spannungsgradient klein.An advantage is that adjusts itself by the special design of the weld in the second and third weld section a more uniform stress field in the region of the weld end. Thus, large stress gradients are avoided transversely to the weld direction at the weld end, so the local change in the voltage across the weld cross-section and the voltage gradient is small.

[0010] Die Gestaltung der Schweißnaht im dritten Schweißnahtabschnitt bewirkt während dem Schweißprozess eine Austenitisierung im Bereich des Schweißnahtendes und somit eine mar-tensitische Erstarrung dieses Bereiches. Dadurch wird eine hochbelastbare Fügeverbindung geschaffen, bei der zudem durch die gleichmäßigere Spannungsverteilung am Schweißnahtende selbst bei mikroskopisch kleinen Poren oder Rissen eine Rissbildung oder Rissfortpflanzung vermieden werden kann.The design of the weld in the third weld section causes during the welding process austenitization in the region of the weld end and thus a mar-tensitische solidification of this area. As a result, a highly loadable joint connection is created, in which, in addition, due to the more uniform stress distribution at the weld end, crack formation or crack propagation can be avoided even with microscopically small pores or cracks.

[0011] Auch ist es nunmehr möglich, die Schweißnähte in hochbelastete Konstruktionsbereiche zu legen, was sich positiv auf die Gestaltungsfreiheit der Baugruppe auswirkt.Also, it is now possible to place the welds in highly loaded construction areas, which has a positive effect on the design freedom of the assembly.

[0012] Darüber hinaus ist auch von Vorteil, dass der zweite und dritte Schweißnahtabschnitt bloß in nur einen der Bauteile gelegt werden. Der Energiestrahl braucht deshalb zum Zwecke der automatisierten Herstellung der Fügeverbindung über nur sehr kurze Strecken oberhalb der zu fügenden Bauteiloberflächen geführt werden. Auch kann die Leistungsregelung der Strahlquelle vereinfacht und eine automatisierte Schweißvorrichtung kompakt aufgebaut werden.Moreover, it is also advantageous that the second and third weld section are placed in only one of the components. Therefore, for the purpose of automated production of the joint connection, the energy beam needs to be guided over only very short distances above the component surfaces to be joined. Also, the power control of the beam source can be simplified and built an automated welding device compact.

[0013] Werden Bauteile aus unterschiedlichen Materialien miteinander gefügt, so wird der zweite und dritte Schweißnahtabschnitt in jenem der Bauteile gelegt, welcher ein niedrigeres Kohlenstoffäquivalent besitzt. Das Kohlenstoffäquivalent ist dabei das Maß zur Beurteilung der Schweißeignung von unlegierten und niedriglegierten Stählen.If components of different materials joined together, the second and third weld section is placed in that of the components, which has a lower carbon equivalent. The carbon equivalent is the measure for assessing the weldability of unalloyed and low-alloy steels.

[0014] Werden Bauteile aus gleichen Materialien miteinander gefügt, so kann der zweite und dritte Schweißnahtabschnitt in jenem der Bauteile gelegt werden, welcher durch den Strahlschwei ßkopf bzw. Energiestrahl gut zugänglich ist.If components of the same materials joined together, so the second and third weld section can be placed in that of the components, which is easily accessible by the beam welding ßkopf or energy beam.

[0015] Es ist auch von Vorteil, wenn der Radius vom bogenförmigen zweiten Schweißnahtabschnitt maximal der einfachen Schweißnahtbreite entspricht. Dadurch wird einerseits die Bewegungsbahn für den Energiestrahl bzw. Strahlschweißkopf kurz gehalten, sodass die Fügezeiten für eine Baugruppe insgesamt verkürzt werden, und andererseits sich im Fügebereich zwischen den Schweißnahtabschnitten kurzzeitig eine hohe Prozesstemperatur von etwa 1200^0 bis 1500°C einstellt. Werden die Bauteile in vorteilhafter Weise ohne Zusatzwerkstoff gefügt, so wird der Radius maximal 1,5 mm betragen. Der Radius kann soweit optimiert werden, dass der Energiestrahl bzw. Strahlschweißkopf noch zuverlässig von der ersten Fügerichtung in die zweite Fügerichtung umgekehrt werden kann. Dies ist bei Radien im Bereich zwischen 0,5 mm und 1,2 mm möglich.It is also advantageous if the radius of the arcuate second weld section corresponds to a maximum of the simple weld seam width. As a result, on the one hand the trajectory for the energy beam or beam welding head is kept short, so that the joining times for an assembly are shortened overall, and on the other hand, in the joining region between the weld sections a high process temperature of about 1200 ^ 0 to 1500 ° C briefly sets. If the components are joined in an advantageous manner without additional material, the radius will be a maximum of 1.5 mm. The radius can be optimized so far that the energy beam or beam welding head can still be reliably reversed from the first joining direction in the second joining direction. This is possible with radii in the range between 0.5 mm and 1.2 mm.

[0016] Beträgt der Mittelpunktewinkel des bogenförmigen zweiten Schweißnahtabschnittes mehr als 180° und/oder verläuft der dritte Schweißnahtabschnitt in einem Anfangspunkt mit einem maximalen Anfangsabstand von der zweifachen Schweißnahtbreite zum ersten Schweißnahtabschnitt, so kann auch noch bei sehr kleinem Radius der Energiestrahl bzw. Strahlschweißkopf zuverlässig von der ersten Fügerichtung in die zweite Fügerichtung umgekehrt werden.If the center angle of the arcuate second weld section is more than 180 ° and / or extends the third weld section at a starting point with a maximum initial distance of twice the weld width to the first weld section, so even at a very small radius of the energy beam or beam welding reliably be reversed from the first joining direction in the second joining direction.

