DE102005010269A1 - Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005010269A1 DE102005010269A1 DE102005010269A DE102005010269A DE102005010269A1 DE 102005010269 A1 DE102005010269 A1 DE 102005010269A1 DE 102005010269 A DE102005010269 A DE 102005010269A DE 102005010269 A DE102005010269 A DE 102005010269A DE 102005010269 A1 DE102005010269 A1 DE 102005010269A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- component
- laser beam
- contact area
- curved
- components
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen (1, 2), wobei ein Bauelement (1) eine zumindest teilweise gekrümmte Oberfläche (4) aufweist und das andere Bauelement (2) mit einem flachen Berührungsbereich an diese gekrümmte Oberfläche (4) anliegt, soll auf den Berührungsbereich (3) ein Laserstrahl (5) gerichtet werden.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen, wobei ein Bauelement eine zumindest teilweise gekrümmte Oberfläche aufweist und das andere Bauelement mit einem flachen Berührungsbereich an dieser gekrümmten Oberfläche anliegt, sowie ein entsprechendes Bauteil.
- Beispielsweise in der Automobilindustrie werden viele Bauteile aus zumindest zwei Bauelementen hergestellt. Diese beiden Bauelemente können durch verschiedene Schweissverfahren miteinander verbunden werden. Dabei ist zur Verbindung von Blechen und Bändern das Stumpfnahtschweissverfahren unter Verwendung von Laserschweissen bekannt. Dies wird beispielsweise in der
DE 195 00 715 A1 beschrieben. Bei ebenen Flächen und Bändern, die über ihre Kanten miteinander verbunden werden sollen, ist dieses Schweissverfahren ideal. - Zur Verbindung eines rohrförmigen Körpers mit einem anderen Bauteil ist beispielsweise aus der
US 4,477,010 bekannt, das andere Bauteil als Klemmelement auszubilden und auf das rohrförmige Bauteil aufzusetzen. Danach erfolgt ein Laserschweissen entlang eines grossen Gesamtabschnittes der zylindrischen Oberfläche unter Berücksichtigung der besonderen Form des zu verbindenden Ansatzes. Das Laserschweissen geschieht entlang der Umfangs- bzw. Mantelfläche des Rohres. - Ferner ist aus der
DE 698 10 978 T2 ein Verfahren zum Schweissen von Ansätzen an ein Zylinderrohr bekannt, wobei der Ansatz auf der zylindrischen Aussenoberfläche des Zylinderrohres durch Laserschweissen angebracht wird. Diese Laserschweissung wird im umlaufenden Kontaktbereich zwischen einem Ansatz und der zylindrischen Aussenoberfläche des Zylinderrohrs entlang eines vorbestimmten Kreisausschnitts der Oberfläche durchgeführt, wobei zwei Laserstrahlen auf beide Seiten des anzuschweissenden Ansatzes gerichtet sind. Dabei ist der Kontaktbereich zwischen Ansatz und Zylinderrohr in der Umfangsrichtung auf einen Höchstwert von ca. 120° beschränkt. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei dem ein Bauelement mit einem flachen Berührungsbereich mit einer gekrümmten Oberfläche verbunden wird.
- Lösung der Aufgabe
- Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass auf den Berührungsbereich ein Laserstrahl gerichtet wird.
- Beim bekannten Stand der Technik erfolgt eine Verbindung zwischen einer gekrümmten Oberfläche mit einem Bauteil entlang der Krümmung der Oberfläche. Das bedeutet, dass in der Regel ein sehr offener (bis 90°) Spalt zwischen der gekrümmten Oberfläche und dem Bauteil gegeben ist, in welchem der Laserstrahl wirksam werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung geht es jedoch im wesentlichen um die Verbindung eines Flächenkörpers, der stumpf an einer gekrümmten Oberfläche, insbesondere einer zylindrischen Oberfläche, wie beispielsweise an einem Zylinderrohr, anschlägt, wobei der Berührungsbereich bzw. die Anschlagsfläche als flache Stirnfläche ausgebildet ist, die etwa parallel zur Achse des zylindrischen Körpers verläuft. Hier ergibt sich nur ein sehr geringer Schweissspalt zwischen dem flächigen Körper und dem zylindrischen Körper, so dass bislang das Laserschweissen nicht zur Anwendung kam.
