DE102007059262B4

DE102007059262B4 - Laserumfangsschweißverfahren sowie Kraftstoff-Einspritzventil

Info

Publication number: DE102007059262B4
Application number: DE200710059262
Authority: DE
Inventors: Markus Leimser; Markus Klingler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: DE102007059262A1

Abstract

Laserumfangsschweißverfahren zum Verschweißen zweier Bauteile (4, 5) durch das Erzeugen von n Schweißnähten (1, 8, 9), wobei die n Schweißnähte (1, 8, 9) derart eingebracht werden, dass zumindest eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) ihren Startwinkel (S1, S2) in Umfangsrichtung x mal überstreicht, wobei für x gilt: x > 0, und dass für einen Winkel α, um den Schweißnahtmittenwinkel (M1, M2) der Schweißnähte (1, 8, 9) in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind, gilt: [(360/n) – β] ≤ α ≤ [(360/n) + β], wobei β kleiner als 10° ist, und wobei der jeweilige Schweißnahtmittenwinkel (M1, M2) berechnet wird mit: Startwinkel (S1, S2) der Schweißnaht + [Endwinkel (E1, E2) der Schweißnaht – (360°·x) – Startwinkel (S1, S2) der Schweißnaht]/2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der n Schweißnähte (1, 8, 9) über voneinander verschiedene Umfangswinkel eingebracht werden, wobei der Umfangswinkel als die Winkeldifferenz zwischen dem Endwinkel (E1, E2) und dem Startwinkel (S1, S2) definiert ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Laserumfangsschweißverfahren nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4, wie es aus der EP 1 049 222 A1 bekannt ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftstoff-Einspritzventil, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt ist.
Mittels des bekannten Verfahrens lassen sich grundsätzlich Bauteileverzüge an miteinander verschweißten Bauteilen minimieren. Weiterhin ist es zur Minimierung des Bauteilverzugs beim Laserumfangsschweißen aus der DE 102 07 946 A1 bekannt, entweder zwei Energieaufbringungseinheiten in Umfangsrichtung um einen Winkel zwischen 80° und 100° versetzt zueinander anzuordnen, oder mindestens drei Energieaufbringungseinheiten gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt anzuordnen, so dass Laserstrahlenergie gleichzeitig an den beschriebenen Positionen in die miteinander zu verbindenden Bauteile eingebracht werden kann. Über die Relativposition der Schweißnahtmittenwinkel der mittels der Energieaufbringungseinheiten erzeugten Schweißnähte gibt die Druckschrift keine Auskunft.
Darüber hinaus ist es aus der DE 101 37 523 A1 ein Schweißverfahren bekannt, bei dem mehrere Teilschweißnähte eine gemeinsame Schweißnaht erzeugen, wobei die Teilschweißnähte in Längsrichtung des Bauteils betrachtet beabstandet zueinander angeordnet sind und einander zumindest bereichsweise überlappen.
Offenbarung der Erfindung
Technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das aus der EP 1 049 222 A1 bekannte Laserumfangsschweißverfahren derart weiterzubilden, dass die Verzugserscheinungen an den Bauteilen minimiert werden können. Insbesondere soll das Laserumfangsschweißverfahren bei Bedarf mit nur einer einzigen Energieaufbringungseinheit realisiert werden können. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein verzugsoptimiertes Verbundteil vorzuschlagen.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird bei einem Laserumfangsschweißverfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung nutzt dabei den Effekt, dass zwei miteinander zu verschweißende Bauteile, wenn diese mit einer Schweißnaht miteinander verschweißt werden, dazu tendieren, in Richtung des Schweißnahtmittenwinkels zu kippen. Um diesen Effekt zu kompensieren, schlägt die Erfindung, wie an sich bekannt vor, die mindestens zwei Bauteile durch mehrere, zumindest abschnittsweise, in einer gemeinsamen Schweißebene liegenden Schweißnähte miteinander zu verschweißen, wobei bevorzugt die Längsmittelachsen der miteinander zu verschweißenden Bauteile senkrecht auf dieser Schweißebene stehen. Um den Bauteilverzug zu minimieren, ist es vorgesehen, die Schweißnähte derart in Umfangsrichtung relativ zueinander anzuordnen, dass sich die radial nach außen weisenden, senkrecht auf den Schweißnahtmittenwinkeln stehenden Kipprichtungen vektoriell so überlagern, dass sie sich, zumindest näherungsweise, kompensieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Schweißnahtmittenwinkel der die mindestens beiden Bauteile miteinander verbindenden Schweißnähte, zumindest näherungsweise, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Anders ausgedrückt beträgt der Winkel α, um den zwei unmittelbar benachbarte Schweißnahtmittenwinkel relativ zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind: 360/n ± β, wobei der Toleranzbereich β kleiner als 10° ist. Dabei berechnet sich die Schweißnahtmitte von der Schweißnaht, die sich über einen Umfangswinkel von maximal 360° (also maximal eine Umrundung) erstreckt, wie folgt:

Schweißnahtmittenwinkel = Startwinkel der Schweißnaht + [Endwinkel der Schweißnaht – Startwinkel der Schweißnaht]/2. Erstreckt sich also beispielsweise eine Schweißnaht über einen Umfangswinkel von 90°, wobei der Startwinkel 10° und der Endwinkel 100° beträgt, so beträgt der Schweißnahtmittenwinkel 55°. Bei Schweißnähten, die sich über einen Umfangswinkel von mehr als 360° erstrecken gilt zur Berechnung der Schweißnahtmittenwinkelposition: Schweißnahtmittenwinkel = Startwinkel der Schweißnaht + [Endwinkel der Schweißnaht – (360·Anzahl der vollständigen Umrundungen) – Startwinkel der Schweißnaht]/2. Erstreckt sich also eine Schweißnaht über einen Umfangswinkel von 450°, wobei der Startwinkel 10° und der Endwinkel 460° beträgt, die Schweißnaht also einmal vollständig die Bauteile umrundet, ergibt sich für die Schweißnahtmittenwinkelposition dieser Schweißnaht ein Wert von 55°. Unter zumindest näherungsweise in einer Schweißebene liegenden Schweißnähten werden Schweißnähte verstanden, die zumindest mit einem Abschnitt ihrer Breitenerstreckung in einer gemeinsamen Schweißebene liegen. Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass mindestens zwei der Schweißnähte über einen voneinander unterschiedlichen Umfangswinkel eingebracht werden. Besonders bevorzugt beträgt nur der Umfangswinkel einer einzigen Schweißnaht über 360° und der Umfangswinkel der anderen Schweißnähte weniger als 360°. Alternativ hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, zumindest eine der Schweißnähte, vorzugsweise sämtliche Schweißnähte, aus jeweils mindestens zwei, vorzugsweise schlanken, Teilschweißnähten auszubilden, wobei die Startpunkte der Teilschweißnähte räumlich, bei einem rotationssymmetrischen Bauteil in Umfangsrichtung, zueinander versetzt anzuordnen, insbesondere derart, dass Teilschweißnähte mit jeweils einem eigenen Schweißbad erzeugt werden, um somit eine Verzugs- und Eigenspannungskompensation durch Überlagerungseffekte zu realisieren.
