DE102013107228B3 - Method for welding workpieces e.g. sheet metal component, involves spatially varying energy input of laser beam, such that energy input at workpiece-side edge regions of welded joint is made higher than that at central region of joint - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum stirnseitigen Laserstrahlschweißen von Überlappstößen, die unter Einbeziehung mindestens eines gebördelten Werkstücks gebildet werden, insbesondere zur Verwendung zum Laserschweißen von sehr kurzen Bördelflanschen z.B. an Karosseriebauteilen. The invention relates to a method for the end-side laser beam welding of overlap joints, which are formed with the inclusion of at least one flanged workpiece, in particular for use in laser welding of very short flanging flanges, e.g. on body components.
Es ist bekannt, Schweißnähte – z.B. im Karosseriebau an Türeinstiegsöffnungen, an Türen oder Bauteilkanten – mittels Laserschweißens in Form einer I-Naht oder einer Kehlnaht an einem Überlappstoß auszubilden. Dabei kommen in der Regel sogenannte „Fliegende Optiken“ in Verbindung mit stationärer oder mitlaufender Spanntechnik zum Einsatz. Des Weiteren werden sogenannte „Remote Optiken“ verwendet, die eine effiziente Bearbeitung auch aus großer Entfernung ermöglichen. It is known to welds - e.g. in body construction on door entry openings, on doors or component edges - by means of laser welding in the form of an I-seam or a fillet weld on a lap joint. As a rule, so-called "flying optics" are used in conjunction with stationary or accompanying clamping technology. Furthermore, so-called "remote optics" are used, which enable efficient processing even from a distance.
Beim Verschweißen von verzinkten Blechen im Karosseriebau führt das Laserschweißen von I-Nähten oder Kehlnähten an einem Überlappstoß infolge von Zinkausgasung (insbesondere bei Durchschweißung der Bleche und/oder bei Vorliegen eines technischen Nullspaltes mit geringen Spaltdicken von z.B. unter 20 µm) häufig zu Nähten geringer Nahtqualität, wobei porendurchsetzte Nähte mit vielen Anbindungsfehlern entstehen. Zudem ist der Anbindungsquerschnitt dieser Nähte durch die Blechstärke der zu verschweißenden Bleche begrenzt, was mit geringen Anbindungsquerschnitten (A-Maß) einhergeht, und die Einschweißtiefen sind schlecht reproduzierbar, insbesondere bei Mehrblechverbindungen. Da bei der herkömmlichen Ausbildung solcher I-Nähte oder Kehlnähte der Laserstrahl im Wesentlichen senkrecht zur Flanschebene und somit parallel zur Richtung der zum Einspannen der Bleche aufgebrachten Einspannkraft auf den Flansch auftrifft, muss der Flansch hinreichend groß sein, um sowohl genügend Angriffsfläche für die Spannelemente zu bieten als auch ein Auftreffen des Laserstrahls neben den Spannelementen zu ermöglichen. Solche großen Blechflansche gehen mit entsprechend hohem Gewicht einher und sind daher z.B. im Karosseriebau unerwünscht. When welding galvanized sheet metal in body construction, the laser welding of I-seams or fillet welds on a lap joint due to zinc outgassing (especially when welding through the sheets and / or in the presence of a technical zero gap with low gap thicknesses of eg less than 20 microns) often leads to seams of low seam quality , where pore-penetrated seams arise with many connection errors. In addition, the connection cross-section of these seams is limited by the sheet thickness of the sheets to be welded, which is associated with low connection cross-sections (A-measure), and the Einschweißtiefen are poorly reproducible, especially for multi-sheet joints. Since, in the conventional design of such I-seams or fillet welds, the laser beam strikes the flange essentially perpendicular to the flange plane and thus parallel to the direction of the clamping force applied to clamp the plates, the flange must be sufficiently large to allow sufficient engagement surface for the clamping elements offer as well as to allow an impact of the laser beam in addition to the clamping elements. Such large sheet metal flanges are associated with a correspondingly high weight and are therefore suitable for e.g. undesirable in the body shop.
