DE102006040514B4

DE102006040514B4 - Process for producing a double sheet structure

Info

Publication number: DE102006040514B4
Application number: DE102006040514A
Authority: DE
Inventors: Werner Staudinger
Original assignee: ThyssenKrupp Steel AG
Current assignee: Wisco Tailored Blanks GmbH
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2006-08-30
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: DE102006040514A1; WO2008025672A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Doppelblechstruktur durch Verschweißen eines ersten Blechs aus Metall mit mindestens einem zweiten Blech aus Metall, wobei beide Bleche vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung bestehen, in das zweite Blech mindestens eine Sicke eingeformt ist, das zweite Blech während des Verschweißens mit der Auswölbung der Sicke auf dem ersten Blech aufliegt und über eine Schweißnaht im Sickengrund mit dem ersten Blech verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Sicke des zweiten Bleches eine Breite von maximal 0,8 mm aufweist.A method for producing a double sheet structure by welding a first sheet of metal with at least one second metal sheet, wherein both sheets are preferably made of steel or a steel alloy, in the second sheet at least one bead is formed, the second sheet during welding to the bulge the bead rests on the first metal sheet and is welded to the first metal sheet via a weld in the bottom of the bead, characterized in that at least one bead of the second metal sheet has a maximum width of 0.8 mm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Doppelblechstruktur durch Verschweißen eines ersten Blechs aus Metall mit mindestens einem zweiten Blech aus Metall, wobei beide Bleche vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung bestehen, in das zweite Blech mindestens eine Sicke eingeformt ist, das zweite Blech während des Verschweißens mit der Auswölbung der Sicke auf dem ersten Blech aufliegt und über eine Schweißnaht im Sickengrund mit dem ersten Blech verschweißt wird. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Halbzeug aufweisend eine Doppelblechstruktur sowie dessen Verwendung.The The invention relates to a method for producing a double sheet structure by welding a first sheet of metal with at least one second sheet made of metal, both plates preferably made of steel or one Steel alloy consist, formed in the second plate at least one bead is the second sheet during welding with the bulge the bead rests on the first sheet and over a weld in the bottom of the bead welded to the first sheet becomes. About that In addition, the present invention relates to a semifinished product a double sheet structure and its use.

Aus dem Stand der Technik sind viele Verfahren zur Herstellung von Doppelblechstrukturen bekannt. Aus dem Kraftfahrzeugbau sind beispielsweise Doppelblechstrukturen bekannt, welche ein Grundblech aufweisen, dass mit einem Verstärkungsblech zu einem „gepatchten” Blech verbunden wird. Entsprechende „gepatchte” Bleche kommen insbesondere im Kraftfahrzeugbau dann zum Einsatz, wenn lokale Aufdickungen des Materials benötigt werden, um beispielsweise Scharniere für Türen, Motorhauben etc. aufzunehmen und gleichzeitig ein optimiertes Gewicht zur Verfügung zu stellen. Problematisch ist insbesondere das Verschweißen von verzinkten Blechen, da hier auf eine gute Zinkentgasung geachtet werden muss, um Schweißfehler zu vermeiden.Out The prior art discloses many methods for producing double sheet metal structures. From the automotive industry, for example, double sheet metal structures known, which have a base plate, that with a reinforcing plate to a "patched" sheet is connected. Corresponding "patched" sheets come especially in the automotive industry then used when local Thickenings of the material needed For example, to accommodate hinges for doors, hoods, etc. and at the same time an optimized weight available too put. A particular problem is the welding of galvanized sheets, because here on a good Zinkentgasung paid attention must be to welding defects to avoid.

Beispielsweise ist aus der DE 103 46 264 A1 ein Verfahren zum Verschweißen zweier Bleche bekannt, bei welchem eines der Bleche mit einer Sicke versehen ist, die entlang einer Linie in Form von Unterbrechungen angeordnet sind. Zunächst wird das mit den Sicken versehene Blech auf das andere Blech mit den Auswölbungen der Sicken aufgelegt und über die eingeformten Sicken stoffschlüssig verschweißt. Zwar können mit dem aus der genannten Druckschrift bekannten Verfahren teilweise gute Schweißverbindungen hergestellt werden, allerdings ist die Zahl der Schweißfehler, vor allem beim Verschweißen von verzinkten Blechen, durch Decklageneinfall, Wurzelrückfall, Poren, Risse oder Löcher noch zu groß, um eine reproduzierbare und kostengünstige Fertigung zu erzielen.For example, is from the DE 103 46 264 A1 a method for welding two sheets is known, in which one of the sheets is provided with a bead, which are arranged along a line in the form of interruptions. First, the plate provided with the beads is placed on the other plate with the bulges of the beads and welded cohesively on the molded beads. Although good welding joints can sometimes be made with the method known from the cited document, the number of welding defects, especially when welding galvanized sheets, is still too great due to topping incidence, root recession, pores, cracks or holes, in order to achieve a reproducible and cost-effective To achieve production.

