CN112368103B - 用于焊接镀锌的机动车构件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于焊接镀锌的机动车构件(1)的方法,其中,对镀锌的机动车构件(1)的焊接面(3)进行预处理,并且随后在所述焊接面(3)上焊接连接元件,其中,为了进行预处理,借助激光装置(5)将在焊接面(3)的区域中的锌层(2)剥蚀直至预先给定的最大层厚度(6),其中,将所述机动车构件(1)热镀锌,所述锌层在焊接面的区域中借助激光装置降低到在预先给定的恒定的焊接参数下可焊接的层厚度,从而所述锌层在焊接面的区域中的厚度借助激光装置能够匹配于恒定的焊接参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于焊接镀锌的机动车构件的方法。
背景技术
DE102004028197B4公开了一种通过对在设置用于焊接连接的接合区域中的镀锌钢板的表面进行预处理来改善镀锌钢板的可焊接性的方法。为此,将大气的、电中性的低温等离子的射束对准表面并且通过激光将钢板相互焊接在一起。
发明内容
本发明的任务是,提供一种用于焊接镀锌机动车构件的方法,该方法能够特别简单地预备镀锌的机动车构件的焊接面并且同时能够实现特别有利地并且干净地将镀锌的机动车构件焊接在焊接面上。
根据本发明,所述任务通过一种用于焊接镀锌的机动车构件的方法来解决。
本发明涉及一种用于焊接镀锌的机动车构件的方法,其中,对镀锌的机动车构件的焊接面进行预处理并且随后将连接元件焊接到所述焊接面上。为了能够将机动车构件与连接元件特别有利地在焊接面上焊接,按照本发明规定,为了进行预处理,借助激光装置将在焊接面的区域中的锌层剥蚀直至预先给定的最大层厚度。尤其是,所述预处理用于在焊接参数恒定的情况下、尤其是在机动车构件上的锌层不规则的情况下确保过程稳定性。借助激光装置预蒸发在焊接面的区域中的锌层,以便调节锌层的限定的层厚度。在此,所述锌层可以在焊接面的区域中借助激光装置完全被剥蚀,或者仅降低到在预先给定的恒定的焊接参数下可焊接的层厚度。因此,该方法能够实现,具有不同厚度锌层的镀锌的机动车构件能够以恒定的焊接参数在焊接质量恒定的情况下被焊接。
这种方法在尤其是热镀锌的机动车构件中被证明是特别有利的,因为在热镀锌时将机动车构件浸入到锌熔液中并且由此镀锌。在此涉及批量热镀锌方法。在热镀锌时(其是给机动车构件镀锌的一种特别简单且成本低廉的可能性),在机动车构件的不同位置上可以产生不同厚度的锌层。在热镀锌之后预计在焊接面上形成的锌层的厚度根本不可预测或者必要时仅能以特别大的耗费预测,从而将焊接参数调节到锌层的分别在焊接面上出现的层厚度是特别耗费的并且非常耗时。所述方法提供的优点是,锌层的厚度借助激光装置可以匹配于恒定的焊接参数。因此,该方法能够实现,热镀锌的机动车构件能够被焊接。
在本发明的另一种有利的设计方案中规定,将机动车构件生成式地制造或浇铸。所述生成式制造方法是一种增材制造方法,其中,机动车构件被逐层地构建和制造。如果浇铸机动车构件,那么为了制造机动车构件将金属熔液浇注到模具中,以便使其在那里凝固并且在凝固的状态下从模具中取出作为机动车构件。因此,所述生成式地制造的或浇铸的机动车构件是设有锌层的金属构件。在生成式制造时以及在浇铸机动车构件时,机动车构件具有特别大的表面粗糙度。在所述特别粗糙的表面镀锌时并且尤其是在所述特别粗糙的表面热镀锌时形成机动车构件的锌涂层,该锌涂层在机动车构件的表面上具有变化的层厚度。尤其是锌层的层厚度可以沿焊接面变化,从而在焊接参数恒定的情况下使机动车构件与连接元件的焊接变得困难。为了能够特别简单地将机动车构件与连接元件焊接,借助激光装置沿整个焊接面将锌层的厚度调节到预先给定的层厚度。由此可以实现连接元件与机动车构件的焊缝的特别好的焊接结果。
在本发明的另一种有利的设计方案中规定,借助脉冲式大功率固体激光器将焊接面进行预处理。在此,借助大功率固体激光器将脉冲激光束对准锌层,以便预蒸发锌层。所述大功率固体激光器能够实现激光装置在锌层预蒸发时特别高的熔化功率,从而锌层可以特别快地调节到预先给定的层厚度上。
在本发明的另一种有利的设计方案中规定,借助偏转装置将借助激光装置所提供的激光束引导到焊接面上。所述偏转装置可以设计用于二维地或三维地将激光束引导到机动车构件的焊接面上。这能够实现特别精确地调节在焊接面区域中的锌层的层厚度。由此可以避免在机动车构件的不是焊接面的表面上的锌层大面积的剥蚀。尤其是仅仅锌层的是焊接面的面可以借助激光装置被预处理,从而可以特别好地获得由锌层提供的机动车构件的防腐蚀保护,因为锌层在焊接面之外保持不变。
在本发明的另一种有利的设计方案中规定,将机动车构件与连接元件激光焊接。这使得机动车构件能够特别简单且快速地与连接元件焊接。因此,激光装置例如可以有利地一方面用于对机动车构件的焊接面进行预处理,而且也可以用于将机动车构件与连接元件焊接。机动车构件的焊接因此可以借助特别少的加工部件来实施。
在本发明的另一种设计方案中被证明有利的是,机动车构件在与连接元件焊接之后被涂漆。在此,机动车构件和焊接的连接元件例如在阴极浸漆的范围内设有漆。这种漆形成了用于由机动车构件和连接元件组成的复合结构的附加的防腐蚀保护。在焊接之后给由机动车构件和连接元件组成的复合结构涂漆确保了,焊接面保持没有漆并且因此机动车构件的焊接不会受到焊接面上的漆的负面影响。