In Längsrichtung gesehen liegen die Schweißnähte vorzugsweise vollständig in einer gemeinsamen Schweißebene. Um die Dichtheit der Schweißverbindung sicherzustellen, erstreckt sich zumindest eine der Schweißnähte, vorzugsweise ausschließlich eine der Schweißnähte, über einen Umfangswinkel von mehr als 360°, was bedeutet, dass der Startpunkt der Schweißnaht beim Umfangsschweißen zumindest einmal überfahren wird. Besonders bevorzugt beträgt der Umfangswinkel, um den sich die mindestens eine Schweißnaht erstreckt, zwischen etwa 360° und etwa 500°.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden mindestens zwei Bauteile mit ausschließlich zwei Schweißnähten miteinander verschweißt, wobei sich in diesem einfachsten Fall die beiden Schweißnahtmittenwinkel, zumindest näherungsweise, diametral gegenüberliegen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, mehrere der Schweißnähte oder sämtliche Schweißnähte gleichzeitig zu erzeugen. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der mindestens zwei der Schweißnähte, vorzugsweise sämtliche Schweißnähte, nacheinander erzeugt werden, da hierdurch die Anzahl der benötigten Laserstrahlen und gegebenenfalls der benötigten Energieaufbringungseinheiten minimiert werden kann. Unter einer Schweißnahtmitte im Sinne der Erfindung wird der halbe Umfangserstreckungswinkel der Schweißnaht verstanden.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Toleranzbereichswinkel β nicht nur kleiner als 10° ist, sondern auch kleiner als 8°, insbesondere kleiner als 6°, vorzugsweise kleiner als 4°, insbesondere bevorzugt kleiner als 2°, besonders bevorzugt kleiner als 1° ist. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Winkel β 0° beträgt. Je exakter die Schweißnahtmittenwinkel gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, desto optimierter ist die resultierende Verzugsminimierung.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der mindestens zwei der die Bauteile miteinander verbindenden und zumindest abschnittsweise in einer Schweißebene liegenden Schweißnähte, vorzugsweise sämtliche Schweißnähte, derart eingebracht werden, dass sie jeweils, zumindest abschnittsweise, entlang ihrer Längserstreckung, vorzugsweise zumindest näherungsweise über ihre gesamte Längserstreckung, besonders bevorzugt über ihre gesamte Längserstreckung, ein eigenes Schmelzbad aufweisen. Dies bedeutet, dass eine zuvor eingebrachte Schweißnaht zumindest in dem Bereich bereits wieder, zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, erstarrt ist, benachbart zu dem nachfolgend eine Schweißnaht eingebracht wird. Anders ausgedrückt wird nicht ein gemeinsames, umlaufendes Schweißbad erzeugt, sondern das Schweißbad der zuerst eingebrachten Schweißnaht ist zumindest in dem Bereich bereits erstarrt, wo die darauffolgende Schweißnaht eingebracht wird, so dass sich die Schmelzbäder der nacheinander bzw. zeitlich versetzt eingebrachten Schweißnähte nicht vermischen.
Das Herstellen von Schweißnähten mit jeweils einem eigenen Schmelzbad kann auf verschiedenste Weise realisiert werden. So ist es möglich, die Schweißnähte zeitlich versetzt einzubringen und/oder ihre Startpunkte in Umfangsrichtung versetzt anzuordnen, derart, dass eine erste Schweißnaht bereits wieder in ihrem Anfangsbereich erstarrt ist, wenn die darauffolgende Schweißnaht diesen Anfangsbereich erreicht. Gleichzeitig muss bei der Anordnung der Startpunkte darauf geachtet werden, dass die sich ergebenden Schweißnahtmitten, zumindest näherungsweise gleichmäßig, in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
Im Hinblick auf eine Verzugs- und Eigenspannungsminimierung in Tiefenrichtung der Schweißnähte ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei Die Teilschweißnähte sind dabei unmittelbar nebeneinander anzuordnen, derart, dass sie sich quer zu ihrer Längserstreckung, vorzugsweise minimal, überlappen und oder unmittelbar aneinander angrenzen, so dass aus der Gesamtheit der Teilschweißnähte eine gemeinsame, die Bauteile miteinander verbindende, Schweißnaht gebildet wird. Um das Merkmal der zumindest abschnittsweisen Anordnung der Schweißnähte in einer gemeinsamen Schweißebene zu realisieren, sollten die Teilschweißnähte der Schweißnähte so angeordnet werden, dass zumindest eine Teilschweißnaht jeder Schweißnaht vollständig oder zumindest abschnittsweise in der gemeinsamen Schweißebene angeordnet ist. Durch die Weiterbildung wird erreicht, dass zumindest eine der Schweißnähte, deren Anbindungsquerschnitt sich aus der Nahtbreite und der Nahttiefe ergibt, durch mehrere Teilschweißnähte ersetzt wird, wobei die Nahttiefen der Teilschweißnähte bevorzugt der Nahttiefe der zu ersetzenden gemeinsamen Schweißnaht entsprechen. Da jede einzelne Teilschweißnaht eine wesentlich geringere Wärmeeinflusszone besitzt als die zu ersetzende, herkömmliche Schweißnaht, ist auch die Wärmeeinflusszone der gesamten, aus mehreren Teilschweißnähten gebildeten, Schweißnaht stark verringert. Insgesamt ist bei einer aus mehreren Teilschweißnähten bestehenden Schweißnaht bei gleichem aufgeschmolzenem Bauteilvolumen wie bei einer herkömmlichen Schweißnaht mit weniger Verzug und weniger Eigenspannungen zu rechnen. Hierdurch steigt die Präzision des aus den Bauteilen hergestellten Verbundteils sowie die Belastbarkeit der Verbindung. Insbesondere dann, wenn zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Teilschweißnähte zeitlich versetzt eingebracht werden, überlagern