Aus dem Aufsatz ”Nd:YAG Laser Beam Welding of Coated Steels Using a Modified Lap Joint Geometry”, Welding Journal, May 1996, Vol. 75, No. 5, Seite 162-s bis 170-s ist ferner ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 bekannt, bei welchem zur Einprägung von Sicken in ein Blech Klavierdrahtseile mit einem Durchmesser von mindestens 0,99 mm verwendet werden. Die Verwendung von Sicken mit einer Sickentiefe von mehr als 1 mm ist aus der deutschen Patentschrift DE 34 07 770 C2 bekannt.From the article "Nd: YAG Laser Beam Welding of Coated Steels Using a Modified Lap Joint Geometry", Welding Journal, May 1996, Vol. 5, page 162-s to 170-s, a method having the features of the preamble of claim 1 is further known in which piano wire ropes with a diameter of at least 0.99 mm are used for embossing beads in a sheet metal. The use of beads with a bead depth of more than 1 mm is known from the German patent specification DE 34 07 770 C2 known.

Weitere Schweißverfahren zur Herstellung von Doppelblechstrukturen werden in der US-Patentschrift US 6,000,601 sowie aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 57 245 A1 offenbart.Further welding processes for the production of double sheet structures are described in US Pat US 6,000,601 as well as from the German patent application DE 197 57 245 A1 disclosed.

Allerdings weisen die geschweißten Bleche keine Schweißnähte in den Sicken auf.Indeed have the welded ones Do not weld in the welds Beading on.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein im Hinblick auf die Vermeidung von Schweißfehlern optimiertes Herstellverfahren für Doppelblechstrukturen sowie entsprechend hergestellte Halbzeuge aufweisend eine Doppelblechstruktur zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Halbzeuge vorzuschlagen.From This prior art is based on the present invention The task is based on a with regard to the prevention of welding defects optimized manufacturing process for Double sheet metal structures and correspondingly produced semi-finished products having a double sheet structure to provide. Furthermore It is an object of the invention, an advantageous use of the invention To propose semi-finished products.

Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens eine Sicke des zweiten Bleches eine Breite von maximal 0,8 mm aufweist.According to one The first teaching of the present invention is that shown above Task solved by that at least one bead of the second sheet has a maximum width 0.8 mm.

Durch die Begrenzung der Breite der Sicke im zweiten Blech auf maximal 0,8 mm wird erreicht, dass die Schweißnaht die komplette Sickenbreite ausfüllt, so dass die Sicke nach dem Schweißvorgang nicht mehr oder nahezu nicht mehr zu sehen ist. Die Begrenzung der Breite der Sicke gewährleistet, insbesondere beim Verschweißen von verzinkten Stahlwerkstoffen eine optimale Zinkentgasung, aufgrund der geringen Auflagefläche des zweiten Bleches auf dem ersten Blech. Die Flächenbereiche mit einem Fügespalt von Null sind daher minimiert. Durch die geringe Breite der Sicke bleibt der Luftspalt, anders als bei den bisher eingesetzten Sicken, zwischen dem ersten und dem zweiten Blech in unmittelbarer Nähe der Schweißnaht konstant, so dass über eine verbesserte Entgasung, insbesondere Zinkentgasung, stattfinden kann.By the limitation of the width of the bead in the second sheet to a maximum 0.8 mm is achieved so that the weld fills the entire bead width, so that the bead after the welding process no more or almost not visible anymore. The limitation of Width of the bead ensures, in particular during welding of galvanized steel materials optimal zinc degassing, due the small contact surface of the second sheet on the first sheet. The surface areas with a joint gap of zero are therefore minimized. Due to the small width of the bead remains the air gap, unlike the previously used beads, between the first and the second plate in the immediate vicinity of the weld constant, so that over an improved degassing, especially zinc degassing take place can.

