CN1278816C

CN1278816C - 激光焊接方法

Info

Publication number: CN1278816C
Application number: CNB011375574A
Authority: CN
Inventors: R·波伦斯基; C·埃尔斯纳; D·佩特; T·弗兰茨; J·米勒－罗盖特
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: DE10053789B4; DE10053789A1; CN1350903A

Abstract

本发明涉及一种激光焊接方法，用于连接两块材料(2，3)特别是金属板。依此法，设定了一个间隙(5)，焊接时释放出来的焊接发射物可以通过该间隙逃逸，从而避免焊接连接受到损害。根据本发明，间隙(5)是通过一个结构层(4)来获得的，该结构层例如可作为一个具有凹处的箔而贴敷在材料(2，3)上。因此，对材料(2，3)不做结构性改变便可获得间隙(5)，这样，如同将结构层(4)贴敷在复杂的例如拱凸的材料(2，3)上那样，也可以实现间隙(5)分段不同的构型。

Description

激光焊接方法

技术领域

本发明涉及一种用于连接两块材料的激光焊接方法，其中，两决材料中的至少一块具有一种涂层，而且在这两块材料之间留有间隙，在加热时释放出的焊接发射物可以通过该间隙逸出。

背景技术

这样一种激光焊接方法是EP 0157913 B1的主题。利用一个为此目的设定的、活动的隔离件便可按照一种特定的实施形式在这两块材料之间确定出一个间隙来，涂层的挥发性成份例如油或漆可通过该间隙逃逸。

DE 3933408 A1也已介绍过一种焊缝，依这种焊缝，两块金属板材借助压入的栓销而保持相应的距离。按EP 1005944 A2提出的一种激光焊接方法，为特定的涂锌钢板同样规定了一个间隙，该间隙也以相似的方式在按EP 0178394 A2的一种焊接方法中被提出过，其目的是使析出的气体能够无阻碍地逸出。

此外，也可以按照US 4916284在两块彼此待焊接的板材中的一块上设定一个V-形弯角，以便借此达到排气的目的。

按照EP 0771605 A2提出的另一种焊接方法，可以采取下述措施为所析出的蒸汽创造一个排气区：板材在进行焊接之前在焊缝部位按一个锐角彼此碰触地加以布置，同时将焊缝设计成贴角焊缝。

两块板材也可以按照DE 19605341 A1事先在结构上如此加以定型：彼此搭接的部位在形成一条沿着待实施的焊缝的缝隙条件下仅仅是差不多地相接触。

为了产生所需的间隙所提出的这些措施总的说来都有如下缺点：为此，待焊接的材料需要一个附加的成型或者说需要一个事先的相应的结构定型，从而在实际应用过程中会明显增加费用。因此，例如就汽车的车身来说便需要许多附加的修整，尤其在考虑到制成的车身的强度和承载能力的情况下，这些修整会导致一系列附加的工序和设计步骤。

此外，DE 19757245 A1也公开过一种方法，就是在加压条件下利用一个粘接条带将一个基板和一个盖板彼此粘合起来。依此法，粘接条带的外部轮廓小于盖板的外部轮廓，从而达到下述目的：两块板材可以借助激光焊缝而彼此在其无粘接条带的边缘区域连接起来。所用粘接条带的厚度应至少为0.2mm，以使汽化的涂层材料能够不受阻碍也从焊缝区域逸出。

该方法已被证实的缺点是：由于使用粘接条带将盖板同基板粘连起来，从而支出附加的费用。特别是这两块板材的相互定位也因此而相对地变得困难，这是因为位置的校正首先要求解除粘连。此外，该方法仅仅适用于两块板材的边缘区域内的焊接连接。

发明内容

在这种背景下，本发明的任务是从根本上简化文首述及的那一种方法，从而降低实施该方法时的费用。

为了完成上述任务，本发明提出一种用于连接两块材料的激光焊接方法，其中，两块材料中至少一块具有一种涂层，而且在两块材料之间设有一个间隙，在加热时释放出来的焊接发射物可以通过该间隙逃逸，该间隙是通过贴敷一个结构层而制成的，该结构层是可拆地与材料相连的。

依此方法，间隙是通过贴敷一种结构层加以创造的。这样便可很简单地通过这种结构层创造出为释放的焊接发射物的逃逸所确定的间隙，而不需要为此在两块材料上进行结构性配合，例如改形。因此，在生产过程中可以大大降低为获得间隙所需的费用，其中，这种方法可以毫无问题地与现有的生产流程相适配。依此法，两块材料借助所贴敷的结构层而不会彼此粘合，这样，通过已经由结构层所连接的两块材料的相对位移可毫不费力地实现定位。此外，可以这样来制作结构层，即如同考虑到材料厚度或涂层厚度的偏差那样，也应考虑到焊接发射物的局部不同的释放。这样，例如就可以在那些不可避免地发生较高焊接发射物的区域内扩大间隙。结构层在此情况下可以完全不依赖于材料地加以使用，因此可以毫不费事地灵活适配不同的环境条件和生产条件，与此同时，结构层还能附带地具有增强性质。

结构层可以用几个单个的业已贴敷在材料上的部分组成，借以获得所要求的特性。而本发明提出的方法的一个特别有利的设计方案是通过下述实现的：贴敷一个具有多个可形成间隙的凹处的柔性层以获得结构层。这样一个中间层可以很简单地实现在材料上大面积贴敷结构层，与此同时为了易于操作起见，中间层也可以粘附在两块材料之一上。这种柔性层因此也能使本方法应用于拱凸的材料，而不会由此引起非所希望的材料间距的改变。另外，该层的加工和使用都简化了，其中，该层可以特别作为具有不同的、决定间隙容积的结构厚度的标准化部件来准备。