[0017] Von Vorteil ist auch, wenn der dritte Schweißnahtabschnitt in einem Endpunkt mit einem maximalen Endabstand von 1 mm zum ersten Schweißnahtabschnitt verläuft. Dadurch werden die Fügezeiten für eine Baugruppe nochmals verkürzt, was insbesondere bei automatisierten 2/12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15It is also advantageous if the third weld section extends in an end point with a maximum end distance of 1 mm to the first weld section. As a result, the joining times for an assembly are shortened even further, which is particularly the case with automated 2/12 Austrian Patent Office AT13 491 U1 2014-01-15

Schweißvorrichtungen wesentlich ist. Üblicherweise werden an solchen Schweißvorrichtungen mehrere Millionen Stück Baugruppen pro Jahr hergestellt. Solche Baugruppen umfassen zumeist mehrere Bauteile, welche miteinander gefügt werden. So ist es nicht unüblich dass an einer einzigen Baugruppe bis zu zehn oder mehr Schweißnähte hergestellt werden müssen. Auch wenn an einer Schweißnaht nur wenige Millisekunden gespart werden, so multipliziert sich die Zeitersparnis pro Baugruppe und Produktionsumfang enorm. Mit anderen Worten kann durch die geschickte Nahtlegung die Fügezeit optimiert und die Produktivität der Schweißvorrichtung enorm gesteigert werden.Welding devices is essential. Usually, several million pieces of assemblies are produced per year on such welding devices. Such assemblies usually comprise several components which are joined together. So it is not uncommon that up to ten or more welds must be made on a single assembly. Even if only a few milliseconds are saved on a weld seam, the time savings per module and the production volume are enormously multiplied. In other words, the skillful seaming can optimize the joining time and increase the productivity of the welding machine enormously.

[0018] Sind hingegen geringere Stückzahlen, aber qualitativ hochwertigste Fügeverbindungen gefordert, so erweist es sich von Vorteil, wenn der dritte Schweißnahtabschnitt bis in den ersten Schweißnahtabschnitt hineinläuft, daher liegt der dritte Schweißnahtabschnitt mit seinem Endpunkt innerhalb des ersten Schweißnahtabschnittes.If, on the other hand, lower numbers of pieces but highest quality joint connections are required, then it proves to be an advantage if the third weld seam section runs into the first weld seam section, therefore the third weld seam section lies with its end point within the first weld seam section.

[0019] Gemäß einer Ausführung der Erfindung ist es auch möglich, dass der dritte Schweißnahtabschnitt mit einer maximalen Länge von 5 mm zwischen einem Anfangspunkt und einem Endpunkt verläuft.According to one embodiment of the invention, it is also possible that the third weld section extends with a maximum length of 5 mm between a starting point and an end point.

[0020] Die Länge wird so optimiert, dass einerseits wiederum der Bewegungsbahnabschnitt für den Energiestrahl bzw. der Bewegungsweg für den Strahlschweißkopf möglichst kurz gehalten wird und andererseits am Schweißnahtende große Spannungsgefälle quer zur Schweißnahtrichtung vermieden werden.The length is optimized so that on the one hand, in turn, the trajectory section for the energy beam and the path of movement for the beam welding head is kept as short as possible and on the other hand at the weld end large stress gradient are avoided transversely to the weld direction.

[0021] Ebenso wird am Schweißnahtende im Fügebereich ein „Nachwärmeffekt" erreicht, so-dass der Fügebereich langsamer abkühlt und deshalb länger schmelzflüssig bleibt. Dadurch werden Spannungsspitzen am Schweißnahtende-welches ausschließlich in einem der Bauteile liegt - kompensiert und ein hoher Spannungsgradient vermieden.Likewise, at the weld end in the joint area a "Nachwärmeffekt". achieved so that the joint area cools more slowly and therefore remains molten longer. As a result, voltage peaks at the weld end-which lies exclusively in one of the components-are compensated and a high voltage gradient is avoided.

[0022] Bevorzugt sind die Bauteile aus Blech als Stanzteil oder Stanz- und Umformteil spanlos hergestellt. Die Bauteile sind zu niedrigen Kosten herstellbar, insbesondere in der Großserienproduktion. Der Verbrauch an Material für die Herstellung ist gering. Das Blechmaterial lässt nahezu unbegrenzte Formgestaltungen zu. Es können spanlose Umformverfahren, insbesondere Verfahren für das Kaltumformen von Blechen, wie Biegen, Pressen, Prägen und dgl., eingesetzt werden. Die Umformung des Bleches erfolgt in einer Genauigkeit, die innerhalb enger Lage-und Formtoleranzen der Baugruppe liegt. Eine spanabhebende Bearbeitung kann in der Regel entfallen.Preferably, the components are made of sheet metal as a stamped part or stamped and formed part without cutting. The components can be produced at low cost, especially in mass production. The consumption of material for the production is low. The sheet material allows almost unlimited designs. It can non-cutting forming processes, in particular methods for cold forming of sheets, such as bending, pressing, embossing and the like., Are used. The deformation of the sheet takes place in an accuracy which lies within the narrow positional and form tolerances of the assembly. Machining can usually be omitted.

