DE10031377B4 - Method for joining two sheets by laser welding - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Verbinden zweier Bleche durch Laserstrahlschweißen, wobei zumindest ein Blech (10, 11) eine Beschichtung mit einem niedrigeren Schmelzpunkt aufweist und die Bleche (10, 11) eben übereinander liegend durch eine Spannvorrichtung (18) in ihrer Lage fixiert sind und vor einem Einbringen einer Laserschweißnaht (14) ein Laserstrahl, thermische Spannungen und einen Biegewinkel erzeugend, über die Oberfläche eines der zu verschweißenden Bleche (10) zur Einbringung einer Laserbiegenaht (12) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (18) das Blech (10), in das die Laserbiegenaht (12) eingebracht wird, beidseitig der einzubringenden Laserbiegenaht (12) fixiert, wodurch zwischen den beiden Blechen (10, 11) ein Freiraum (16) entsteht.A method for joining two sheets by laser beam welding, wherein at least one sheet (10, 11) has a coating with a lower melting point and the sheets (10, 11) just above one another are fixed in position by a clamping device (18) and before introduction a laser welding seam (14) generating a laser beam, thermal stresses and a bending angle over which the surface of one of the sheets (10) to be welded is guided for introducing a laser bending seam (12), characterized in that the clamping device (18) supports the sheet metal (10) into which the laser bending seam (12) is introduced, the laser bending seam (12) to be introduced is fixed on both sides, whereby a free space (16) is created between the two sheets (10, 11).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Bleche durch Laserschweißen mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The The invention relates to a method for connecting two sheets by laser welding with the features mentioned in the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, dass beim Verbinden zweier Stahlbleche durch eine Laserschweißnaht, wobei zumindest ein Stahlblech eine Beschichtung mit einem niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, der Beschichtungswerkstoff, beispielsweise Zink, beim Schweißvorgang zunächst schmilzt und teilweise verdampft, wobei die entstehenden Dampfblasen das entstehende Schmelzbad der im Entstehen befindlichen Schweißnaht stören. So kommt es beispielsweise zu Kratern in der Schweißnaht, Auswürfen, Porenbildungen und anderen Unregelmäßigkeiten. Das Problem besteht darin, die beim Schweißvorgang entstehenden Zinkdämpfe von der Schweißnaht wegzuführen. Aus dem Stand der Technik sind mehrere Schriften bekannt, die sich mit der „Entgasungsproblematik” beim Verschweißen von beschichteten Blechen beschäftigen.It is known that when connecting two steel sheets by a laser weld, wherein At least one steel sheet has a coating with a lower one Melting point, the coating material, for example Zinc, during the welding process first melts and partially evaporates, with the resulting vapor bubbles disturb the resulting molten bath of the emerging weld. So For example, there are craters in the weld, spalling, pore formation and others Irregularities. The problem is that the resulting during the welding process zinc fumes of the weld lead away. From the prior art, several writings are known which are with the "Entgasungsproblematik" when welding deal with coated sheets.
So
ist zum Beispiel aus der
Aus
der
Aus
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verbinden zweier eben übereinander liegender Bleche, bei denen zumindest ein Blech eine Beschichtung mit einem niedrigen Schmelzpunkt aufweist, mittels Laserschweißens anzugeben, bei dem bei Einhaltung einer hohen Schweißnahtqualität der Aufwand zur Herstellung der Schweißnaht reduziert wird.Of the The invention is therefore based on the object, a method for connecting two just above each other lying sheets, where at least one sheet a coating having a low melting point, indicate by laser welding, in which, while maintaining a high quality weld the cost of producing the Weld is reduced.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verbinden zweier Bleche durch Laserschweißen mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass vor einem Verschweißen zwei, vorzugsweise parallel verlaufende Laserbiegenähte, thermische Spannungen und Biegewinkel erzeugend, in die Oberfläche eines der zu verschweißenden Bleche eingebracht werden, so dass es zur Ausbildung eines Freiraumes zwischen den übereinander liegenden Blechen und den Bereichen der Laserbiegenähte kommt, und anschließend zur Verbindung der Bleche Laserschweißnähte erzeugt werden, können die beim Verschweißen der beschichteten Bleche entstehenden Beschichtungsdämpfe über den zwischen den Blechen entstandenen Freiraum abgeführt