sich neue thermische Dehnungen und Schrumpfungen durch das Erzeugen einer Teilschweißnaht in komplexer Weise mit den vorhandenen, durch das vorherige Einbringen einer Teilschweißnaht verursachten, plastischen Dehnungen und Eigenspannungen. Durch ein zeitlich versetztes Einbringen der Wärmemenge ermöglicht man den Bauteilen thermische Dehnungen durch elastische Dehnungen abzufangen, die bei Abkühlen relaxieren, ohne dass Verformungen zurückbleiben. In der Folge ist es nicht zwingend erforderlich, dass die gesamte, kumulierte, in die Bauteile eingebrachte, Wärmemenge geringer ist als bei einer herkömmlichen Schweißung. Da üblicherweise der Verlauf der Eigenspannung quer zur Schweißnaht einen Vorzeichenwechsel beschreibt, kommt es bei der Aufbringung mehrerer Teilschweißnähte zu Auslöschungs- und Kompensationseffekten. Es liegt im Rahmen der Erfindung, sämtliche Teilschweißnähte zumindest einer (gemeinsamen) Schweißnaht mit jeweils einer eigenen Laserstrahlquelle zu erzeugen. Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, mindestens zwei der Teilschweißnähte mit einer gemeinsamen Laserstrahlquelle zu erzeugen. Insbesondere kann der Laserstrahl entsprechend geführt und/oder in mindestens zwei Teilstrahlen aufgeteilt werden. Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere für Anwendungsbereiche bei denen die Anforderung an die Präzision eines herzustellenden Verbundteils einen thermischen Fügeprozess normalerweise nicht zulassen oder aber ein anschließendes Richten oder Nachbearbeiten des Verbundbauteils erfordern. Durch den Entfall von Folgeprozessen bietet das Verfahren ein höheres Kostensenkungspotenzial. Zusätzlich erschließt das Verfahren durch reduzierten Verzug und reduzierte Eigenspannung auch völlig neue Anwendungsgebiete für Schweißverbindungen im Bereich von Präzisionsbauteilen wie Ventilkomponenten, Kraftstoffinjektoren, etc.
Es liegt im Rahmen der Erfindung mindestens eine der Teilschweißnähte mit mehreren Laserstrahlen zu erzeugen, wobei auch für die so erzeugten Teilschweißnähte in Weiterbildung der Erfindung gilt, dass sie ihr eigenes, dann durch mehrere Laserstrahlen erzeugtes Schweißbad aufweisen.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Laserumfangsschweißverfahrens, bei dem mindestens zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte, beispielsweise durch einen Zeitversatz, derart hergestellt bzw. eingebracht werden, dass jede Teilschweißnaht, zumindest abschnittsweise, vorzugsweise zumindest näherungsweise über ihre gesamte Längserstreckung, besonders bevorzugt über ihre gesamte Längserstreckung, ihr eigenes Schmelzbad aufweist. Anders ausgedrückt sind die Teilschweißnähte derart zu erzeugen, dass diese bei querschnittlicher Betrachtung der Schweißnaht nach einem Aufsägen bzw. Auftrennen des Verbundteils als eigenständige Schweißnähte sichtbar sind. Noch anders ausgedrückt sind mindestens zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte so einzubringen, dass das Schmelzbad einer ersten Teilschweißnaht in zumindest dem Bereich benachbart, zu dem gerade eine zweite Teilschweißnaht eingebracht wird, zumindest weitgehend, vorzugsweise vollständig erstarrt ist. Gerade das Erzeugen von Teilschweißnähten mit einem zumindest abschnittsweise eigenen Schmelzbad ermöglicht es durch Überlagerungseffekte bereits vorhandene plastische Dehnungen und Eigenspannungen durch neu hinzugefügte plastische Dehnungen und Eigenspannungen zu überlagern, insbesondere derart, dass eine insgesamt minimierte Eigenspannung bzw. ein minimierter Verzug resultiert.
Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform des Laserschweißverfahrens, bei dem, insbesondere zum Erzeugen zweier unmittelbar benachbarter Teilschweißnähte mit jeweils eigenem Schmelzbad, mindestens zwei, vorzugsweise sämtliche, jeweils unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte zeitlich versetzt erzeugt werden. Dabei ist es beispielsweise möglich mit dem Erzeugen einer zweiten Teilschweißnaht erst zu beginnen, nachdem eine erste Teilschweißnaht erzeugt wurde. Das Nacheinander-Einbringen von Teilschweißnähten hat zudem den Vorteil, dass insgesamt nur ein einziger Laserstrahl benötigt wird. Je nach Dimensionierung der Teilschweißnähte ist es jedoch auch möglich die Startzeitpunkte zum Einbringen zweier Teilschweißnähte nur soweit zeitlich zu beabstanden, dass bereits mit der zweiten Teilschweißnaht begonnen wird, bevor das Erzeugen der ersten Teilschweißnaht beendet wird. Hierdurch kann das Laserschweißverfahren zeitlich optimiert werden. Bevorzugt werden die Startzeitpunkte zweier unmittelbar benachbarter Teilschweißnähte so zeitlich versetzt, dass die erste Teilschweißnaht zumindest in einem Bereich, benachbart zu dem gerade die zweite Teilschweißnaht eingebracht wird, ausgehärtet ist. Die Verzugs- und Eigenspannungsminimierung bei einer zeitlich versetzten Einprägung der Teilschweißnähte ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die nachlaufenden Teilschweißnähte eine thermische Dehnung bewirken, welche die thermischen Schrumpfungen der benachbarten, bereits aufgebrachten Teilschweißnaht/Teilschweißnähte beim Abkühlen ausgleichen. Lediglich die Dehnungen und Schrumpfungen von zwei äußeren, insbesondere zuletzt eingebrachten, Teilschweißnähten können nicht (vollständig) ausgeglichen werden. Dies kann insbesondere dadurch kompensiert werden, dass die Teilschweißnähte (wesentlich) schmäler sind als herkömmliche Schweißnähte.