[0023] Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch eine Schweißvorrichtung zur automatisierten Herstellung einer Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen einer Baugruppe gelöst. Diese umfasst ein Spannsystem zum Spannen der Bauteile und einen Strahlschweißkopf zum Fügen der Bauteile an ihren im Wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen durch Aufschmelzen von Material mittels eines Energiestrahls. Der Strahlschweißkopf ist an einem Führungs- und Antriebssystem angeordnet, welches derart mit Bewegungsbahnabschnitten ausgebildet und gestaltet ist, dass der Strahlschweißkopf vorerst entlang einem ersten Bewegungsbahnabschnitt über einen Längenabschnitt eines zwischen den aneinanderstoßenden Fügeflächen der Bauteile ausgebildeten Fügestoßes in einer ersten Fügerichtung geführt und danach entlang einem zweiten Bewegungsbahnabschnitt aus dem Fügestoß heraus bogenförmig in das Material eines der Bauteile geführt und anschließend entlang einem dritten Bewegungsbahnabschnitt entgegengesetzt zur ersten Fügerichtung in einer zweiten Fügerichtung geführt wird. Dabei werden durch das Aufschmelzen des Materials der Bauteile entlang des Fügestoßes zumindest über den Längenabschnitt ein erster Schweißnahtabschnitt, ein an den ersten Schweißnahtabschnitt anschließender und aus dem Fügestoß bogenförmig herausgeführter zweiter Schweißnahtabschnitt sowie ein an den zweiten Schweißnahtabschnitt anschließender dritter Schweißnahtabschnitt hergestellt, wobei der dritte Schweißnahtabschnitt ausgehend vom Ende des zweiten Schweißnahtabschnittes in Richtung zum ersten Schweißnahtabschnitt hin derart geneigt verläuft, dass am Schweißnahtende Endkraterrisse weitgehend vermieden werden. Beispielweise ist jeder der Bewegungsbahnabschnitte durch eine Linearachse (Antriebsachse) gebildet, welche derart miteinander gekoppelt sind, dass der Strahl- 3/12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15 schweißkopf in x-, y- und z-Richtung verstellt werden kann.The object of the invention is also achieved by a welding device for the automated production of a joint connection between metallic components of an assembly. This includes a clamping system for clamping the components and a beam welding head for joining the components at their substantially gap-free abutting joining surfaces by melting material by means of an energy beam. The beam welding head is arranged on a guide and drive system which is designed and configured with trajectory sections such that the beam welding head is initially guided along a first trajectory section over a longitudinal section of a joining joint formed between the abutting joining surfaces of the components in a first joining direction and thereafter along a second joining section Trajectory portion out of the joint out arcuately guided in the material of one of the components and then guided along a third movement path section opposite to the first joining direction in a second joining direction. In this case, by melting the material of the components along the joint at least over the length section, a first weld section, an adjoining the first weld section and arcuately led out of the joint second weld section and a subsequent to the second weld section third weld section produced, the third weld section starting extends from the end of the second weld portion in the direction of the first weld portion so inclined that the weld end end crater cracks are largely avoided. For example, each of the trajectory sections is formed by a linear axis (drive axis), which are coupled to one another such that the beam can be adjusted in the x, y and z direction ,

[0024] Eine solche automatisierte Schweißvorrichtung mit dem Spannsystem und dem Füh-rungs- und Antriebssystem für den Strahlschweißkopf sowie eine Transportvorrichtung (Bereitstellungssystem) zum Transport der zu fügenden Bauteile zur Schweißvorrichtung ist beispielweise aus der WO 2006/069410 A2 bekannt und können zum Gegenstand dieser Offenbarung gemacht werden. Andererseits kann die Schweißvorrichtung einen 6-Achs-Schweißroboter (Industrieroboter) umfassen.Such an automated welding device with the clamping system and the Füh- rungs- and drive system for the beam welding head and a transport device (delivery system) for transporting the components to be joined to the welding device is known for example from WO 2006/069410 A2 and can subject to this Revelation be made. On the other hand, the welding apparatus may include a 6-axis welding robot (industrial robot).

[0025] Besonders vorteilhaft ist auch eine Maßnahme, wonach die in die Schweißnaht einge-brachte Streckenenergie über einen Streckenabschnitt des ersten Schweißnahtabschnittes und zweiten Schweißnahtabschnittes durch einen Streckenenergieregler konstant gehalten wird, indem die Laserleistung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls geregelt wird.Particularly advantageous is also a measure, according to which the introduced into the weld line energy is kept constant over a section of the first weld section and second weld section by a track energy regulator by the laser power is controlled according to the speed of movement of the energy beam.

[0026] Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Strahlschweißkopf über bevorzugt servo-geregelte Antriebsachsen verstellt wird und durch die relativ hohe bewegte Masse eine Änderung der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls bzw. der Schweißgeschwindigkeit erforderlich ist, wenn der Strahlschweißkopf eine Richtungsänderung entlang dem zweiten Bewegungsbahnabschnitt zwischen dem ersten Bewegungsbahnabschnitt und dritten Bewegungsbahnabschnitt erfährt.This is particularly the case when the beam welding head is adjusted via preferably servo-controlled drive axles and the relatively high moving mass a change in the movement speed of the energy beam or the welding speed is required when the beam welding head changes direction along the second path of travel between the first trajectory section and third trajectory section experiences.

[0027] Es erweist sich auch von Vorteil, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls und/oder die Strahlleistung auf den Bewegungsbahnabschnitten entlang dem ersten Schweißnahtabschnitt und zweiten Schweißnahtabschnitt im Wesentlichen konstant gehalten wird.It is also advantageous if the movement speed of the energy beam and / or the beam power is kept substantially constant on the trajectory sections along the first weld section and second weld section.

[0028] Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das so genannte „Laser-Remote-Schweißen" eingesetzt wird, bei welchem der Energiestrahl, insbesondere Laserstrahl, mit Hilfe von hochdynamisch zu bewegenden Spiegeln stets exakt auf den Bauteil ausgerichtet wird. Der Vorteil des Laser-Remote-Schweißens gegenüber dem Laserstrahlschweißen mit bewegtem Strahlschwei ßkopf besteht darin, dass die Spiegel deutlich schneller zu bewegen sind als der konventionelle Strahlschweißkopf. Dadurch kann die Fügezeit an einer Baugruppe nochmals reduziert werden.This is particularly the case when the so-called "laser remote welding". is used, in which the energy beam, in particular laser beam, is always aligned with the help of highly dynamically moving mirrors exactly on the component. The advantage of laser remote welding over laser beam welding with a moving beam welding head is that the mirrors can be moved much faster than the conventional beam welding head. As a result, the joining time at an assembly can be further reduced.

[0029] Schließlich ist auch die Maßnahme von Vorteil, wenn die in die Schweißnaht einge-brachte Streckenenergie über einen Streckenabschnitt des dritten Schweißnahtabschnittes von einem Anfangspunkt zu einem Endpunkt entsprechend einer abfallendenden Rampe reduziert wird.Finally, the measure is advantageous if the introduced into the weld line energy over a section of the third weld section is reduced from a starting point to an end point corresponding to a sloping ramp.