werden. Ein Verschweißen zweier eben übereinander liegender und beschichteter Bleche mittels Laserschweißnaht kann somit unter Abführung der beim Verschweißen entstehenden Beschichtungsdämpfe erfolgen. Aufwendige Nahtvorbereitungen sowie spezielle Blechgestaltung im Bereich der Schweißnaht entfallen. Dadurch werden die Kosten und der Aufwand zur Herstellung der Schweißnaht reduziert. Durch Abführung der beim Verschweißen entstehenden Beschichtungsdämpfe wird eine Beeinträchtigung der Schweißnaht weitestgehend ausgeschlossen. Die geforderten hohen Schweißnahtqualitäten können somit eingehalten und erfüllt werden.This object is achieved by a method for connecting two sheets by laser welding with the features mentioned in claim 1. Characterized in that prior to welding two, preferably parallel laser bending seams, generating thermal stresses and bending angles, are introduced into the surface of one of the sheets to be welded, so that there is a free space between the overlapping sheets and the areas of the laser bending seams, and Subsequently laser welding seams are produced for joining the sheets, the coating vapors produced during welding of the coated sheets can be removed via the free space created between the sheets. A welding of two just superimposed and coated sheets by means of laser weld can thus be done with removal of the coating vapors produced during welding. Elaborate seam preparations as well as special sheet metal design in the area of the weld are eliminated. As a result, the costs and the effort to produce the weld are reduced. By dissipating the coating fumes produced during welding, impairment of the weld seam is largely ruled out. The required high weld quality can thus be maintained and be fulfilled.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in an embodiment with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
Die Erfindung wird erläutert am Beispiel des Verbindens zweier eben übereinander liegender zinkbeschichteter Stahlbleche mittels einer Laserschweißnaht. Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf das Ausführungsbeispiel. Die erfindungsgemäße Lösung kann beispielsweise auch für die Verschweißung von Blechen angewendet werden, bei denen nur ein Blech mit einer Beschichtung versehen ist. Die Verschweißung der Bleche ist sowohl mit einer als auch mit mehreren Schweißnähten möglich. Auch für andere ähnlich gelagerte Fälle ist die erfindungsgemäße Lösung einsetzbar.The Invention will be explained the example of connecting two just above one another zinc coated Steel sheets by means of a laser weld. The invention is limited not only on the embodiment. The solution according to the invention can for example, also for the welding be applied by sheet metal, where only one sheet with a Coating is provided. The welding of the sheets is both possible with one or more welds. Also for other similarly stored Cases is the solution according to the invention can be used.
Entsprechend
Nach
der Erzeugung der Laserbiegenähte
Beim
Verschweißen
der beiden Bleche
Der
Laserstrahl zur Erzeugung der Laserschweißnaht
Durch die erfindungsgemäße Lösung werden neben der Erreichung einer qualitätsgerechten Schweißnaht auch die Kosten reduziert. Notwendige konstruktive oder fertigungstechnische Maßnahmen zur Herstellung des für die Abführung der Beschichtungsdämpfe benötigten Entgasungskanals entfallen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die notwendigen Freiräume zur Abführung der Beschichtungsdämpfe mittels eines Laserstrahles erzeugt, der auch für die Verschweißung der Bleche genutzt wird. Außerdem werden durch die erfindungsgemäße Lösung nur dort Freiräume erzeugt, wo sie auch tatsächlich benötigt werden. Dadurch werden ebenfalls die Kosten und der Aufwand reduziert.The solution according to the invention, in addition to the achievement of a quality Weld also reduces costs. Necessary constructive or manufacturing measures for the preparation of the required for the discharge of the coating vapors degassing omitted. By means of the method according to the invention, the necessary free spaces for discharging the coating vapors are generated by means of a laser beam, which is also used for the welding of the metal sheets. In addition, the solution according to the invention generates free spaces only where they are actually needed. This also reduces costs and effort.
- 1010
- Blechsheet
- 1111
- Blechsheet
- 1212
- LaserbiegenahtLaser bending seam
- 1414
- Laserschweißnahtlaser weld
- 1616
- Freiraumfree space
- 1818
- Spannvorrichtungjig
- αα
- Biegewinkelbending angle
- σZ σ Z
- Zugspannungtension
- σD σ D
- Druckspannungcompressive stress
Claims (11)
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