Weist der Sickengrund mindestens eine Sicke im zweiten Blech einen Radius von kleiner 1 mm, vorzugsweise kleiner 0,6 mm oder kleiner 0,4 mm auf, so wird die Auflagefläche mit einem Fügespalt von Null weiter verringert und die Zinkentgasung weiter verbessert. Dies hat seine Ursache darin, dass entsprechend kleine Radien im Sickengrund zu einer Verringerung des Radius an der Auswölbung aufgrund der Sicke im zweiten Blech führen, welche unmittelbar mit dem ersten Blech einen Null-Fügespalt bilden.has the bead base at least one bead in the second sheet a radius of less than 1 mm, preferably less than 0.6 mm or less than 0.4 mm, this is how the support surface becomes with a joint gap of Zero further reduced and the zinc degassing further improved. This is due to the fact that correspondingly small radii in the Sick ground due to a reduction in the radius of the bulge lead the bead in the second sheet, which form a zero-joint gap directly with the first metal sheet.

Vorzugsweise wird der Luftspalt zwischen dem ersten und zweiten Blech durch die Auswölbung der Sicke des zweiten Blechs auf 0,1 mm bis 0,3 mm eingestellt, so dass ein geringer Decklageneinfall und Wurzelrückfall bzw. Wurzeldurchhang bei Ausbildung der Schweißnaht erzielt wird. Insbesondere ist dadurch auch gewährleistet, dass beispielsweise bei verzinkten Blechen eine Entgasung der Zinkschicht erfolgen kann und zumindest im Fahrzeugbau die Möglichkeit besteht, beispielsweise über eine Kathoden-Tauch-Lackierung auch einen Lackschutz zwischen den Fügepartnern zu erzielen.Preferably, the air gap between the first and second plates by the bulge of the bead of the second sheet to 0.1 mm to 0.3 mm set so that a low cover layer incidence and root recession or root sag is achieved in the formation of the weld. In particular, this also ensures that, for example, in galvanized sheets degassing of the zinc layer can be done and at least in vehicle makes it possible, for example, to achieve a paint protection between the joining partners via a cathode immersion paint.

Die verwendeten Bleche können einen metallischen Überzug, bevorzugt Zink, aufweisen. Denkbar sind aber auch Bleche mit nichtmetallischen Überzügen, wobei die Überzüge ein oder beidseitig aufgetragen werden können. Die Bleche können dabei auch unterschiedliche Dicken aufweisen.The used sheets can a metallic coating, preferably zinc. Also conceivable are sheets with non-metallic coatings, wherein the coatings on or can be applied on both sides. The sheets can thereby also have different thicknesses.

Auf besonders einfache Weise kann der Luftspalt zwischen dem ersten und zweiten Blech dadurch auf den gewünschten Bereich eingestellt werden, in dem die Sickentiefe 0,1 mm bis 0,4 mm beträgt. Aufgrund von Fließbewegungen des Metalls bei der Herstellung der Sicken ist die Auswölbung, welche den Luftspalt zwischen dem ersten und dem zweiten Blech verursacht, in ihrer Höhe etwas geringer als die Sickentiefe. Entsprechend tiefe Sicken können durch Prägewerkzeuge, insbesondere durch ein mit einem entsprechenden Radius versehenen konturierten Prägerad erzielt werden.On Particularly simple way, the air gap between the first and second sheet set thereby to the desired range in which the bead depth is 0.1 mm to 0.4 mm. by virtue of of flow movements of the metal in the production of the beads is the bulge, which causes the air gap between the first and the second plate, in their height a little lower than the bead depth. Correspondingly deep beads can through Milling Tools, in particular by a contoured contour provided with a corresponding radius embossing wheel be achieved.

Gemäß einer nächsten weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens wird die Festigkeit der Verbindung zwischen dem ersten Blech und dem zweiten Blech dadurch verbessert, dass die Sicke eine Länge von mindestens 15 mm aufweist. Die Länge der Sicke kann je nach Fertigkeitsanforderung eingestellt werden.According to one next Another embodiment of the welding method according to the invention is the strength the connection between the first sheet and the second sheet thereby improves that the bead has a length of at least 15 mm. The length the bead can be adjusted according to the skill requirement.