[0030] Durch diese Maßnahmen wird der oben beschriebene „„Nachwärmeffekt" zusätzlich begünstigt.By these measures, the above-described "" reheat effect ". additionally favored.

[0031] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.

[0032] Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: [0033] Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen einerIn a highly schematically simplified representation: [0033] FIG. 1 is a plan view of a joint connection between metallic components of FIG

Baugruppe mit einer ersten Ausführung für eine Schweißnaht; [0034] Fig. 2 [0035] Fig. 3 [0036] Fig. 4 eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1; eine Schnittansicht der Fügeverbindung gemäß den Linien II - II in Fig.1; eine Draufsicht auf eine Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen einer Baugruppe mit einer zweiten Ausführung für eine Schweißnaht.Assembly with a first embodiment for a weld; Fig. 3 Fig. 3 is an enlarged detail of Fig. 1; a sectional view of the joint connection according to the lines II - II in Figure 1; a plan view of a joint connection between metallic components of an assembly with a second embodiment for a weld.

[0037] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen 4/12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15 werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.Introductoryly it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or identical component names, the disclosures contained in the entire description mutatis mutandis to the same parts with the same reference numerals or the same component designations transfer 4/12 Austrian Patent Office AT13 491 U1 2014-01-15. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position.

[0038] In den Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführung einer Fügeverbindung zwischen metallischen Bauteilen 1,2 einer Baugruppe gezeigt. Die Bauteile 1,2 sind bevorzugt spanlos hergestellte Blechteile, beispielweise aus Blech spanlos geformte Stahlblechteile, wie S460MC. Die Wandstärke der aus Stahlblech hergestellten Bauteile 1, 2 beträgt zwischen 1 mm und 10 mm, beispielsweise 2 mm bis 8 mm. Auch können anderen Materialien, wie Aluminium, Magnesium oder Titan verwendet werden. Die Bauteile 1,2 können in einem Stanzprozess, insbesondere in einem Feinstanzprozess, mit dem Fertigmaß ausgestanzt werden. Daher sind die Bauteile 1,2 spanlos hergestellte Stanzteile. Es ist auch möglich, dass die Bauteile 1,2 zusätzlich in einem Umformprozess (Biegen, Pressen, Rollen, Prägen, Kalibrieren, Tiefziehen, Abstrecken) in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Umformschritt(en) umgeformt werden. Daher sind die Bauteile 1,2 spanlos hergestellte Stanz- und Umformteile. Die Bauteile 1,2 werden bereits mit dem Fertigmaß hergestellt, sodass eine Nachbearbeitung entfallen kann.In FIGS. 1 to 3, a first embodiment of a joint connection between metallic components 1,2 of an assembly is shown. The components 1, 2 are preferably sheet metal parts produced without cutting, for example, sheet metal parts shaped without cutting, such as S460MC. The wall thickness of the components 1, 2 made of sheet steel is between 1 mm and 10 mm, for example 2 mm to 8 mm. Also, other materials such as aluminum, magnesium or titanium can be used. The components 1,2 can be punched out in a punching process, in particular in a fine blanking process, with the finished dimension. Therefore, the components are 1.2 punched parts produced without cutting. It is also possible that the components 1, 2 are additionally formed in a forming process (bending, pressing, rolling, embossing, calibrating, deep drawing, ironing) in one or more successive forming steps. Therefore, the components 1.2 are produced without cutting punched and formed parts. The components 1,2 are already manufactured with the finished dimension, so that a post-processing can be omitted.

[0039] Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass die Bauteile 1, 2 durch Laserschneiden mit dem Fertigmaß hergestellt sind.It is within the scope of the invention also possible that the components 1, 2 are made by laser cutting with the finished size.

[0040] Die vorgefertigten Bauteile 1,2 sind über eine durch Strahlschweißen, insbesondere Elektronenstrahlschweißen oder Laserschweißen, hergestellte Schweißnaht 3 miteinander verbunden. Die Schweißnaht 3 bildet eine stoffflüssige Fügeverbindung.The prefabricated components 1, 2 are connected to one another by a welded seam 3 produced by beam welding, in particular electron beam welding or laser welding. The weld 3 forms a substance-liquid joint connection.

[0041] Die Bauteile 1,2 bilden jeweils eine Fügefläche 4, 5 aus und werden in einer (nicht dargestellten) bevorzugt automatisierten Schweißvorrichtung derart zueinander positioniert, dass die Fügefläche 4,5 im Wesentlichen spaltfrei aneinander anliegen und dabei zumindest über einen Längenabschnitt einen Fügestoß 6 bzw. eine Fügestelle ausbilden. Die Fügeflächen 4, 5 sind durch Stanzen oder Stanzen und Umformen mit einer ausreichend hohen Maß- und Formtoleranz hergestellt, sodass ein Fügespalt zwischen den aneinander anliegenden Fügeflächen 4,5 weniger als 0,2 mm beträgt. Die Bauteile 1, 2 können durch Strahlschweißen ohne Zusatzwerkstoff mit höchster Fügequalität verbunden werden.The components 1, 2 each form a joining surface 4, 5 and are positioned relative to one another in a preferably automated welding apparatus (not shown) in such a way that the joining surface 4, 5 abuts against each other substantially without gaps, thereby joining at least over a longitudinal section 6 or form a joint. The joining surfaces 4, 5 are produced by punching or stamping and forming with a sufficiently high dimensional and shape tolerance, so that a joint gap between the abutting joining surfaces 4.5 is less than 0.2 mm. The components 1, 2 can be connected by beam welding without filler material with the highest quality of joining.