- Die vorliegende Erfindung schlägt deshalb vor, dass der Laserstrahl so ausgerichtet wird, dass er bis zu dem Berührungsbereich der beiden Bauteile vordringt. Besitzt das Bauteil die oben erwähnte flache Stirnfläche, so sollte bevorzugt ein fokussierter Laserstrahl parallel zu dieser Stirnfläche ausgerichtet sein, so dass er den gesamten Verbindungsbereich durchdringt.
- In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Laserstrahl zusätzlich so fokussiert, dass er auch tangential zu der gekrümmten Oberfläche des einen Bauteils verläuft und auch hier tangential den Verbindungsbereich durchdringt.
- Im Berührungsbereich schmilzt der Laserstrahl bevorzugt beide Bauelemente auf, so dass von beiden Werkstoffen Schmelzperlen entstehen. Wird der Laserstrahl weitergeführt, laufen diese Schmelzperlen durch die Adhäsionskräfte ineinander und vermischen sich innig, so dass es hier zu dem gewünschten Verschmelzen kommt. Dieser Prozess erfolgt während der Vorwärtsbewegung des Lasers in Schweissrichtung. Die sich ergebende Schweissraupe erstarrt entsprechend ihrer Oberflächenspannung ohne Kanten- und Kraterbildung.
- Das erfindungsgemässe Verfahren wird bevorzugt auch zum Verbinden von Bauelementen angewendet, welche eine relativ geringe Wanddicke im Verhältnis zur Fläche der Schweissverbindung mittels Laser aufweisen. Ferner muss erwähnt werden, dass ein Laser bei dem erfindungsgemässen Verfarhren verwenden werden kann, der gänzlich ohne Zusatzwerkstoff auskommt. Es genügt das Aufschmelzen der beiden zu verbindenden Bauteile.
- Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Herstellung einer flächenhaften Schweissverbindung eines zylindrischen Bauteils mit einem flächigen Körper mittels Laser, wobei ein relativ geringer Wärmeeintrag in die Bauteile erfolgt. Aus diesem Grunde ergibt sich auch nur eine sehr kleine Wärmeeinflusszone, so dass es auch zu einer Minimierung von Schweissverzügen und damit zu einem reduzierten Aufwand an Vorrichtungs- und Zuführtechnik kommt.
- Bei der Herstellung der Bauteile ergibt sich eine Taktzeitreduzierung durch das Entfallen der Erzeugung von mehreren Schweissnähten und es kommt zu einer Reduzierung von Schweissfehlern.
- Figurenbeschreibung
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur eine schematische Draufsicht auf ein herzustellendes Bauteil aus einem zylindrischen Bauelement
1 mit einer Achse A und einem Flächenkörper2 , der mit einem linienförmigen Berührungsbereich3 an einer gekrümmten Oberfläche4 des zylindrischen Bauelementes1 anliegt. Dieser Flächenkörper2 soll im Berührungsbereich3 durch Laserschweissen mit dem zylindrischen Bauelement1 verbunden werden. Zu diesem Zweck wird ein fokussierter Laserstrahl5 auf den Berührungsbereich3 gerichtet, wobei der fokussierte Laserstrahl5 eine Neigung gegen eine Stirnfläche6 des Flächenkörpers2 hat, die so ausgelegt ist, dass der Laserstrahl5 parallel zu dieser Stirnfläche6 in einen Spalt7 zwischen gekrümmter Oberfläche4 und Stirnfläche6 einfällt. Gleichzeitig verläuft der fokussierte Laserstrahl5 tangential zur gekrümmten Oberfläche4 hin bis zu dem Berührungsbereich3 . - Auf diese Weise erschmilzt der Laser beide Werkstückflächen in diesem Berührungsbereich
3 und erzeugt Schmelzperlen. Durch die Additionskräfte laufen diese Schmelzperlen ineinander, sobald der Laserstrahl5 (Gasdruck des Plasmas) geringer wird. Dieses Ineinanderlaufen erfolgt innerhalb der Vorwärtsbewegung des Lasers in Schweissrichtung. Die sich ergebende Schmelze aus den Schmelzperlen beider Bauelemente1 und2 erstarrt entsprechend ihrer Oberflächenspannung ohne Kanten- und Kraterbildung.