Ebenso ist es möglich, mindestens zwei der Teilschweißnähte und unterschiedliche Schweißgeschwindigkeiten zu realisieren, wodurch ebenfalls eigenständige Schweißbäder realisierbar sind.
Zusätzlich oder alternativ zu einem zeitlich versetzten Einbringen der Teilschweißnähte und/oder zu einem räumlichen Versatz der Startpunkte der Teilschweißnähte und/oder zur Realisierung von unterschiedlichen Schweißgeschwindigkeiten wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen mindestens zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte gegenläufig zu erzeugen, wobei bei Bedarf gleichzeitig mit dem Einbringen der Schweißnähte begonnen werden kann. Bei drei benachbarten Teilschweißnähten können die beiden äußeren Teilschweißnähte beispielsweise gleichzeitig in eine erste Richtung durch eine Relativbewegung von Laserstrahlen zu dem Verbundteil hergestellt werden und insbesondere gleichzeitig der mittlere, zu beiden äußeren Teillaserstrahlen benachbarte Laserstrahl in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung. Auf diese Weise können drei Teilschweißnähte, oder bei analoger Vorgehensweise auch mehr als drei Teilschweißnähte, zumindest abschnittsweise mit jeweils einem eigenen Schmelzbad geschaffen werden, selbst wenn das Erzeugen gleichzeitig erfolgt.
In Hinblick auf die räumliche Anordnung der Teilschweißnähte zum Erzeugen einer gemeinsamen Schweißnaht gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer ersten Alternative können die Teilschweißnähte parallel zu der zu erzeugenden Schweißnaht angeordnet werden. Bei einem rotationssymmetrischen Bauteil erstrecken sich dann sämtliche Teilschweißnähte bevorzugt in Umfangsrichtung. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, den Anbindungsquerschnitt derart auszuformen, dass dieser unterschiedliche Tiefenerstreckungen aufweist, wenn mindestens zwei zueinander benachbarte Teilschweißnähte mit einer unterschiedlichen Tiefenerstreckung, beispielsweise durch die Variation der Laserenergie erzeugt werden. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Tiefenerstreckung in Randbereichen quer zur Längserstreckung größer ist als in einem mittleren Bereich.
Gemäß einer zweiten Alternative wird die gemeinsame Schweißnaht aus einer Vielzahl von winklig zur Längserstreckung der resultierenden Schweißnaht und/oder zur Längserstreckung des Fügespaltes verlaufenden Teilschweißnähten gebildet, wobei die Länge jeder einzelnen Teilschweißnaht bevorzugt (wesentlich) geringer ist als die Längserstreckung der zu erzeugenden gemeinsamen Schweißnaht. Auf diese Weise kann, insbesondere bei einem zeitlich versetzten Einbringen der Teilschweißnähte eine möglichst homogene Wärmeeinbringung in Längserstreckung der gemeinsamen Schweißnaht realisiert werden.
Gemäß einer dritten Alternative werden die Teilschweißnähte schlangenlinienförmig erzeugt. Der vorzugsweise sinusförmige Verlauf der Teilschweißnähte ermöglicht in bestimmten Anwendungsfällen besonders günstige Überlagerungserscheinungen. Die Teilschweißnähte können derart schlangenlinienförmig angeordnet werden, dass sich zwei benachbarte Teilschweißnähte in keinem Bereich kreuzen. Ebenso ist eine nicht kreuzende Anordnung von benachbarten Teilschweißnähten realisierbar, wobei es bevorzugt ist, dass eine erste Teilschweißnaht im Kreuzungspunkt bereits erstarrt ist, wenn die zweite Teilschweißnaht diesen Kreuzungspunkt erreicht. Es ist jedoch für einige Anwendungsfälle auch realisierbar, dass die erste Teilschweißnaht im Kreuzungspunkt noch nicht erstarrt ist, sodass sich die Schmelzbäder der Teilschweißnähte im Kreuzungspunkt vermischen.
Die Ausbildung der gemeinsamen Schweißnaht aus mehreren quer zu ihren Längserstreckungen benachbarten Teilschweißnähten ermöglicht es zudem unterschiedliche Nahtgeometrien zu realisieren. In einer einfachsten Ausführungsform verlaufen zumindest zwei der Teilschweißnähte, vorzugsweise sämtliche Teilschweissnähte, in Richtung ihrer Tiefenerstreckung parallel zueinander, so dass eine im wesentlichen rechteckige Nahtkontur der erzeugten gemeinsamen Teilschweissnaht realisiert werden kann.
Ferner ist es möglich andere Stossarten, wie beispielsweise eine Kehlnaht zu erzeugen, wenn zumindest zwei der Teilschweissnähte in Richtung ihrer Tiefenerstreckung nicht parallel, sondern angewinkelt zueinander verlaufen. Insbesondere ist es erstmals möglich, wenn mindestens eine Teilschweissnaht nach aussen geneigt wird, mehr Wärmeenergie in tiefere Bauteilschichten einzubringen als an der Oberfläche. Besonders für Kehlnähte an ebenen oder rotationssymmetrischen Verbundseiten kann sich dies positiv auf das Verzugs- und Eigenspannungsverhalten auswirken. Bei Kehlnähten führen Schrumpfungen zu einer Verkleinerung des Winkels zwischen den Bauteilen, der in der Regel ohne Schrumpfungen 90° beträgt.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung bei der die Teilschweissnähte sehr schmal sind. Bevorzugt beträgt die Breite, d. h. die Erstreckung quer zur Längserstreckung einer Teilschweissnaht zwischen etwa 40 μm und etwa 400 μm, besonders bevorzugt zwischen etwa 100 μm und etwa 200 μm. Besonders bevorzugt wird zum Erzeugen der Teilschweissnähte mindestens ein Faserlaser eingesetzt. Durch das Vorsehen derart schmaler Teilschweissnähte wird die Wärmeeinflusszone jeder einzelnen Schweissnaht und damit die gesamte Wärmeeinflusszone der resultierenden gemeinsamen Schweissnaht erheblich verringert.