[0042] Hierzu wird, nachdem die Bauteile 1,2 zueinander positioniert und gespannt wurden, ein in Fig. 2 schematisch dargestellter Energiestrahl 7 über einen Längenabschnitt des Fügespaltes geführt und dabei durch bereichsweises Aufschmelzen von Grundmaterial (Werkstoff) der miteinander zu fügenden Bauteile 1,2 die Schweißnaht 3 hergestellt. Während in Bewegungsrichtung des Energiestrahls 7 Grundmaterial aufgeschmolzen wird, fließt dahinter die Schmelze von den zu verschweißenden Bauteilen 1,2 ineinander. Der aufgeschmolzene und durchmischte Werkstoff kühlt ab und die Schmelze erstarrt zu einer schmalen Schweißnaht 3.For this purpose, after the components 1, 2 have been positioned and tensioned relative to one another, an energy beam 7 shown schematically in FIG. 2 is guided over a longitudinal section of the joint gap and thereby by partial melting of base material (material) of the components 1 to be joined together, 2, the weld 3 produced. While in the direction of movement of the energy beam 7 base material is melted, flows behind the melt of the components to be welded 1.2 together. The melted and mixed material cools and the melt solidifies into a narrow weld 3.

[0043] Das Strahlschweißen ist ein Schweißverfahren, mit dem ein sogenanntes „Tiefschweißen" möglich ist und sich dadurch auszeichnet, dass sehr schlanke Nahtgeometrien mit einem großen Tiefen-Breiten-Verhältnis erreicht werden und auch die Wärmeeinflusszone sehr klein ist. Die Schweißnaht 3 ist durch eine gezeigte I-Naht oder eine nicht gezeigte Kehlnaht gebildet. Derartig hergestellte Schweißnähte 3 haben eine Breite 8 von maximal 1,5 mm, üblicherweise zwischen 0,5 mm und 1,2 mm.The beam welding is a welding method, with which a so-called "deep welding". is possible and is characterized by the fact that very slim seam geometries are achieved with a large depth-width ratio and also the heat affected zone is very small. The weld 3 is formed by a shown I-seam or a fillet weld, not shown. Welds 3 produced in this way have a width 8 of at most 1.5 mm, usually between 0.5 mm and 1.2 mm.

[0044] Der Energiestrahl 7 ist vorzugsweise ein Laserstrahl. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Energiestrahl 7 ein Teilchen strahl, Elektronenstrahl und dgl. ist. Mittels dieses Energiestrahls 7 wird der zum Herstellen der Schweißnaht 3 erforderliche Wärmeeintrag am Fügestoß 6 erreicht.The energy beam 7 is preferably a laser beam. Alternatively, it is also conceivable that the energy beam 7 is a particle beam, electron beam and the like. By means of this energy beam 7 of the required for producing the weld 3 heat input at the joint 6 is achieved.

[0045] Wie in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, bildet die Schweißnaht 3 einen über einen Längenabschnitt des zwischen den aneinanderstoßenden Fügeflächen 4, 5 der Bauteile 1, 2 ausgebildeten Fügestoßes 6 in eine erste Richtung 9 (von links nach rechts) verlaufenden ersten Schweißnahtabschnitt 10, einen an den ersten Schweißnahtabschnitt 10 anschließenden und aus dem Fügestoß 6 in den ersten Bauteil 1 herausgeführten zweiten Schweißnahtabschnitt 11 sowie einen an den zweiten Schweißnahtabschnitt 11 anschließenden und in eine zweite Rich- 5/12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15 tung 12 (von rechts nach links) entgegengesetzt zum ersten Schweißnahtabschnitt 10 verlaufenden dritten Schweißnahtabschnitt 13 aus.As can be seen in Figs. 1 and 2, the weld 3 forms a over a longitudinal portion of the abutting joining surfaces 4, 5 of the components 1, 2 joining joint 6 in a first direction 9 (from left to right) extending first Weld seam section 10, a second weld seam section 11 adjoining the first weld seam section 10 and led out of the joining joint 6 into the first structural part 1, and a second weld seam section 11 adjoining the second weld seam section 11 and into a second. 15 direction 12 (from right to left) opposite to the first weld section 10 extending third weld section 13 from.

[0046] Der Längenabschnitt, an welchem die Bauteile 1,2 entlang dem Fügestoß bzw. Fügespalt gefügt werden, kann abhängig von der mechanischen Belastung auf die Baugruppe, variieren.The length section at which the components 1, 2 are joined along the joining gap or joint gap can vary depending on the mechanical load on the assembly.

[0047] Die Bauteile 1,2 können am Fügestoß 6 über nur eine einzige Schweißnaht 3 verbunden werden, sodass sich der erste Schweißnahtabschnitt 10 entlang dem Fügespalt über dessen im Wesentlichen gesamten Längenabschnitt erstreckt. Andererseits können die Bauteile 1,2 am Fügestoß 6 über eine Vielzahl von voneinander getrennt vorgesehenen Schweißnähten 3 (Step-Schweißnähte) verbunden werden, sodass sich die betreffenden ersten Schweißnahtabschnitte 10 entlang dem Fügespalt jeweils bloß über einen Bruchteil des gesamten Längenabschnittes erstrecken.The components 1, 2 can be connected at the joint 6 via only a single weld seam 3, so that the first weld seam section 10 extends along the joint gap over its essentially entire longitudinal section. On the other hand, the components 1, 2 can be joined at the joint 6 by a plurality of separately provided welds 3 (step weld seams) so that the respective first weld seam sections 10 extend along the joint gap in each case over only a fraction of the entire longitudinal section.

[0048] Der zweite Schweißnahtabschnitt 10 ist bogenförmig, bevorzugt kreisbogenförmig gestaltet und beträgt ein Mittelpunktswinkel größer 180°, beispielsweise 200°. Natürlich kann die Bogenform geometrisch frei gestaltet werden. Es kommt lediglich darauf an, dass der zweite Schweißnahtabschnitt 10 eine möglichst kurze Bogenlänge ausbildet und der Energiestrahl 7 in der Bewegungsrichtung entlang einer Führungsbahnkurve (Bewegungsbahnabschnitt) umgelenkt wird.The second weld section 10 is arcuate, preferably designed circular arc and is a center angle greater than 180 °, for example, 200 °. Of course, the arch shape can be made geometrically free. It is only important that the second weld section 10 forms the shortest possible arc length and the energy beam 7 is deflected in the direction of movement along a guideway curve (trajectory section).

