DE102005045009A1

DE102005045009A1 - Melt welding method of connecting at least two axially symmetrical components in which sections of wells seams are formed produces at least one connection with at least four seams

Info

Publication number: DE102005045009A1
Application number: DE102005045009A
Authority: DE
Inventors: Christopher Schwenk; Michael Dr.-Ing. Rethmeier
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-09-21
Filing date: 2005-09-21
Publication date: 2007-03-22

Abstract

A melt-welding method of connecting axially symmetrical components (1) in which sections of weld seams (10) are produced comprises forming at least one connection with an exact number, n, of seams where n is at least equal to four and where at least two weld seams run oppositely to one another. Preferably at least one weld can be produced by laser, plasma, e-beam or metal-inert gas welding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier auf einer Achse axialsymmetrisch angeordneter Bauteile mittels Schmelzschweißverfahren.The The invention relates to a method for connecting two on one Axis of axially symmetric arranged components by fusion welding.

Es ist bekannt Elektronenstrahlen zur thermischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken einzusetzen. Seit einiger Zeit werden Elektronenstrahlen auch zum Verschweißen von Bauteilen wie beispielsweise für die Herstellung von Zahnrädern durch Aufschweißen auf einen Grundkörper verwendet.It is known electron beams for thermal surface treatment of workpieces use. For some time, electron beams are also used for weld together of components such as for the manufacture of gears by welding on a basic body used.

Ferner ist bekannt, um eine Mehrzahl von Werkstücken zu verschweißen, dieses mittels punktförmiger Beaufschlagung mit einem hochfrequent dreidimensional abgelenkten Elektronenstrahl durchzuführen.Further is known to weld a plurality of workpieces, this by punctiform Exposure to a high-frequency three-dimensionally deflected Perform electron beam.

Um zwei axialsymmetrische Bauteile miteinander zu verschweißen, werden üblicherweise bis zu drei Schweißnähte gleichzeitig mit einem Elektronenstrahl geschweißt. Allerdings kann das Schweißen auf Grund der Wärmeeinbringung zu unerwünschtem Verzug führen.Around to weld two axially symmetric components together, are usually up to three welds simultaneously welded with an electron beam. However, welding can be up Reason for the heat input to undesirable delay to lead.

Derartiger Schweißverzug beim Schmelzschweißen ist grundsätzlich eine folge der im Fügebereich der Bauteile eingebrachten Wärme und des daraus resultierenden Temperaturfeldes. Dabei wird die Wärme meist mit Hilfe eines Elektronen- oder Laserstrahls sehr konzentriert in die zu verschweißenden Werkstücke eingebracht, wobei durch die Wärmeeinbringung sich hoch erhitzte Bauteile örtlich ausdehnen und durch kältere Bereiche an der Ausdehnung gehindert werden.such a welding distortion in fusion welding is basically a consequence of the joining area the components introduced heat and the resulting temperature field. The heat is usually there very concentrated with the help of an electron or laser beam in the to be welded workpieces introduced, whereby by the heat input Locally expand highly heated components and by colder ones Areas are prevented from expanding.

Die DE 100 04 389 A1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schweißen mittels eines Energiestrahls, wobei die Strahlführung derart erfolgt, dass für eine oder mehrere punkt- oder achssymmetrische Schweißnähte das Schweißen in Abschnitten beginnt, die zu der Symmetrieachse oder Symmetrieebene des Werkstückes symmetrisch liegen, um so auftretende Schrumpfspannungen beim Abkühlen der Schmelze der Schweißnaht gegeneinander aufzuheben und die Anforderungen an die Werkstückpositionierung beim Schweißvorgang zu senken.The DE 100 04 389 A1 describes, for example, a method and a device for welding by means of an energy beam, wherein the beam guidance is such that for one or more point- or axisymmetric welds welding begins in sections that are symmetrical to the axis of symmetry or symmetry plane of the workpiece, so occurring shrinkage stresses when cooling the melt of the weld against each other and reduce the demands on the workpiece positioning during the welding process to lower.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verbinden zweier oder mehrerer axialsymmetrischer Bauteile bereitzustellen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet.task The invention is a method for connecting two or more axially symmetric components provide, which are the above Disadvantages avoids.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.These Task is according to the invention with the Characteristics of the independent Claim solved.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.preferred embodiments and further developments of the invention are the respective dependent claims remove.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden zweier oder mehrerer auf einer Achse axialsymmetrisch angeordneter Bauteile, bei welchem mittels Schmelzschweißverfahren mehrere Abschnitte von Schweißnähten erzeugt werden, sieht vor, dass zumindest eine Verbindung mit einer geraden Anzahl n von Schweißnähten mit n ≥ 4 erzeugt wird, wobei jeweils zwei Schweißnähte gegenläufig erzeugt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Abschnitte der Schweißnähte gleichzeitig erzeugt werden und/oder gleich groß sind. Es versteht sich, dass die Schweißnähte auch zu verschiedenen Zeiten erzeugt werden können.The inventive method for connecting two or more axially symmetric on an axis arranged components, wherein by means of fusion welding creates multiple sections of welds be, that at least one connection with an even number n of welds with n ≥ 4 generated is, with each two welds produced in opposite directions become. It is advantageous if the sections of the welds at the same time are generated and / or are the same size. It is understood that the Welds too can be generated at different times.