Vorzugsweise wird die Schweißnaht im Sickengrund durch mindestens zwei Teilschweißnähte erzeugt, deren Einschweißpunkte außermittig, vorzugsweise an den Enden der Sicke vorgesehen sind, wobei das Schweißen der Teilschweißnähte von Außen nach Innen erfolgt. Hierdurch kann der zumeist in der Mitte liegende Ausschweißpunkt teilweise bei Erzeugung der zweiten Teilschweißnaht aufgefüllt oder verkleinert werden. Die Teilschweißnähte können synchron oder zumindest teilweise zeitlich versetzt erzeugt werden.Preferably becomes the weld produced in the bead base by at least two partial welds whose weld points off-center, are preferably provided at the ends of the bead, wherein the welding of the Part welds of Outside done inside. As a result, most of the lying in the middle Partial welding point partly filled in the production of the second partial weld or be downsized. The partial welds can be synchronous or at least partly offset in time.

Vorzugsweise werden die Teilschweißnähte zumindest teilweise überlappend erzeugt, so dass insbesondere der Ausschweißpunkt einer zunächst erzeugten Teilschweißnaht beim Überschweißen aufgefüllt und nahezu beseitigt werden kann.Preferably the partial welds are at least partially overlapping generated, so that in particular the Ausschweißpunkt an initially generated part weld when overfilled and filled can almost be eliminated.

Um die Ausbildung der Einschweißpunkte zu verbessern, sind an den äußeren Enden jeder Sicke vorzugsweise Fasen für die Einschweißpunkte vorgesehen, welche die Tiefe der Sicke von den äußeren Enden her in Richtung Mitte gezielt ansteigen lassen. Die Fasen können entweder linear ansteigend oder als Radien ausgebildet werden.Around the formation of welding points to improve are at the outer ends each bead preferably bevels for the welding points provided, which the depth of the bead from the outer ends in the direction Let the center rise in a targeted way. The chamfers can be either linearly rising or be formed as radii.

Vorzugsweise wird die Schweißnaht im Sickengrund mit einem Laserschweißstrahl erzeugt, welcher insbesondere ermöglicht, Schweißnähte mit extrem kleinen Abmessungen, insbesondere Schweißnahtbreiten zu erzeugen.Preferably becomes the weld produced in the bead base with a laser welding beam, which in particular allows Welding seams with extreme small dimensions, in particular to produce weld widths.

Eine prozesssichere Erzeugung einer Schweißnaht lediglich im Bereich des Sickengrundes der Sicke wird dadurch erreicht, dass der Fokusdurchmesser des Laserschweißstrahls im Sickengrund 0,2 bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,3 bis 0,7 mm beträgt.A Process-reliable production of a weld only in the area the bead bottom of the bead is achieved by the focus diameter of the laser welding beam in the bead base 0.2 to 1.0 mm, preferably 0.3 to 0.7 mm.

Wird beim Schweißen ein Prozessgas, insbesondere Pressluft oder ein inertes Gas verwendet, kann der Schweißprozess weiter stabilisiert werden. Pressluft stellt dabei ein besonders kostengünstiges reaktives Prozessgas dar. Inertgase, beispielsweise Helium, stabilisieren den Schweißprozess, in dem sie die Oxidation der Schweißnahtbereiche verhindern oder reduzieren.Becomes when welding a process gas, in particular compressed air or an inert gas used can the welding process be further stabilized. Compressed air sets a special inexpensive reactive Process gas. Inert gases, such as helium stabilize the welding process, in which they prevent the oxidation of the weld areas or to reduce.

Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren dadurch weiter ausgestaltet werden, dass als erstes Blech ein Grundblech und als zweites Blech ein Verstärkungsblech verwendet wird. Das Verstärkungsblech kann gezielt über die Schweißnähte in den Sicken fest mit dem Grundblech verbunden werden und insbesondere zur Verstärkung von Bereichen des Grundbleches, welche einer höheren mechanischen Belastung ausgesetzt sind, verwendet werden. Aufgrund der speziellen Sickengeometrie sind zudem die Schweißnähte auf dem Verstärkungsblech außen nicht mehr sichtbar.Especially Advantageously, the method according to the invention can continue be configured that as the first sheet a base plate and second Sheet metal a reinforcement sheet is used. The reinforcement plate can be targeted over the welds in the Beading be firmly connected to the base plate and in particular for reinforcement of areas of the base sheet, which has a higher mechanical load are used. Due to the special bead geometry are also the welds on the Support panel Outside not visible anymore.

Werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Schweißgeschwindigkeiten bis 10 m/min, insbesondere bis 8 m/min, besonders bevorzugt bis 6 m/min verwendet, wobei die Verfahrgeschwindigkeiten des Schweißkopfes zwischen den einzelnen zu verschweißenden Sicken mindestens 80 m/min, vorzugsweise mindestens 100 m/min, besonders bevorzugt mindestens 120 m/min beträgt, kann ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Doppelblechstrukturen zur Verfügung gestellt werden. Grundsätzlich verbessert sich das Aussehen der Schweißnaht bei Reduzierung der Schweißgeschwindigkeiten, allerdings erhöht sich der Zeitbedarf pro Schweißnaht durch verringerte Schweißgeschwindigkeiten. Darüber hinaus sollten die Verfahrgeschwindigkeiten des Schweißkopfes maximiert werden, wobei jedoch im Hinblick auf den Investitionsaufwand der Anlagen zu berücksichtigen ist, dass die Investitionskosten üblicherweise mit steigenden Verfahrgeschwindigkeiten des Schweißkopfes bei gleichbleibend hoher Positionsgenauigkeit steigen.Become in the method according to the invention welding speeds to 10 m / min, in particular to 8 m / min, particularly preferred to 6 m / min, the traversing speeds of the welding head between the individual beads to be welded at least 80 m / min, preferably at least 100 m / min, more preferably at least 120 m / min, can be a particularly economical process for producing double sheet structures to disposal be put. in principle improves the appearance of the weld while reducing the welding speeds, but increased the time required per weld due to reduced welding speeds. About that In addition, the traversing speeds of the welding head however, in terms of capital expenditure of the installations is that investment costs usually with increasing travel speeds of the welding head increase at a consistently high position accuracy.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Halbzeug aufweisend eine Doppelblechstruktur bestehend aus einem ersten Blech und mindestens einem zweiten Blech, wobei das zweite Blech mit dem ersten Blech unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verschweißt ist, gelöst, wobei vorzugsweise das erste Blech ein Grundblech und das zweite Blech ein Verstärkungsblech ist.According to one second teaching of the present invention will be the above Task by a semifinished product comprising a double sheet structure from a first sheet and at least one second sheet, wherein the second sheet with the first sheet using the method according to the invention welded is, solved, being Preferably, the first plate, a base plate and the second plate a reinforcing sheet is.

Das Grundblech wird üblicherweise als Strukturbauteil verwendet, welches zur Gewichtsreduzierung nur an vorbestimmten Positionen mit einem Verstärkungsblech verstärkt ist. Wie bereits zuvor ausgeführt, kann ein entsprechendes Halbzeug nicht nur besonders wirtschaftlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, sondern weist auch eine sehr hohe Schweißnahtqualität im Verbindungsbereich des Verstärkungsblechs und dem Grundblech auf.The Base plate is usually used as a structural component, which for weight reduction only is reinforced at predetermined positions with a reinforcing sheet. As stated earlier, a corresponding semi-finished product not only very economical according to the inventive method but also has a very high weld quality in the connection area of the reinforcing sheet and the base plate.

Ist das Verstärkungsblech eine Scharnierverstärkung, Schlossverstärkung und/oder eine Gasdämpferverstärkung eines Grundbleches eines Kraftfahrzeugbauteils, insbesondere einer Heckklappe oder einer Tür eines Kraftfahrzeuges, kann ein entsprechend hergestelltes Bauteil besonders kostengünstig und wirtschaftlich zur Verfügung gestellt werden.is the reinforcement plate a hinge reinforcement, lock reinforcement and / or a gas damper reinforcement of a Base plate of a motor vehicle component, in particular a tailgate or a door a motor vehicle, a correspondingly manufactured component especially inexpensive and economically available be put.

Schließlich wird die oben aufgezeigte Aufgabe gemäß einer dritten Lehre dadurch gelöst, dass das erfindungsgemäße Halbzeug im Kraftfahrzeugbau verwendet wird. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Halbzeuges kann einerseits das Gewicht von Kraftfahrzeugen reduziert werden, andererseits können die verstärkten Bereiche der Halbzeuge ohne und nur mit geringer Nacharbeit weiteren Veredelungsschritten, wie beispielsweise einem Lackieren, unterzogen werden.Finally will the above task according to a solved by third teaching that the semifinished product according to the invention used in automotive engineering. By the use of the semifinished product according to the invention On the one hand, the weight of motor vehicles can be reduced on the other hand the amplified Areas of the semi-finished products without and only with minor rework further refining steps, such as painting.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Doppelblechstruktur sowie das erfindungsgemäße Halbzeug weiterzubilden und auszugestalten. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 14 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt inIt Now there are a lot of ways that inventive method for producing a double sheet structure and the semifinished product according to the invention to further educate and to design. Reference is made on the one hand to the claims 1 and 14 subordinate claims, on the other hand to the description two embodiments in conjunction with the drawing. The drawing shows in