Claims (8)
- Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen (
1 ,2 ), wobei ein Bauelement (1 ) eine zumindest teilweise gekrümmte Oberfläche (4 ) aufweist und das andere Bauelement (2 ) mit einem flachen Berührungsbereich an diese gekrümmte Oberfläche (4 ) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Berührungsbereich (3 ) ein Laserstrahl (5 ) gerichtet wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Bauteil (
1 ) eine zumindest teilweise zylindrische Oberfläche (4 ) aufweist, an welcher das andere Bauelement (2 ) zumindest über eine linienförmige Strecke hin mit einem Berührungsbereich (3 ) anliegt. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Berührungsbereich (
3 ) streckenweise parallel zu einer Achse (A) verläuft, um welche die zumindest teilweise zylindrische Oberfläche (4 ) gekrümmt ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Bauelement (
2 ) eine flache Stirnfläche (6 ) besitzt und ein fokussierter Laserstrahl (5 ) parallel zu dieser Stirnfläche (6 ) auf den Berührungsbereich (3 ) hin ausgerichtet wird. - Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein fokussierter Laserstrahl (
5 ) tangential zur gekrümmten Oberfläche (4 ) auf den Berührungsbereich (3 ) ausgerichtet wird. - Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (
5 ) beide Bauelemente (1 ,2 ) im Berührungsbereich (3 ) aufschmilzt. - Bauteil aus zumindest zwei Bauelementen (
1 ,2 ), wobei ein Bauelement (1 ) eine zumindest teilweise gekrümmte Oberfläche (4 ) aufweist und das andere Bauelement (2 ) mit einem flachen Berührungsbereich (3 ) an dieser gekrümmten Oberfläche (4 ) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1 ,2 ) durch Laserschweissen miteinander verbunden sind. - Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beide Bauelemente (
1 ,2 ) eine geringe Wanddicke im Verhältnis zur Fläche der Schweissverbindung aufweisen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005010269A DE102005010269A1 (de) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005010269A DE102005010269A1 (de) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005010269A1 true DE102005010269A1 (de) | 2006-09-07 |
Family
ID=36848191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005010269A Ceased DE102005010269A1 (de) | 2005-03-03 | 2005-03-03 | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005010269A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008009987A1 (de) | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Koki Technik Transmission Systems Gmbh | Verfahren zum Zusammenfügen von Getriebebauteilen |
DE102008052306A1 (de) * | 2008-10-18 | 2010-04-22 | Daimler Ag | Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung |
DE102009055876A1 (de) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | Daniel Busch | Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke mittels Laser |
WO2011082786A1 (de) * | 2009-12-16 | 2011-07-14 | Koki Technik Transmission Systems Gmbh | Geschweisstes schaltgestänge |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4477010A (en) * | 1981-05-27 | 1984-10-16 | Lucas Industries Limited | Method of producing a metal tube and flange assembly |
US4737612A (en) * | 1987-02-04 | 1988-04-12 | Westinghouse Electric Corp. | Method of welding |
DE19500715A1 (de) * | 1995-01-12 | 1996-07-18 | Thyssen Industrie | Stumpfnahtschweißverfahren für Bleche und Bänder, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, z. B. durch Laserschweißen |
DE69810978T2 (de) * | 1997-04-07 | 2004-01-22 | Société de Mécanique d'Irigny | Verfahren vor Anschweissen von Ansatzteilen an einem Zylinderrohr |
-
2005
- 2005-03-03 DE DE102005010269A patent/DE102005010269A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4477010A (en) * | 1981-05-27 | 1984-10-16 | Lucas Industries Limited | Method of producing a metal tube and flange assembly |