Ferner führt die Erfindung auf ein Kraftstoff-Einspritzventil, das aus mindestens zwei Bauteilen gebildet ist, die über in eine Umfangsrichtung verlaufende Laserschweissnähte miteinander verschweisst sind. Bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Kraftstoff-Einspritzventil sind die Schweissnähte derart angeordnet, dass ihre Schweissnaht mitten in eine Umfangsrichtung, zumindest näherungsweise, gleichmässig verteilt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
1: eine schematische Darstellung der Relativpositionen der Schweissnahtmittenwinkel von zwei Schweissnähten,
2: in einer schematischen Ansicht den möglichen Aufbau der Schweissnähte gemäss 1 aus mehreren Teilschweissnähten,
3: eine Gegenüberstellung einer herkömmlichen einteiligen Laserumfangsschweissnaht und einer Laserumfangsschweissnaht, die aus mehreren nebeneinander angeordneten Teilschweissnähten gebildet ist,
4a: in einer schematisierten Darstellung ein Verfahren zum zeitlich versetzten Erzeugen von in Umfangsrichtung verlaufenden Teilschweissnähten,
4b: eine vergrößerte Darstellung der Teilschweißnähte gemäß 2a, wobei thermische Bedienungs- und Schrumpfungserscheinungen dargestellt sind,
5: in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum gegenläufigen Erzeugen von drei Teilschweißnähten,
6: in einer schematischen Darstellung eine mögliche Anordnung von nebeneinander angeordneten Teilschweißnähten, die winklig zu einem Fügespalt verlaufen,
7: in einer schematischen Darstellung eine schlangenförmige Ausbildung von mehreren nebeneinander angeordneten Teilschweißnähten,
8a bis 8d: jeweils in einer oberen Darstellung einen gewünschten Laserschweißnahtquerschnitt und jeweils darunter eine mögliche Anordnung/Überlagerung von Teilschweißnähten zum Erreichen des darüber gezeigten Nahtquerschnitts.
Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist ein Verbundbauteil 7 in einer Draufsicht gezeigt. Das Verbundbauteil 7 besteht aus zwei in axialer Richtung aneinander anliegenden, zylindrischen Bauteilen 4, 5, von denen nur ein oberes Bauteil 5 zu erkennen ist. Ein weiteres, in dieser Ansicht nicht zu sehendes Bauteil fluchtet mit dem gezeigten Bauteil 5. Die Bauteile sind mit Hilfe einer ersten Schweißnaht 8 und einer weiteren zweiten Schweißnaht 9 miteinander verschweißt. Die Schweißnähte 8, 9 liegen in einer gemeinsamen, den Fügespalt 6 zwischen den Bauteilen 4, 5 aufnehmenden Schweißebene. Die erste Schweißnaht 8 beginnt bei einem absoluten Startwinkel S₁ von 10° und wird im Uhrzeigersinn eingebracht und überstreicht beim Einbringen den Startpunkt S₁ einmal (eine vollständige Umrundung) und endet bei einem Endwinkel von 460°. Hieraus resultiert ein Umfangswinkel von 450°, über den sich die erste Schweißnaht 8 erstreckt. Der Schweißnahtmittenwinkel M₁ berechnet sich wie folgt: M₁ = 10° + [460° – (360°·1) – 10°]/2 = 55°.
Die zweite Schweißnaht 9 hat einen Startwinkel S₂ von 190° und erstreckt sich im Uhrzeigersinn bis zu einem Endwinkel E₂ von 280°. Folglich wird der Startpunkt S₂ nicht überstrichen (keine vollständige Umrundung). Der Gesamtumfangswinkel, über den sich die zweite Schweißnaht 9 erstreckt, beträgt 90°. Der Schweißnahtmittenwinkel M₂ der zweiten Schweißnaht berechnet sich wie folgt: M₂ = 190° + [280° – (360°·0) – 190°]/2 = 235°.
Somit liegen die Schweißnahtmittenwinkel M₁, M₂ der Schweißnähte 8, 9 sich diametral gegenüber. Der Winkel α, um den die beiden Schweißnahtmittenwinkel in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel also exakt 180°. Der Toleranzwinkel β beträgt folglich 0°. Bevorzugt sind die beiden Schweißnähte 8, 9 mit einem einzigen Laserstrahl eingebracht, sodass zunächst die erste Schweißnaht 8 fertig gestellt wurde, bevor mit dem Einbringen der zweiten Schweißnaht 9 begonnen wurde. Es ist auch eine Ausführungsform realisierbar, bei der jede Schweißnaht 8, 9 mit mindestens einem eigenen Laserstrahl erzeugt wurde, wobei bei dem Einbringen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel darauf geachtet wurde, dass die Schweißbäder der Schweißnähte 8, 9 sich nicht vermischen. Ebenso ist es möglich, wie später noch erläutert wird, dass zumindest eine der Schweißnähte 8, 9 aus mehreren Teilschweißnähten 2a–2h gebildet wird. Dadurch, dass die Schweißnahtmittenwinkel gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind, addieren sich die Verzugsrichtungen R₁ und R₂ vektoriell derart, dass sie sich im Idealfall kompensieren und in der Folge der Bauteilverzug minimiert wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schweißnähte 8, 9 zur Verdeutlichung ihrer Umfangserstreckung mit Abstand zu dem Verbundbauteil 7 eingezeichnet. Die erste Schweißnaht 8 ist in einer Spiralform dargestellt, um das in diesem Fall einmalige Überstreichen des Startpunktes S₁ zu zeigen. In der Praxis erstrecken sich beide Schweißnähte 8, 9 selbstverständlich entlang des Fügespaltes 6 zwischen den das Verbundteil 7 bildenden Bauteilen. Die erste Schweißnaht 8 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dabei kreisringförmig ausgeformt und die zweite Schweißnaht 9 beschreibt einen Teilkreisbogen.