[0049] Der Radius (R) des zweiten Schweißnahtabschnittes 11 beträgt maximal die einfache Schweißnahtbreite 8, daher zwischen 0,5 mm und 1,5 mm entsprechend dem Strahlschweißen ohne Zusatzwerkstoff.The radius (R) of the second weld section 11 is at most the simple weld seam width 8, therefore between 0.5 mm and 1.5 mm according to the beam welding without filler material.

[0050] Der dritte Schweißnahtabschnitt 11 erstreckt sich durchgehend zwischen einem Anfangspunkt 14 und einem Endpunkt 15. Vorzugsweise verläuft der dritte Schweißnahtabschnitt 13 geradlinig. Er kann aber auch bogenförmig verlaufen. Ein maximaler Anfangsabstand 16 zwischen dem Anfangspunkt 14 und dem ersten Schweißnahtabschnitt 10 entspricht etwa der zweifachen Schweißnahtbreite 8.The third weld section 11 extends continuously between a starting point 14 and an end point 15. Preferably, the third weld section 13 extends in a straight line. He can also run in an arc. A maximum starting distance 16 between the starting point 14 and the first weld seam section 10 corresponds approximately to twice the weld seam width 8.

[0051] Ein maximaler Endabstand 17 zwischen dem Endpunkt 13 und dem ersten Schweißnahtabschnitt 10 entspricht maximal 1,0 mm.A maximum end distance 17 between the end point 13 and the first weld section 10 corresponds to a maximum of 1.0 mm.

[0052] Nach einer anderen vorteilhaften Ausführung, kann der Endabstand 17 zwischen dem Endpunkt 15 und dem ersten Schweißnahtabschnitt 10 auch Null Millimeter betragen, wie in Fig. 4 gezeigt. In diesem Fall liegt der Endpunkt 15 des dritten Schweißnahtabschnittes 13 im Bereich des Fügestoßes 6 bzw. Fügespaltes.According to another advantageous embodiment, the end distance 17 between the end point 15 and the first weld portion 10 may also be zero millimeters, as shown in Fig. 4. In this case, the end point 15 of the third weld section 13 is in the region of the joining joint 6 or joining gap.

[0053] Der dritte Schweißnahtabschnitt 10 kann in seiner Länge abhängig von einer optimierten Bewegungsbahn für den Energiestrahl 7 und/oder Prozesstemperatur im Fügebereich variieren. Die Länge ist durch die Schweißstrecke zwischen dem Anfangspunkt 13 und Endpunkt 15 definiert. Die Länge wird so optimiert, dass einerseits der Bewegungsbahnabschnitt des Energiestrahls 7 bzw. der Bewegungsweg für den Strahlschweißkopf möglichst kurz gehalten werden, sodass die Fügezeiten für eine Baugruppe insgesamt verkürzt werden, und andererseits sich im Fügebereich zwischen dem ersten Schweißnahtabschnitt 10 und dem dritten Schweißnahtabschnitt 11 kurzzeitig eine optimale Prozesstemperatur ergibt. Demnach tritt am Schweißnahtende beim Schweißen des dritten Schweißnahtabschnittes 13 ein „Nachwärmeffekt" ein, sodass der Fügebereich langsamer abkühlt und deshalb länger schmelzflüssig bleibt. Dadurch werden Spannungsspitzen am Schweißnahtende - welches ausschließlich in einem der Bauteile liegt - kompensiert und ein hoher Spannungsgradient vermieden.The third weld section 10 may vary in length depending on an optimized trajectory for the energy beam 7 and / or process temperature in the joining region. The length is defined by the welding distance between the starting point 13 and end point 15. The length is optimized so that on the one hand the trajectory section of the energy beam 7 or the path of movement for the beam welding head are kept as short as possible, so that the joining times for an assembly are shortened overall, and on the other hand in the joining region between the first weld section 10 and the third weld section 11th briefly results in an optimal process temperature. Accordingly, at the weld end, when welding the third weld section 13, a "reheat effect" occurs. so that the joining area cools down more slowly and therefore remains molten longer. As a result, stress peaks at the weld end - which lies exclusively in one of the components - compensated and avoided a high voltage gradient.

[0054] Diese Effekte werden am besten erreicht, wenn die Länge des dritten Schweißnahtabschnittes 10 weniger als 5 mm beträgt. Vorzugsweise beträgt die Länge des dritten Schweißnahtabschnittes 10 zwischen 2 mm und 4 mm.These effects are best achieved when the length of the third weld section 10 is less than 5 mm. Preferably, the length of the third weld section 10 is between 2 mm and 4 mm.

[0055] Der „Nachwärmeffekt" kann optimiert und damit der Endkrater wesentlich reduziert sowie Endkraterrisse weitestgehend vermieden werden, wenn die in die Schweißnaht 3 einge-brachte Streckenenergie im ersten Schweißnahtabschnitt 10 und zweiten Schweißnahtabschnitt 6/12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15 11 durch einen Streckenenergieregler im Wesentlichen konstant gehalten wird, indem die Strahlleistung (Laserleistung) entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls 7 bzw. der Schweißgeschwindigkeit geregelt wird. Andererseits wird die in die Schweißnaht 3 eingebrachte Streckenenergie im dritten Schweißnahtabschnitt 13 vom Anfangspunkt 14 zum Endpunkt 15 entsprechend einer abfallendenden Rampe reduziert. Somit wird die Laserleistung basierend auf der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls 7 geregelt Unter dem Begriff „Streckenenergie" kann der Quotient aus der Strahlleistung (Laserleistung) und der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls 7 bzw. Schweißgeschwindigkeit verstanden werden.The "reheat effect" can be optimized and thus the end crater significantly reduced and end crater cracks are largely avoided when the introduced into the weld 3 energy path in the first weld section 10 and second weld section by a track level controller essentially is kept constant by the beam power (laser power) is controlled according to the movement speed of the energy beam 7 and the welding speed. On the other hand, the path energy introduced into the weld 3 in the third weld section 13 is reduced from the starting point 14 to the end point 15 in accordance with a descending ramp. Thus, the laser power is controlled based on the moving speed of the energy beam 7. By the term "line energy " the quotient of the beam power (laser power) and the movement speed of the energy beam 7 or welding speed can be understood.