附图说明
本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明得出。在上文中在说明中提到的特征和特征组合以及在下文中在附图说明中提到的和/或仅在附图中仅示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也能够以其它的组合或者单独地应用。
现在借助一种优选的实施例以及参考附图详细阐述本发明。图1示出镀锌的机动车构件的示意性剖面图,该机动车构件的锌层在焊接面的区域中利用激光装置蒸发。
具体实施方式
在唯一的附图中剖切地示出镀锌的机动车构件1。在此,所述机动车构件1是铸件,该铸件在热镀锌的范围内设有锌层2。在装配机动车构件1来装配机动车、尤其是汽车的范围内,机动车构件1应与在唯一的附图中未示出的连接元件焊接。为此,镀锌的机动车构件1具有焊接面3,沿该焊接面可将镀锌的机动车构件1与连接元件焊接在一起。
如在唯一的附图中可看出,锌层2具有不规则的表面4,从而锌层2在其延伸上并且尤其是在焊接面3的区域中具有变化的层厚度。为了实现机动车构件1与连接元件的恒定的焊接质量,机动车构件1和连接元件以恒定的焊接参数焊接。为了以恒定的焊接参数实现恒定的焊接质量,在预处理的范围内将在焊接面3的区域内的锌层2借助激光装置5剥蚀直至预先给定的最大层厚度6。
所述激光装置5在当前情况中是脉冲式大功率固体激光器。为了能够将借助激光装置5生成的激光束7特别好地引导到锌层2的表面4上并且将锌层2的层厚度特别精确地调节到最大层厚度6,激光装置5包括偏转装置8,借助该偏转装置可以将激光束7引导到锌层2的表面4上。在对焊接面3进行预处理之后,机动车构件1在焊接面3上与连接元件一起被激光焊接成复合结构。随后由机动车构件1和连接元件组成的复合结构在涂漆工艺的范围内设有漆层。
目前几乎不可能传统地焊接具有大于15微米的锌层厚度的镀锌构件。为了用7至15微米厚的锌层对构件进行涂覆,目前使用电镀涂覆工艺。在电镀涂覆工艺中,构件在水溶液中被涂覆有锌,使得在镀锌之后水可能不利地附着在构件表面上,这在焊接构件时、尤其是由于在焊接时的起泡可能导致降低焊接质量。与电镀涂覆工艺不同,批量热镀锌(其可理解为在热镀锌设备上的热镀锌工艺)具有经济上和质量上的优点,因为尤其是待热镀锌的机动车构件1在此不与水接触,而是仅仅与镀锌时的锌熔液接触。由此可以防止对所焊接的镀锌构件、尤其是机动车构件1的焊接质量造成负面影响。在批量热镀锌时,尤其是在热浸镀锌时(这是热镀锌的另一种名称),焊接面3上锌层2的层厚度不能被控制或仅仅很难被控制。此外,锌层2至少局部具有大于15微米的厚度,因为在热镀锌时难以调节锌层2的厚度。为了尽管锌层2的表面4不规则也能够实现焊接,锌层2借助激光技术、在当前情况中借助激光装置5局部地剥蚀。为此,构造成大功率固体激光器的激光装置5的脉冲激光束7借助偏转装置8二维和/或三维地聚焦到锌层2的表面4的所希望的点上。
在该方法中特别有利的是,与耗费的电镀锌处理相比,热镀锌成本特别低廉,从而机动车构件1在热镀锌的范畴内可以特别低成本地设有锌层2。此外,在机动车构件1热镀锌时达到锌层2的表面4的与电镀镀锌相比更好的表面质量,因为锌层2在特别高的温度下被施加。由于锌层2的层施加过程中的高温,污染物以及气体和湿气夹杂物从锌层2和从机动车构件表面排出。
附图标记列表
1 机动车构件
2 锌层
3 焊接面
4 表面
5 激光装置
6 最大层厚度
7 激光束
8 偏转装置
Claims (4)
1.用于焊接镀锌的机动车构件(1)的方法,其中,对镀锌的机动车构件(1)的焊接面(3)进行预处理,并且随后在所述焊接面(3)上焊接连接元件,其特征在于,
将所述机动车构件(1)生成式地制造或浇铸,并且将所述机动车构件(1)热镀锌,从而锌层在机动车构件的表面上具有变化的层厚度并且锌层至少局部具有大于15微米的厚度,
针对具有不同厚度的锌层的镀锌的机动车构件预先给定恒定的焊接参数,
为了进行预处理,预先给定在焊接面(3)的区域中的锌层的最大层厚度,使得所述锌层在焊接面的区域中的厚度能匹配于所述恒定的焊接参数,借助激光装置(5)将在焊接面(3)的区域中的锌层(2)剥蚀直至预先给定的最大层厚度(6),其中,借助偏转装置(8)将借助激光装置(5)所提供的激光束(7)引导到焊接面(3)上,使得激光束被二维和/或三维地聚焦到锌层的表面的所希望的点上,使得所述锌层(2)被局部地剥蚀,其中,所述锌层在焊接面的区域中借助激光装置降低到在预先给定的恒定的焊接参数下可焊接的层厚度,从而所述锌层在焊接面的区域中的厚度借助激光装置能够匹配于恒定的焊接参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,借助脉冲式大功率固体激光器将所述焊接面(3)进行预处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,将机动车构件(1)与连接元件激光焊接。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,将机动车构件(1)在与连接元件焊接之后涂漆。
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