In 2 ist ein Verbundteil 7, bestehend aus zwei kreiszylindrischen Bauteilen 4, 5, die in axialer Richtung, analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 aneinander anliegen, gezeigt. Die beiden Bauteile 4, 5 sind mit Hilfe von zwei Schweißnähten 8, 9 miteinander verschweißt, wobei auch hier die nicht gezeigten Schweißnahtmittenwinkel diametral gegenüberliegen. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bestehen die Schweißnähte 8, 9 nicht jeweils aus einer einzigen Schweißnaht, sondern sind stattdessen jeweils aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Teilschweißnähten 2a bis 2h gebildet, die quer zu ihrer Längs-, d. h. Umfangserstreckung nebeneinander angeordnet sind, wobei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h sich quer zu ihrer Längserstreckung etwas überlappen. Sämtliche Teilschweißnähte 2a–2h der Schweißnähte 8 und 9 wurden derart, wie später noch erläutert werden wird, eingebracht, dass sich die Schweißbäder der Teilschweißnähte 2a–2h nicht vermischen. Gleichzeitig fand keine Vermischung zwischen den Schweißbädern der Schweißnähte 8, 9 statt.
Im Folgenden werden anhand der 3 bis 9 mögliche Ausführungsformen und Herstellungsverfahren zur Herstellung mindestens einer der Schweißnähte 8, 9 anhand von Ausführungsformen einer Schweißnaht 1 im Detail beschrieben: In 3 ist in der linken Zeichnungshälfte eine herkömmliche Laserschweißnaht mit der Breite B und der Tiefe T gezeigt. Die Schweißnaht (1, 8, 9) verjüngt sich in Richtung ihrer Tiefenerstreckung. Zu erkennen ist der eigentliche Schweißbereich SB und die diesen umgebende, für Verzug und Eigenspannungen verantwortliche, vergleichsweise große Wärmeeinflusszone WEZ.
In der rechten Zeichnungshälfte der 3 ist querschnittlich eine gemeinsame, sich in einer nicht gezeigten Umfangsrichtung erstreckende Schweißnaht 1 gezeigt. Diese ist gebildet aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Teilschweißnähten 2a bis 2k, wobei sich jeweils zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete (Umfangs-)Teilschweißnähte 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j, 2k quer zu ihrer in die Zeichnungsebene hinein verlaufende Längserstreckung etwas überlappen. Die Teilschweißnähte 2a bis 2k weisen jeweils eine Breitenerstreckung in ihrem oberen Bereich von etwa 150 μm auf und verlaufen in Richtung ihrer Tiefenerstreckung zumindest näherungsweise parallel zueinander. Die Teilschweißnähte 2a bis 2k wurden derart eingebracht, dass jede der Teilschweißnähte 2a bis 2k ihr eigenes Schweißbad aufwies, d. h. eine von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Einschweißnähten, z. B. die Teilschweißnaht 2c, war bereits erstarrt, bevor die jeweils unmittelbar benachbarte Teilschweißnaht, beispielsweise die Teilschweißnaht 2b erzeugt wurde, so dass die eigenständigen Teilschweißnähte 2a bis 2k resultieren. Aus l ist zu erkennen, dass die aus einer Vielzahl von Teilwärmeeinflusszonen 3a bis 3k gebildete Gesamt-Wärmeeinflusszone 3 kleiner ist als die Wärmeeinflusszone einer herkömmlichen Schweißnaht. Dabei muss die gesamte, eingebrachte Wärmeenergie bei einer aus Teilschweißnähten 2a bis 2k gebildeten Schweißnaht 1 nicht zwangsläufig geringer sein als die bei einer herkömmlichen Schweißnaht eingebrachte Wärmemenge. Trotzdem sind die Verzugs- und Eigenspannungserscheinungen bei einer aus mehreren Teilschweißnähten 2a bis 2k gebildeten Schweißnaht 1 aufgrund von Überlagerungserscheinungen geringer als bei einer herkömmlichen Schweißnaht 1. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind die Teilschweißnähte 2a bis 2k mit Hilfe von Faserlaserstrahlen erzeugt worden.
In 4a sind zwei übereinander angeordnete Bauteile 4, 5 aus Metall gezeigt. Zwischen diesen Bauteilen 4, 5 ist ein Fügespalt 6 ausgebildet. Die Bauteile 4, 5 werden u. a. mit einer sich um die Bauteile 4, 5 herum erstreckende Schweißnaht 1 miteinander verbunden, die aus insgesamt fünf Teilschweißnähten 2a bis 2f gebildet wird, wobei die Teilschweißnähte 2a bis 2f parallel zum Fügespalt 6 verlaufen. Eine weitere Schweißnaht 1, deren Schweißnahtmittenwinkel dem Schweißnahtmittenwinkel der Schweißnaht 1 gegenüberliegt, ist nicht gezeigt. Aus 2a ist zu erkennen, dass die Teilschweißnähte 2a bis 2e quer zu ihrer Längserstreckung (Umfangserstreckung) nebeneinander angeordnet sind, wobei jeweils zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Teilschweißnähte 2a, 2b, 2c, 2d, 2e sich quer zur Längserstreckung überlappen. Die Teilschweißnähte 2a bis 2e werden, wie aus 2a ersichtlich ist, zeitlich versetzt eingebracht. Begonnen wird mit der mittleren Teilschweißnaht 2c, die einen zeitlichen und somit räumlichen, durch den Buchstaben a gekennzeichneten Vorsprung vor den beiden unmittelbar benachbarten Teilschweißnähten 2b; 2d hat, welche wiederum einen zeitlichen und somit räumlichen Vorsprung gegenüber den beiden äußeren Teilschweißnähten 2a, 2e haben. Der zeitliche Abstand ist so bemessen, dass die Teilschweißnaht 2c im Bereich des vorderen Endes der benachbarten Teilschweißnähte 2b, 2d bereits wieder erstarrt ist. Ebenso sind die Teilschweißnähte 2b, 2d in dem Bereich wieder erstarrt, benachbart zu dem sich die vorderen Enden der äußeren Teilschweißnähte 2a, 2e befinden, so dass sämtliche Teilschweißnähte 2a bis 2k ihr eigenes Schweißbad aufweisen, sodass sich zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte 2a bis 2e nicht unmittelbar vollständig vermischen oder eine gemeinsame Teilschweißnaht bilden.