[0056] Der Energiestrahl 7 wird zwischen einem Startpunkt der Schweißnaht 3 und einem Endpunkt der Schweißnaht 3 entlang von Bewegungsbahnabschnitten geführt bewegt, wobei auf der Führungsbewegung des Energiestrahls 7 entlang einem ersten Bewegungsbahnabschnitt der erste Schweißnahtabschnitt 10, auf der Führungsbewegung des Energiestrahls 7 entlang einem zweiten Bewegungsbahnabschnitt der zweite Schweißnahtabschnitt 11 und auf der Führungsbewegung des Energiestrahls 7 entlang einem dritten Bewegungsbahnabschnitt der dritte Schweißnahtabschnitt 13 hergestellt werden.The energy beam 7 is moved between a starting point of the weld 3 and an end point of the weld 3 guided along movement path sections, wherein on the guide movement of the energy beam 7 along a first movement path section of the first weld section 10, on the guiding movement of the energy beam 7 along a second Trajectory section of the second weld section 11 and on the guide movement of the energy beam 7 along a third trajectory section of the third weld section 13 are made.

[0057] Über nahezu die gesamte Strecke des ersten Bewegungsbahnabschnittes und die gesamte Strecke des zweiten Bewegungsbahnabschnittes wird die Streckenenergie annähernd konstant gehalten.Over almost the entire distance of the first movement path section and the entire path of the second movement path section, the path energy is kept approximately constant.

[0058] Im dritten Bewegungsbahnabschnitt kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls 7 konstant gehalten werden, während die Strahlleistung des Energiestrahls 7 über die Strecke des dritten Bewegungsbahnabschnittes kontinuierlich reduziert wird.In the third movement path section, the moving speed of the energy beam 7 can be kept constant, while the beam power of the energy beam 7 is continuously reduced over the distance of the third movement path section.

[0059] Die oben beschriebene Fügeverbindung wird an einer (nicht dargestellten) automatisierten Schweißvorrichtung hergestellt, welcher die Bauteile 1,2 von einem Bereitstellungssystem, beispielweise einer Transportvorrichtung, zugeführt und in dieser die Bauteile 1,2 über ein automatisiertes Spannsystem derart zueinander positioniert werden, dass die Fügeflächen 4,5 mit einer Spannkraft gegeneinander anliegen und sich die Bauteile 1,2 in einer Fügeposition befinden. Die Bauteile 1, 2 verbleiben solange in der Fügeposition, bis die zumindest eine Schweißnaht 3 am Fügestoß 6 bzw. der Fügestelle mittels Strahlschweißen hergestellt wurde. Die Schweißvorrichtung umfasst hierzu ferner zumindest einen Strahlschweißkopf sowie ein Führungs- und Antriebssystem, letzteres dazu ausgebildet ist, den Strahlschweißkopf entlang der oben beschriebenen Bewegungsbahnabschnitte zur automatisierten Herstellung der Schweißnahtabschnitte 10,11,13 zuführen. Danach wird die Baugruppe von der Schweißvorrichtung, beispielweise mittels einer Transportvorrichtung abtransportiert.The above-described joint connection is made on an automated welding apparatus (not shown), which supplies the components 1, 2 from a supply system, for example a transport device, and in which the components 1, 2 are positioned relative to one another via an automated clamping system, the joining surfaces 4, 5 bear against one another with a clamping force and the components 1, 2 are in a joining position. The components 1, 2 remain in the joining position until the at least one weld 3 has been produced at the joint 6 or the joint by means of beam welding. For this purpose, the welding apparatus further comprises at least one beam welding head and a guide and drive system, the latter being designed to feed the beam welding head along the above-described trajectory sections for automated production of the weld seam sections 10, 11, 13. Thereafter, the assembly of the welding device, for example, transported by means of a transport device.

[0060] Die Schweißvorrichtung kann ferner den elektronischen Streckenenergieregler umfassen, mittels welchem die in die Schweißnaht eingebrachte Streckenenergie über einen Streckenabschnitt des ersten Schweißnahtabschnittes und zweiten Schweißnahtabschnittes durch einen Streckenenergieregler im Wesentlichen konstant gehalten wird, indem die Strahlleistung, insbesondere Laserleistung, entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls geregelt wird.The welding apparatus may further comprise the electronic extension regulator by means of which the path energy introduced into the weld seam is maintained substantially constant over a section of the first weld section and second weld section by a line splitter by the beam power, in particular laser power, corresponding to the speed of movement of the energy beam is regulated.

[0061] Die Schweißvorrichtung kann auch einen elektronischen Leistungsregler umfassen, mittels welchem die Strahlleistung auf den Bewegungsbahnabschnitten entlang dem ersten Schweißnahtabschnitt 10 und/oder zweiten Schweißnahtabschnitt 11 im Wesentlichen konstant gehalten wird.The welding device may also include an electronic power controller, by means of which the beam power is kept substantially constant on the trajectory sections along the first weld section 10 and / or second weld section 11.

[0062] Das Antriebssystem ist an eine elektronische Antriebsregelung angeschlossen, wobei mittels der Antriebsregelung eine Bewegungsgeschwindigkeit des Energiestrahls auf den Bewegungsbahnabschnitten entlang dem ersten Schweißnahtabschnitt 10 und/oder zweiten Schweißnahtabschnitt 11 im Wesentlichen konstant gehalten wird.The drive system is connected to an electronic drive control, wherein by means of the drive control, a movement speed of the energy beam on the movement path sections along the first weld section 10 and / or second weld section 11 is kept substantially constant.

[0063] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unte- 7/12 österreichisches Patentamt AT13 491 U1 2014-01-15 ren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.All information on ranges of values in the present description should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. the indication 1 to 10 should be understood to include all sub-ranges, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10, i. all subareas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10.