1 eine Schnittansicht quer zur Längsrichtung der Sicke eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbzeugs, 1 3 a sectional view transversely to the longitudinal direction of the bead of an embodiment of a semifinished product according to the invention,

2 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel aus 1 im Bereich einer verschweißten Sicke und 2 a view of the embodiment 1 in the area of a welded bead and

3a) b) eine Schweißnaht aus dem Stand der Technik und eine Schweißnaht des Ausführungsbeispiels aus 1 im Vergleich in einem Querschliff. 3a ) b) a weld of the prior art and a weld of the embodiment 1 in comparison in a cross section.

Zunächst zeigt 1 in einer schematischen Schnittansicht eine Doppelblechstruktur 1 bestehend aus einem ersten Blech 2 und einem zweiten Blech 3, wobei das zweite Blech 3 als Verstärkungsblech ausgebildet ist und das erste Blech ein Grundblech bildet. Der in 1 schematisch dargestellte Schnitt durch die Doppelblechstruktur 1 verläuft quer zur Längsrichtung der Sicke 4, welche in das zweite Blech 3 eingebracht worden ist. Die Sicke 4 weist beispielsweise einen Radius von 0,2 mm und eine Tiefe von 0,2 mm auf. Das zweite Blech 3 weist vorzugsweise eine Dicke von 0,4 bis 1,5 mm auf, so dass die Sicke 4 mit einer Tiefe von etwa 0,2 mm eine Auswölbung 5 auf der Unterseite des zweiten Bleches 3 erzeugt, mit welcher das zweite Blech 3 auf dem ersten Blech 2 aufliegt. Die aufgrund der Sicke 4 entstandene Auswölbung 5 dient zur Einstellung des Luftspaltes zwischen dem ersten Blech 2 und dem zweiten Blech 3. Die Breite der Sicke ist auf maximal 0,6 mm beschränkt, so dass beim Verschweißen der Bleche 2, 3 entlang der Sicke 4, die Sicke 4 komplett durch Metall ausgefüllt wird. Hierdurch wird nicht nur erzielt, dass die Schweißnaht im Sickengrund der Doppelblechstruktur ein besonders gutes optisches Aussehen hat, sondern auch besonders poren- und rissfrei ist. Vorliegend ist über die Auswölbung 5 der Luftspalt 6 auf etwa 0,1 mm eingestellt worden. Über den kleinen Radius von 0,2 mm des Sickengrundes der Sicke 4 wird erreicht, dass die Auswölbung 5 nur in einem extrem kleinen Bereich einen Null-Fügespalt bildet, so dass bei der Verschweißung insbesondere von verzinkten Stahlwerkstoffen eine optimale Zinkentgasung einerseits über den Luftspalt, andererseits über den extrem geringen Flächenkontakt 2, 3 erzielt wird.First shows 1 in a schematic sectional view of a double sheet structure 1 consisting of a first sheet 2 and a second sheet 3 , where the second sheet 3 is designed as a reinforcing plate and the first plate forms a base plate. The in 1 schematically illustrated section through the double sheet structure 1 runs transversely to the longitudinal direction of the bead 4 which is in the second sheet 3 has been introduced. The bead 4 has, for example, a radius of 0.2 mm and a depth of 0.2 mm. The second sheet 3 preferably has a thickness of 0.4 to 1.5 mm, so that the bead 4 with a depth of about 0.2 mm, a bulge 5 on the underside of the second sheet 3 generated, with which the second plate 3 on the first sheet 2 rests. The due to the bead 4 arisen bulge 5 Used to adjust the air gap between the first sheet 2 and the second sheet 3 , The width of the bead is limited to a maximum of 0.6 mm, so that when welding the sheets 2 . 3 along the bead 4 , the bead 4 completely filled by metal. This not only ensures that the weld in the bead bottom of the double sheet structure has a particularly good visual appearance, but is also very free of pores and cracks. The present is about the bulge 5 the air gap 6 adjusted to about 0.1 mm. About the small radius of 0.2 mm of the bead bottom of the bead 4 will reach that bulge 5 forms only in an extremely small area a zero-joint gap, so that when welding in particular galvanized steel materials optimum zinc degassing on the one hand on the air gap, on the other hand on the extremely low surface contact 2 . 3 is achieved.