US4737612A (en) * | 1987-02-04 | 1988-04-12 | Westinghouse Electric Corp. | Method of welding |
DE19500715A1 (de) * | 1995-01-12 | 1996-07-18 | Thyssen Industrie | Stumpfnahtschweißverfahren für Bleche und Bänder, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, z. B. durch Laserschweißen |
DE69810978T2 (de) * | 1997-04-07 | 2004-01-22 | Société de Mécanique d'Irigny | Verfahren vor Anschweissen von Ansatzteilen an einem Zylinderrohr |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008009987A1 (de) | 2008-02-19 | 2009-08-27 | Koki Technik Transmission Systems Gmbh | Verfahren zum Zusammenfügen von Getriebebauteilen |
DE102008052306A1 (de) * | 2008-10-18 | 2010-04-22 | Daimler Ag | Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung |
DE102009055876A1 (de) * | 2009-11-26 | 2011-06-01 | Daniel Busch | Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke mittels Laser |
WO2011082786A1 (de) * | 2009-12-16 | 2011-07-14 | Koki Technik Transmission Systems Gmbh | Geschweisstes schaltgestänge |
CN102781619A (zh) * | 2009-12-16 | 2012-11-14 | 科奇科技传送系统股份有限公司 | 焊接的换挡杆 |
CN102781619B (zh) * | 2009-12-16 | 2015-12-02 | 科奇科技传送系统股份有限公司 | 焊接的换挡杆 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69430151T2 (de) | Laserschweissverfahren | |
DE69628917T2 (de) | Verfahren zum überlappschweissen mittels eines höheren energiedichte aufweisenden strahlungsbündels | |
DE102008044451B4 (de) | Konduktives Bolzenschweißen | |
DE102005004787B4 (de) | Verwendung eines Bleches und Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißnaht mit verkleinerten Endkrater | |
EP0771605A2 (de) | Laserschweissverfahren für beschichtete Stahlbleche | |
EP1604772B1 (de) | Verfahren zum Verschweissen einer Metallfolie mit einem zylindrischen Metallstift | |
WO2009000259A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verbinden dickwandiger metallischer werkstücke mittels schweissen | |
DE102010003742A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Reibrührverschweißen zweier Bauteile | |
DE102005037134A1 (de) | Reibschweiß-basiertes Verfahren zum Verbinden zweier flächiger Fügepartner | |
DE102007022863B4 (de) | Verfahren zum unlösbaren Verbinden von Bauteilen aus wärmeschmelzbarem, metallischen Werkstoff | |
DE102004045961A1 (de) | System und Verfahren zur Herstellung von geschweissten Strukturen, sowie ein Schweisszusatzwerkstoff hierfür | |
DE10345105B4 (de) | Konusverschluss für Laserschweissnaht an einem Bestandteil einer Luftansaugung | |
DE102005010269A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils aus zumindest zwei Bauelementen | |
DE102004039006A1 (de) | Schweißverfahren | |
DE102016222402A1 (de) | Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels Laserstrahlung und Verwendung des Verfahrens | |
EP2835207A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung | |
WO2018224212A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bauteilverbundes und bauteilverbund | |
EP0771606B2 (de) | Strahlschweissverfahren mit Kantenverrundung | |
DE102019211860A1 (de) | Werkzeuganordnung für den Herstellprozess von Fixierpunkten | |
DE10218986B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters, sowie ein danach hergestellter Kraftstoffbehälter | |
DE10131883B4 (de) | Verfahren zum Verschweißen von Metallbauteilen | |
DE102008061224A1 (de) | Schmelzfügeverfahren und -vorrichtung | |
DE102004008108B4 (de) | Überlappstoß zum Schweißen von beschichteten Werkstücken | |
DE102011118278B4 (de) | Laserschweißverfahren | |
EP1857587B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn und Hohlkörper |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KOKI TECHNIK TRANSMISSION SYSTEMS GMBH, 09399 , DE |