In 4b sind die Teilschweißnähte 2a bis 2e gemäß 2a in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Eingezeichnet sind jeweilige thermische Dehnungs- und Schrumpfungseffekte, sowie resultierende Überlagerungseffekte, die vorzugsweise zu einem Ausgleich von Dehnungen und Schrumpfungen führen, was insgesamt zu einem reduzierten Verzug und zu reduzierten Eigenspannungen führt. Jede einzelne Teilschweißnaht 2a bis 2e erzeugt bei Erwärmungen in der Umgebung des eigenständigen Schmelzbades thermische Dehnungen und beim Abkühlen thermische Schrumpfungen. Werden die Teilschweißnähte 2a bis 2e durch die Dehnungen von benachbarten Teilschweißnähten 2a bis 2e (nahezu) ausgeglichen, so kann ein Zustand mit geringen Eigenspannungen und einem geringen Verzug erreicht werden. Lediglich bei den äußeren beiden Teilschweißnähten 2a bis 2e, die zuletzt eingebracht werden, können Dehnungen und Schrumpfungen nicht (vollständig) ausgeglichen werden.
Zusätzlich oder alternativ zu einem in den 4a und 4b gezeigten zeitlichen Versatz können auch die Startpunkte der Teilschweißnähte 2a bis 2e entlang der Längserstreckung des Fügespaltes 6 versetzt angeordnet werden, um so Teilschweißnähte mit eigenen Schweißbädern zu realisieren. Zusätzlich oder alternativ können zumindest zwei der Teil schweißnähte 2a bis 2e mit unterschiedlichen Schweißgeschwindigkeiten eingebracht werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 wird die mittlere Teilschweißnaht 2b gegenläufig zu den jeweils unmittelbar benachbarten Teilschweißnähten 2b, 2c und gleichzeitig mit diesen eingebracht um zumindest abschnittsweise separate Schweißbäder zu erzielen. Analog können weitere Teilschweißnähte (nicht gezeigt) alternierend eingebracht werden. Alternativ kann durch numerische Simulation eine optimierte Abfolge berechnet werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 6 sind eine Vielzahl von Teilschweißnähten 2a bis 2g parallel zueinander angeordnet. Die Teilschweißnähte 2a bis 2g verlaufen winklig zur Umfangserstreckung des Fügespalts 6 zwischen den miteinander zu verschweißenden Bauteilen 4, 5. Durch eine geeignete Erzeugungsreihenfolge, die beispielhaft durch die Ziffern 1 bis 6 dargestellt ist, kann eine besonders homogene Energieverteilung entlang der Umfangserstreckung des Fügespaltes 6 erfolgen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 verläufen vier Teilschweißnähte 2a bis 2d schlangenlinienförmig um den Fügespalt 6 zwischen den Bauteilen 4, 5 herum. Die Teilschweißnähte 2a bis 2d kreuzen sich jeweils im Bereich der Maxima und Minima. Es ist auch eine nicht kreuzende Anordnung realisierbar.
In den Figuren 8a bis 8d sind unterschiedliche Schweißnahtgeometrien von (Umfangs-)Schweißnähten 1 gezeigt, wobei in einer oberen Reihe der gewünschte, idealisierte Schweißnahtquerschnitt und darunter eine entsprechende Anordnung von Teilschweißnähten 2a bis 2k zum Erzielen des jeweils gewünschten Schweißnahtquerschnitts gezeigt.
In 8a wird ein im wesentlichen rechteckig konturierter Schweißnahtquerschnitt erzielt durch das Erzeugen einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, sich in einer Längsrichtung erstreckenden und in einer Tiefenrichtung parallel zueinander verlaufenden Teilschweißnähten 2a bis 2k.
In 8b ist eine kehlförmige Schweißnaht gezeigt. Diese kann dadurch realisiert werden, dass die Teilschweißnähte 2a bis 2k eine Gruppe von in Querrichtung mittigen Teilschweißnähten 2a bis 2k in Richtung ihrer Tieferstreckung parallel zueinander verlaufen und die Teilschweißnähte 2a bis 2k eine Gruppe von in Querrichtung äußeren Teilschweißnähten 2a–2k nach innen abgewinkelt werden, also mit der Verbunds-Bauteiloberfläche einen Winkel von > 90° einschließen.
In 8c ist ein brückenförmig konturierter Schweißnahtquerschnitt gezeigt, bei dem die Teilschweißnähte 2a–2k von jeweils in Querrichtung äußeren Gruppen von Teilschweißnähten eine größere Tiefenerstreckung haben als die zentrisch angeordneten Teilschweißnähte.
In 8d ist ein besonders vorteilhafter Schweißnahtquerschnitt gezeigt. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass die Breitenerstreckung der aus einer Vielzahl von Teilschweißnähten 2a bis 2k gebildeten Schweißnaht 1 mit zunehmender Tiefenerstreckung größer wird. Dies wird dadurch erreicht, dass zwischen den in Querrichtung äußeren Teilschweißnähten 2a bis 2k und einer sich in Längsrichtung erstreckenden Symmetrieebene der gemeinsamen Schweißnaht 1 ein Winkel α von mehr als 90° besteht. Bei der gezeigten Schweißnaht 1 nimmt die Menge der eingebrachten Wärmeenergie mit zunehmender Schweißnahttiefe zu.