如果结构层利用一种箔进行贴敷，则本方法便可特别简单地实施。为此，结构层可以在其下边配备箔，这样，结构层便可以容易地作为一个整体而大面积地加以贴敷。此外，该箔可以配有一个粘附面，借助此粘附面便可避免相应于材料的非所希望的结构层偏移现象。

本方法的另一种同样可望行之有效的改进是通过下述方式来实现的：结构层采用一种印刷技术方法加以贴敷。这样，便可省去附加的将结构层的各段相互连接起来的支承层，从而可进一步降低本方法的实施费用。在此情况下，一方面可减小结构层厚度，另一方面可进行不同的局部厚度设计。此外，还可将结构层事先贴敷在原始材料上，借以避免与下步继续加工如改形有连带关系的麻烦的贴敷工作。

结构层可以通过快速凝固的液体如漆、涂料或塑料的喷溅或喷涂来实现。另外可通过下述方法来创造一个特别简单的变型，即通过橡皮刮板来涂敷结构层，这样便可很不费事地以一种例如也可按手工操作的工序来涂敷结构层，这时结构层是由橡皮刮板的压印所决定的。由此，各种各样的材料都能配有合乎要求的结构层。

若通过一种粘液的涂敷来产生结构层，也是特别有利的。这种可以如此例如通过喷射而涂敷在材料上的结构层会自动地粘附在相关材料上，并构成一个可变形的间隙，这间隙的尺寸例如可通过外部施压的方法来施加一定的影响。于是，便可毫不费力地使即使是复杂成形的材料具备结构层。

本发明提出的方法的另一项同样是特别实用的改进可以通过下述方法来实现：为了取得结构层，可将一种粒状物质施加到两决材料之一上。为此，将这样一种例如通过可淋洒的固体物而得到的物质分布在两块材料之一上，使之在两块材料之间起着隔距块的作用。为此，例如可使用糖，糖作为不污染环境的、成本上合算的供应物质所引起的加工费用是很低的。

在此情况下，若能通过材料的预处理以达到该物质的粘附目的，则是特别有利的。该物质通过材料的预处理，只粘附在两块材料的所要求的区段上。这种预处理例如可以在对材料区段的致湿过程中实现。

另一个特别符合目的的变型是通过下述方法达到的：结构层是作为一种固体物加以涂敷的，该固体物质先短时间地加热到它的软化温度，随后便会粘附在材料上。这样，为大大简化本方法的实施，可以使粒状固体物质例如粉末被敷在所希望的位置上，并通过短时间加热而粘附在材料的表面，或者同该表面融合起来。为此例如也可使用一个UV-灯(紫外线灯)，借以使固体物质起化学或物理反应。

在这方面，本发明提出的方法的一个变型也是特别有帮助的，依此，结构层是可以松开地与材料相连。这样，在材料完成焊接之后可将结构层除去，从而可排除继后的生产过程所受的限制或阻碍。

结构层的作用在于在空间上分离两块待焊接的材料。此外，结构层当然还可以是物质的自身承载体，这些物质有利于焊接过程、或者就最终产品来说可改善材料的状况。举例来说，结构层可以设置一种防腐剂。另外，结构层还可以具有吸收焊接发射物的能力，由此促成激光焊接方法的改善。同样有利的是：结构层通过合适的外部影响来变换它的聚集状态，从而将结构层例如作为固体从液相或气相中分离出来。

附图说明

本发明允许有多种实施形式。为了进一步说明它们的基本原理，将其中之一用图表示，并描述如下。附图表示：

图1用于实施本发明提出的激光焊接方法的一种装置，带有构成间隙的结构层；

图2多个结构层的俯视图。

具体实施方式

图1表示用于实施本发明提出的激光焊接方法的装置的侧视图。图中示出一个夹紧元件1，由该夹紧元件将两块彼此待焊接的由涂层过的金属板得到的材料2，3固定在一个预定的位置上。在材料2、3之间布置了一个结构层4，该结构层限界出一个间隙5。加热材料2，3时所释放出来的焊接发射物可以通过上述间隙5逸出，从而可避免因这种发射物对焊接造成的损害。

为此所用的结构层4将参照图2加以详细说明，该图表示对结构层4的不同压印的顶视图。在此，结构层4是由一个配有凹部6和凸部8的箔7构成的，其目的是通过尺寸大小和布置来使图1中所示的间隙5获得所要求的边界。箔7为此可粘附地贴敷到图1所示的两块材料2、3之一上，以避免在焊接过程中产生非所希望的移动。箔7可以在完成焊接之后的一个相继的工序中撤除掉，以避免表面的损害。

Claims

1.用于连接两块材料的激光焊接方法，其中，两块材料中至少一块具有一种涂层，而且在两块材料之间设有一个间隙，在加热时释放出来的焊接发射物可以通过该间隙逃逸，其特征在于：该间隙是通过贴敷一个结构层而制成的，该结构层是可拆地与材料相连的。

2.按权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于：该结构层是通过贴敷一个带有多个形成间隙的凹处的柔性箔来获得的。

3.按权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于：该结构层是利用一种箔加以贴敷的。

4.按权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于：该结构层是通过一种印刷技术方法加以贴敷的。

5.按权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于：该结构层是通过橡皮刮板来加以贴敷的。

6.按权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于：该结构层是通过涂敷一种粘性液体来产生的。

7.按权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于：为了获得该结构层，在两块材料之一上敷放一种粒状物质。

8.按权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于：通过对材料的预处理来达到使粒状物质粘附的目的。

9.按权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于：该结构层是作为一种固体物质贴敷的，这种固体短时间地被加热到它的软化温度，然后便粘附在材料上。