Beim Verschweißen der beiden Bleche 2, 3 werden diese beispielsweise in eine nicht dargestellte Vorrichtung eingespannt oder anderweitig fixiert und die Schweißnähte unter Verwendung eines Laserschweißstrahls erzeugt.When welding the two sheets 2 . 3 For example, these are clamped or otherwise fixed in a device, not shown, and the welds are generated using a laser welding beam.

In der Draufsicht in 2 ist nun die Sicke 4 des zweiten Bleches 3 dargestellt. Beim Verschweißen der Bleche 3 und 2 miteinander wird nun erfindungsgemäß die Schweißnaht im Sickengrund durch zwei Teilschweißnähte erzeugt, deren Einschweißpunkte 7 und 8 außermittig, wie dargestellt an den Enden der Sicke vorgesehen sind und die Schweißrichtung A, B von außen zur Sickenmitte erfolgt. Die Länge der Sicke 4 beträgt beispielsweise 22 mm, so dass die Blechverbindung zwischen den Blechen 2 und 3 eine besonders hohe Festigkeit erhält.In the plan view in 2 is now the bead 4 of the second sheet 3 shown. When welding the sheets 3 and 2 to each other according to the invention, the weld is produced in the bottom of the bead by two partial welds, their welds 7 and 8th off-center, as shown at the ends of the bead are provided and the welding direction A, B takes place from the outside to the center of the bead. The length of the bead 4 For example, 22 mm, so that the sheet metal connection between the sheets 2 and 3 obtains a particularly high strength.

Aufgrund der geringen Breite der Sicke kann der Schweißstrahl entlang der Längsachse 9 der Sicke 4 geführt werden. Die einzelnen Teilschweißnähte, startend von den Einschweißpunkten 7, 8 können sich im Gereicht der Sickenmitte 10 überlappen, so dass der Ausschweißpunkt teilweise aufgefüllt und eliminiert wird. Die Teilschweißnähte können zeitlich versetzt oder auch simultan erzeugt werden.Due to the small width of the bead, the welding beam along the longitudinal axis 9 the bead 4 be guided. The individual Teilschweißnäh te, starting from the welding points 7 . 8th can be in the middle of the center of the bead 10 overlap, so that the Ausschweißpunkt is partially filled and eliminated. The partial welds can be staggered or generated simultaneously.

In 3a) ist nun in einem Querschliff die Schweißverbindung einer Doppelblechstruktur mit einer Sickengeometrie gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Im Vergleich dazu zeigt die 3b) eine Schweißverbindung einer Doppelblechstruktur hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Beide Schweißverbindungen wurden mit einem CO₂-Laser mit einer Leistung von 4,6 kW erzeugt, wobei eine Schweißgeschwindigkeit von 4,5 m/min bei einem Fokusdurchmesser von 0,5 mm verwendet wurde. Allerdings ist auch denkbar andere Laser-Strahlungsquellen (YAG oder Faser) und/oder Leistungen anzuwenden. Vorliegend hat das als Verstärkungsblech ausgeführte zweite Blech 3 eine Dicke von 0,6 mm, der Luftspalt 6 eingestellt durch die Auswölbung der Sicken eine Höhe von 0,1 mm und das als Grundblech ausgeführte erste Blech 2 eine Dicke von 1,2 mm. Allerdings ist auch denkbar, dass das als Verstärkungsblech ausgebildete zweite Blech 3, dicker als das als Grundblech ausgebildete Blech 2 auszuwählen. Zusätzlich oder alternativ kann das Verstärkungsblech 3 auch aus einem höherfesten Stahlwerkstoff als das Grundblech 2 bestehen.In 3a ), the welded joint of a double sheet structure with a bead geometry according to the prior art is now shown in a transverse section. In comparison, the shows 3b ) a welded joint of a double sheet structure prepared by the method according to the invention. Both welds were made with a 4.6 kW CO ₂ laser using a 4.5 m / min welding speed with a 0.5 mm focus diameter. However, it is also conceivable to use other laser radiation sources (YAG or fiber) and / or powers. In the present case, designed as a reinforcing sheet second sheet 3 a thickness of 0.6 mm, the air gap 6 set by the bulge of the beads a height of 0.1 mm and designed as a base plate first sheet 2 a thickness of 1.2 mm. However, it is also conceivable that designed as a reinforcing sheet second sheet 3 thicker than the plate formed as a base plate 2 select. Additionally or alternatively, the reinforcing sheet 3 also from a higher-strength steel material than the base plate 2 consist.