[0064] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis die Fügeverbindung bzw. die Bauteile und Schweißnaht teilweise maßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that, for better understanding, the joint connection or the components and weld seam have been partially scaled and / or enlarged and / or reduced in size.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Bauteil 2 Bauteil 3 Schweißnaht 4 Fügefläche 5 Fügefläche 6 Fügestoß 7 Energiestrahl 8 Breite 9 Richtung 10 Schweißnahtabschnitt 11 Schweißnahtabschnitt 12 Richtung 13 Schweißnahtabschnitt 14 Anfangspunkt 15 Endpunkt 16 Anfangsabstand 17 Endabstand 8/12Reference Mark 1 Component 2 Component 3 Weld 4 Joining surface 5 Joining surface 6 Joining 7 Energy beam 8 Width 9 Direction 10 Welding section 11 Welding section 12 Direction 13 Welding section 14 Starting point 15 End point 16 Starting distance 17 Ending distance 8/12

Claims

Austrian Patent Office AT13 491 U1 2014-01-15 Claims 1. Joining connection between metallic components (1, 2) of an assembly, which at their mutually facing and substantially gap-free contiguous joining surfaces (4,5) via a beam welding, in particular laser or Electron beam welding, produced weld seam (3) are interconnected, characterized in that the weld seam (3) over a length of a section between the abutting joining surfaces (4,5) of the components (1,2) formed joining joint (6) in a first direction (9) extending first weld seam section (10), one at the first weld section (10) and out of the joint (6) in one of the components (1,2) arcuate led out second weld section (11) and one to the second weld section (11 ) and in a second direction (12) opposite to the first weld section (1 0) extending third weld section (13), wherein the third weld section (13), starting from the end of the second weld section (11) in the direction of the first weld section (10) extends inclined.

2. joint connection according to claim 1, characterized in that the radius (R) of the arcuate second weld section (11) corresponds to a maximum of the simple weld seam width (8).

3. joint connection according to claim 1 or 2, characterized in that the center angle of the arcuate second weld section (11) is more than 180 °.

4. joint connection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the third weld section (13) in a starting point (14) with a maximum initial distance (16) of twice the weld seam width (8) to the first weld section (10).

5. joint connection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the third weld section (13) in an end point (15) with a maximum end distance (17) of 1 mm to the first weld section (10)

6. joint connection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the third weld section (13) extends into the first weld section (10).

7. joint connection according to one of claims 1 to 6, characterized in that the third weld section (13) extends with a maximum length of 5 mm between a starting point (14) and an end point (15).

8. joint connection according to one of claims 1 to 7, characterized in that the component (1, 2) is a punched part produced from sheet metal without cutting or a thin metal sheet produced without cutting and stamping.

9. Welding device for producing a joint connection between metallic components (1, 2) of an assembly, comprising a clamping system for clamping the components (1, 2) and a beam welding head for joining the components (1, 2) at their essentially gap-free abutting joining surfaces ( 4.5) by melting material by means of an energy beam (7), characterized in that the beam welding head is mounted on a Füh- rungs- and drive system, which is formed with trajectory sections and designed such that the beam welding head along a first trajectory portion and the Energy beam (7) over a longitudinal section of a joining between the abutting joining surfaces (4,5) of the components (1,2) formed joining joint (6) in a first joining direction (9), and thereafter along a second movement path section and the energy beam (7) out of the joint (6) out arcuately into the material of one of the components (1,2 ), and then guided along a third movement path section and the energy beam (7) opposite to the first joining direction (9) in a second joining direction (12), and thereby by the melting of the 9/12 Austrian Patent Office AT13 491 U1 2014-01- 15 material of the components (1,2) along the joint (6) at least over the length section, a first weld section (10), a subsequent to the first weld section (10) and out of the joint (6) arcuately led out second weld section (11) and a third weld seam section (13) adjoining the second weld seam section (11) is produced, wherein the third weld seam section (13) extends from the end of the second weld seam section (11) in the direction of the first weld seam section (10) in such a way that end seam cracks occur at the weld seam end be largely avoided.

10. Welding device according to claim 9, characterized in that the welding device comprises a stretch regulator, by means of which in the weld seam (3) introduced-path energy over a stretch of the first weld section (10) and second weld section (11) by a stretch energy controller substantially is kept constant by the beam power, in particular laser power, according to the movement speed of the energy beam (7) is controlled.

11. Welding device according to claim 9, characterized in that the drive system has a drive control and / or the welding device has a power regulator, wherein by means of the drive control a movement speed of the energy beam (7) and / or by means of the power controller, the beam power on the trajectory sections along the first weld section (10) and second weld section (11) is kept substantially constant.

12. A method for producing a joint connection between metallic components (1, 2) of an assembly, in which the components (1, 2) abut each other at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces (4, 5) by melting material by means of an energy beam ( 7) are connected to each other, characterized in that the energy beam (7) for the time being guided in a first joining direction (9) over a longitudinal section of a joining joint (6) formed between the abutting joining surfaces (4, 5) of the components (1, 2) then out of the joint (6) out arcuately into the material of one of the components (1,2) and then opposite to the first joining direction (9) in a second joining direction (12) is guided and that thereby by the melting of the material of the components ( 1,2) along the joint (6) at least over the longitudinal section a first weld section (10), one to the first Schweißnahtabsch nitt (10) subsequent and from the joint (6) arcuately led out second weld section (11) and to the second weld section (11) subsequent third weld section (13) are produced, wherein the third weld section (13) starting from the end of the second weld section (11) in the direction of the first weld section (10) out inclined so that end crater cracks are largely avoided at the weld end.

13. The method according to claim 12, characterized in that in the weld seam (3) introduced path energy over a section of the first weld section (10) and second weld section (11) is held constant by a track energy regulator by the beam power, in particular laser power accordingly the movement speed of the energy beam (7) is regulated.

14. The method according to claim 12, characterized in that the movement speed of the energy beam (7) and / or the beam power on the trajectory sections along the first weld section (10) and second weld section (11) is kept substantially constant.

15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that in the weld (3) introduced path energy over a section of the third weld section (13) from a starting point (14) to an end point (15) corresponding to a sloping ramp reduced becomes. For this 2 sheets drawings 10/12