Mit einem solchen Verfahren wird ermöglicht, dass zwei oder mehrere axialsymmetrische Bauteile mittels Schweißnähten miteinander verbunden werden und der Verzug nach dem Abkühlen gering ausfällt, da ein gleichmäßiges Temperaturfeld während der Erzeugung der Schweißnähte in dem Bereich der Schweißnähte in den Bauteilen ausgebildet werden kann. Dieses gleiche Temperaturfeld bewirkt, das die schweißbedingten Verzüge verringert werden. Dies führt unter anderem auch zu einer Erhöhung der Lebensdauer der verschweißten Teile und zu besseren Qualitäten.With such a procedure will allow two or more axially symmetric components by means of welds with each other be connected and the delay after cooling low, since a uniform temperature field during the Generation of welds in the Range of welds in the Components can be formed. This same temperature field causes the sweat-related distortions be reduced. this leads to among other things also to an increase the life of the welded Parts and better qualities.

Es hat sich durch Simulation gezeigt, dass sich mit einem derartigen Schweißverfahren der Verzug gegenüber den herkömmlichen Verfahren um 20% verringern lässt. Gleichzeitig ist es möglich mit einem derartigen Verfahren eine signifikante Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit zu erreichen und damit die Kosten des Verfahrens zu senken.It has been shown by simulation that deals with such welding processes the delay opposite the conventional one Reduce procedure by 20%. At the same time it is possible with such a method, a significant increase in To achieve process speed and therefore the cost of the process to lower.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sieht die Erfindung vor, dass die Verbindung mittels eines thermischen Fügeverfahrens, wie beispielsweise MIG/MAG, WIG, Laserstrahl, Plasma- oder Elektronenstrahl etc., oder auch in Kombination der thermischen Fügverfahren gleichzeitig oder nacheinander miteinander erzeugt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Anzahl der Fügeverfahren der Anzahl der Schweißnähte entspricht.In an advantageous embodiment, the invention provides that the connection by means of a thermal joining method, such as MIG / MAG, TIG, laser beam, plasma or electron beam etc., or also in combination of the thermal joining methods be generated simultaneously or sequentially with each other. there It is advantageous if the number of joining methods of the number of Welds corresponds.

Es hat sich gezeigt, dass der Verzug um so geringer ist, je gleichmäßiger die Wärmeeinbringung ausgeführt wird und je geringer die Wärmeeinbringung in die Bauteile ist. Eine gleichmäßige Schweißnaht lässt sich besonders gut mittels MIG/MAG, WIG, Laserstrahl, Plasma- oder Elektronenstrahl realisieren. Ferner ist es speziell durch den Einsatz von Strahlschweißverfahren zum Erzeugen der Schweißnaht möglich, mit einem Strahl an zwei oder mehreren Abschnitten zu schweißen und somit den Verzug zu minimieren. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzahl der eingesetzten Fügeverfahren der Anzahl der Schweißnähte entspricht.It has been found that the less the heat input is carried out and the lower the heat input into the components, the lower the delay. A uniform weld can be realized particularly well with MIG / MAG, TIG, laser beam, plasma or electron beam. Furthermore, it is specifically through the use of Beam welding process for creating the weld possible to weld with a beam at two or more sections and thus to minimize the distortion. In a further embodiment of the invention, it is provided that the number of joining methods used corresponds to the number of welds.

Die Erfindung wird nachfolgend genauer anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur näher erläutert.The The invention will be described in more detail below with reference to a preferred embodiment and explained in more detail with reference to the accompanying figure.

Es zeigt in schematischer Darstellung:It shows in a schematic representation:

1: axialsymmetrische Bauteile mit einer Schweißnaht. 1 : axisymmetric components with a weld.

1 zeigt axialsymmetrische Bauteile 1, hier ein Zahnrad und ein Synchronring, welche auf einer Achse angeordnet sind. Um die beiden Bauteile 1 miteinander zu verbinden, werden diese mittels Elektronenstrahl verschweißt. Dabei werden, insbesondere gleichzeitig, sechs Schweißnähte 10 in vorzugsweise gleichmäßig verteilten Abschnitten erzeugt. Von den Schweißnähten 10 laufen jeweils zwei aufeinander zu. Dadurch wird bei der Erzeugung der Schweißnähte 10 in dem Bereich der Schweißnähte 10 in den Bauteilen 1 ein gleichmäßiges Temperaturfeld ausgebildet. Dieses wiederum führt dazu, dass der Verzug verringert wird. 1 shows axially symmetric components 1 , here a gear and a synchronizer ring, which are arranged on an axis. To the two components 1 to connect with each other, these are welded by electron beam. In doing so, in particular at the same time, six weld seams 10 produced in preferably evenly distributed sections. From the welds 10 two are running towards each other. This will help in the production of the welds 10 in the area of the welds 10 in the components 1 formed a uniform temperature field. This in turn means that the delay is reduced.

Claims

Method for connecting two or more components arranged axially symmetrically on an axis, wherein a plurality of sections of welds are produced by means of fusion welding, characterized in that at least one connection with an even number n of welds with n ≥ 4 is produced, wherein in each case two welds are produced in opposite directions become.

Method according to claim 1, characterized in that that at least one of the welds means a thermal joining process, for example, MIG / MAG, TIG, laser beam, plasma or electron beam is produced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of thermal joining methods, for example MIG / MAG, TIG, laser beams, plasma or electron beam, according to the number of welds used become.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the number of joining methods of the number of Welds corresponds.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that during the Generation of welds in the Range of welds in the Components a uniform temperature field is trained.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the same size Produces sections of welds become.