Claims

Laserumfangsschweißverfahren zum Verschweißen zweier Bauteile (4, 5) durch das Erzeugen von n Schweißnähten (1, 8, 9), wobei die n Schweißnähte (1, 8, 9) derart eingebracht werden, dass zumindest eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) ihren Startwinkel (S₁, S₂) in Umfangsrichtung x mal überstreicht, wobei für x gilt: x > 0, und dass für einen Winkel α, um den Schweißnahtmittenwinkel (M₁, M₂) der Schweißnähte (1, 8, 9) in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind, gilt: [(360/n) – β] ≤ α ≤ [(360/n) + β], wobei β kleiner als 10° ist, und wobei der jeweilige Schweißnahtmittenwinkel (M₁, M₂) berechnet wird mit: Startwinkel (S₁, S₂) der Schweißnaht + [Endwinkel (E₁, E₂) der Schweißnaht – (360°·x) – Startwinkel (S₁, S₂) der Schweißnaht]/2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der n Schweißnähte (1, 8, 9) über voneinander verschiedene Umfangswinkel eingebracht werden, wobei der Umfangswinkel als die Winkeldifferenz zwischen dem Endwinkel (E₁, E₂) und dem Startwinkel (S₁, S₂) definiert ist.
Laserumfangsschweißen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche n Schweißnähte (1, 8, 9) über voneinander verschiedene Umfangswinkel eingebracht werden.
Laserumfangsschweißen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) über einen Umfangswinkel von weniger als 360° eingebracht wird.
Laserumfangsschweißverfahren zum Verschweißen zweier Bauteile (4, 5) durch das Erzeugen von n Schweißnähten (1, 8, 9), wobei die n Schweißnähte (1, 8, 9) derart eingebracht werden, dass zumindest eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) ihren Startwinkel (S₁, S₂) in Umfangsrichtung x mal überstreicht, wobei für x gilt: x > 0, und dass für einen Winkel α, um den Schweißnahtmittenwinkel (M₁, M₂) der Schweißnähte (1, 8, 9) in Umfangsrichtung voneinander getrennt sind, gilt: [(360/n) – β] ≤ α ≤ [(360/n) + β], wobei β kleiner als 10° ist, und wobei der jeweilige Schweißnahtmittenwinkel (M₁, M₂) berechnet wird mit: Startwinkel (S₁, S₂) der Schweißnaht + [Endwinkel (E₁, E₂) der Schweißnaht – (360°·x) – Startwinkel (S₁, S₂) der Schweißnaht]/2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Schweißnähte (1, 8, 9) durch das Erzeugen von mindestens zwei quer zu ihrer Längserstreckung unmittelbar nebeneinander angeordneten und sich quer zu ihrer Längserstreckung überlappenden oder unmittelbar aneinander angrenzenden Teilschweißnähten (2a–2k) gebildet wird, und dass die Startpunkte von zumindest zwei unmittelbar benachbarten Teilschweißnähten (2a–2k) der zumindest einen Schweißnaht (1, 8, 9) in Längsrichtung der Schweißnaht (1, 8, 9) versetzt angeordnet werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schweißnähte (1, 8, 9) durch das Erzeugen von mindestens zwei quer zu ihrer Längserstreckung unmittelbar nebeneinander angeordneten und sich quer zu ihrer Längserstreckung überlappenden oder unmittelbar aneinander angrenzenden Teilschweißnähten (2a bis 2k) gebildet werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Startpunkte von sämtlichen unmittelbar benachbarten Teilschweißnähten (2a bis 2k) der Schweißnähte (1, 8, 9) in Längsrichtung der Schweißnähte (1, 8, 9) versetzt angeordnet werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der n Schweißnähte (1, 8, 9) in einer gemeinsamen Schweißebene erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche n Schweißnähte (1, 8, 9) in einer gemeinsamen Schweißebene erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass β kleiner als 8° ist.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der n Schweißnähte (1, 8, 9) derart eingebracht werden, dass sie jeweils, zumindest abschnittsweise, über ihre gesamte Längserstreckung ein eigenes Schmelzbad aufweisen.
Laserumfangsschweißverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche n Schweißnähte (1, 8, 9) derart eingebracht werden, dass sie jeweils zumindest abschnittsweise, über ihre gesamte Längserstreckung ein eigenes Schmelzbad aufweisen.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschweißnähte (2a–2k) derart eingebracht werden, dass sie jeweils, zumindest abschnittsweise, ein eigenes Schmelzbad aufweisen.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte (2a–2k) der mindestens eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) bildenden Teilschweißnähte (2a–2k) zeitlich versetzt erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte (2a–2k) der mindestens eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) bildenden Teilschweißnähte (2a–2k) gegenläufig erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschweißnähte (2a–2k) parallel zur erzeugten mindestens einen der n Schweißnähte (1, 8, 9) angeordnet werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) aus einer Vielzahl winklig zur mindestens einen der n Schweißnähte (1, 8, 9) verlaufenden Teilschweißnähten (2a–2k) gebildet wird.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschweißnähte (2a–2k) mit einem schlangenlinienförmigen Verlauf erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschweißnähte (2a–2k), zumindest teilweise, derart eingebracht werden, dass sie in Richtung ihrer Tiefenerstreckung parallel zueinander verlaufen.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschweißnähte (2a–2k), zumindest teilweise, derart eingebracht werden, dass sie in Richtung ihrer Tiefenerstreckung winklig zueinander verlaufen.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine der n Schweißnähte (1, 8, 9) in ihrer Breite mit zunehmender Tiefe zu- oder abnimmt.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei unmittelbar benachbarte Teilschweißnähte (2a–2k) mit einer unterschiedlichen Tiefenerstreckung erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 oder 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschweißnähte (2a–2k) jeweils in einer Breite von zwischen etwa 40 μm und 400 μm mittels eines Faserlasers, erzeugt werden.
Laserumfangsschweißverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass als Bauteile (4, 5) zwei rotationssymmetrische Bauteile (4, 5) verwendet werden.
Kraftstoff-Einspritzventil, aufweisend mindestens zwei Bauteile (4, 5), die mittels n, zumindest abschnittsweise, in einer Schweißebene liegenden Schweißnähten (1, 8, 9) nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 23 miteinander verschweißt sind.