Wie aus dem metallographischen Querschliff zu erkennen ist, ist aufgrund der Sickengeometrie die in 3b) dargestellte Schweißnaht wesentlich homogener und zeigt einen konstanteren Abstand des zweiten Bleches 3 von dem ersten Blech 2 von der Schweißnaht nach außen erkennen. Insbesondere ist die Sicke im Wesentlichen neutralisiert, so dass diese nach dem Schweißen nicht mehr zu erkennen ist. Im Vergleich dazu zeigt die 3a) deutliche Schwankungen des Luftspaltes im Bereich der Sicke, so dass diese von außen sichtbar ist. Anhand der in 3b) dargestellten erfindungsgemäß hergestellten Schweißverbindung ist erkennbar, dass diese weder einen Decklageneinfall, noch einen Wurzellagenrückfall bzw. -durchhang aufweist. Im Ergebnis kann damit eine mit einer optimierten Schweißverbindung ausgestattete Doppelblechstruktur zur Verfügung gestellt werden, die insbesondere im Kraftfahrzeugbereich vorteilhaft in Türen, Heckklappen und dergleichen beispielsweise als Scharnierverstärkungen, Schlossverstärkungen oder Gasdämpferverstärkungen eingesetzt werden kann.As can be seen from the metallographic cross section, due to the bead geometry, the in 3b ) substantially more homogeneous and shows a more constant distance of the second sheet 3 from the first sheet 2 from the weld to the outside. In particular, the bead is substantially neutralized, so that it is no longer visible after welding. In comparison, the shows 3a ) significant fluctuations of the air gap in the region of the bead, so that it is visible from the outside. On the basis of in 3b ) shown welded joint according to the invention can be seen that this has neither a cover layer incidence, nor a root ply drop or sag. As a result, it is possible to provide a double-sheet structure equipped with an optimized welded connection, which can be advantageously used in doors, tailgates and the like, for example as hinge reinforcements, lock reinforcements or gas damper reinforcements, particularly in the motor vehicle sector.

Claims

A method for producing a double sheet structure by welding a first sheet of metal with at least one second metal sheet, wherein both sheets are preferably made of steel or a steel alloy, in the second sheet at least one bead is formed, the second sheet during welding to the bulge the bead rests on the first metal sheet and is welded to the first metal sheet via a weld in the bottom of the bead, characterized in that at least one bead of the second metal sheet has a maximum width of 0.8 mm.

Method according to claim 1, characterized in that that the bead bottom of at least one bead in the second sheet one Radius of less than 1 mm, preferably less than 0.6 mm or smaller 0.4 mm.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the air gap between the first and second plates through the bulge the bead of the second sheet is set to 0.1 to 0.3 mm.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that the bead depth is 0.1 to 0.4 mm.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that the bead is a length of at least 15 mm.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized that the weld is produced in the bead base by at least two partial welds whose weld points off-center, are preferably provided at the ends of the bead, wherein the welding of the Part welds of Outside done inside.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the partial welds at least partially overlapping be generated.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that at the outer ends every bead chamfering for Einschweißpunkte are provided.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized that the weld produced in the bead base with a laser welding beam.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the focus diameter of the laser welding beam in the bottom of the bead 0.2 to 1.0 mm, preferably 0.3 to 0.7 mm.

Method according to one of claims 1 to 10, characterized that when welding a Process gas, in particular compressed air or an inert gas used becomes.

Method according to one of claims 1 to 11, characterized that as the first plate a base plate and as a second plate a reinforcing plate is used.

Method according to one of claims 1 to 12, characterized that welding speeds to 10 m / min, in particular to 8 m / min, particularly preferred to 6 m / min, the traversing speeds of the welding head between the individual beads to be welded at least 80 m / min, preferably at least 100 m / min, more preferably at least 120 m / min.

Semi-finished product comprising a double sheet structure from a first sheet and at least one second sheet, wherein the second sheet with the first sheet using the method according to claims 1 to 13 welded is, wherein preferably the first sheet a base plate and the second Sheet metal a reinforcement sheet is.

Semifinished product according to claim 14, characterized that the reinforcing sheet a hinge reinforcement, lock reinforcement and / or a gas damper reinforcement of a Base plate of a motor vehicle, in particular a tailgate or a door of a motor vehicle.

Use of a semifinished product according to one of claims 14 or 15 in the automotive industry and plant construction, especially in rail vehicles, passenger cars or kitchen appliances.