Des Weiteren sind Verfahren zum stirnseitigen Schweißen von Verbindungsflanschen an Blechteilen bekannt, wobei das Einschweißen von der Stirnseite des Verbindungsflanschs her erfolgt. So beschreibt z.B. die
Das stirnseitige Schweißen von Flanschen ermöglicht es, da der Flansch nunmehr lediglich eine Angriffsfläche für die Spannelemente (und nicht auch zusätzlich eine Auftrefffläche für den Laserstrahl) bieten muss, die gesamte Breite der Flansche als Angriffsfläche für die Spannelemente zu nutzen, wodurch wiederum das Ausbilden solcher Flansche mit geringeren Abmessungen und entsprechend geringerem Gewicht ermöglicht ist. Durch das Ausbilden solcher kurzen Flansche ist insbesondere im Fahrzeugbau eine beachtliche Gewichtsreduktion ermöglicht, wobei z.B. bei einem PKW allein durch Flanschverkürzungen im Türeinstiegsbereich eine Massereduktion um mehrere Kilogramm ermöglicht ist. The face-side welding of flanges makes it possible, since the flange now only an attack surface for the clamping elements (and not additionally an impact surface for the laser beam) must offer to use the entire width of the flanges as a contact surface for the clamping elements, which in turn the formation of such Flanges with smaller dimensions and correspondingly lower weight is possible. By forming such short flanges, a considerable weight reduction is possible, in particular in vehicle construction, wherein e.g. in a car alone by Flanschverkürzungen in the door entry area a mass reduction by several kilograms is possible.
Beim stirnseitigen Einschweißen ist jedoch der maximal erzielbare Anbindungsquerschnitt durch die Breite der zu verschweißenden Flansche begrenzt, sodass beim Verschweißen von schmalen Flanschen mit geringen Flanschbreiten (von z.B. ungefähr 4 mm) auch der maximal erzielbare Anbindungsquerschnitt entsprechend begrenzt ist. Um dennoch eine hinreichende, möglichst hohe Stabilität einer solchen Flanschverbindungen zu erzielen, kann es von Vorteil sein, die miteinander zu verschweißenden Werkstücke entlang ihrer gesamten Flanschbreite zu verschweißen, sodass die Einschweißtiefe mindestens der Flanschbreite entspricht. However, in face-to-face welding, the maximum achievable connection cross-section is limited by the width of the flanges to be welded so that when welding narrow flanges with small flange widths (e.g., approximately 4 mm), the maximum achievable connection cross-section is correspondingly limited. In order nevertheless to achieve a sufficient, highest possible stability of such a flange connections, it may be advantageous to weld the workpieces to be welded together along their entire flange width, so that the welding depth corresponds at least to the flange width.
Beim stirnseitigen Laserstrahlschweißen wird ein Laserstrahl im Wesentlichen frontal derart auf die Stirnfläche des Verbindungsflanschs gerichtet, dass er am Stoß zweier zu fügender Werkstücke (d.h. dort, wo die beiden Werkstücke aneinanderstoßen) auf dieselben auftrifft. Da ein herkömmlicher Laserstrahl eine gaußförmige Intensitätsverteilung mit einer im Wesentlichen rotationssymetrischen Intensitätsverteilung mit einem Intensitätsmaximum im Strahlzentrum – d.h. am Stoß der beiden Werkstücke – aufweist, resultiert das stirnseitige Einschweißen mit einem solchen Laserstrahl in einer Schweißnaht, deren Einschweißtiefe am Stoß der beiden Werkstücke (bzw. an einer Position zwischen den Werkstücken) ihren größten Wert aufweist und seitlich zu den beiden Werkstücken hin jeweils abnimmt, sodass der Querschnitt der Schweißnaht im Bereich der Nahtwurzel konvex von der Stirnfläche des Überlappstoßes weg gewölbt ist. In front end laser beam welding, a laser beam is directed substantially frontally on the end face of the connecting flange so as to impinge on the same at the joint of two workpieces to be joined (i.e., where the two workpieces abut each other). Since a conventional laser beam has a Gaussian intensity distribution with a substantially rotationally symmetric intensity distribution with an intensity maximum in the beam center - i. at the joint of the two workpieces -, the end-side welding results with such a laser beam in a weld whose depth of penetration at the joint of the two workpieces (or at a position between the workpieces) has its greatest value and laterally decreases towards the two workpieces in that the cross-section of the weld seam in the region of the seam root is curved convexly away from the end face of the lap joint.
Entspricht dabei die Einschweißtiefe der Flanschbreite oder ist größer als dieselbe, bilden sich im Nahtwurzelbereich aufgrund der überlappenden Querschnittsprofile der Schweißnaht und der beiden Werkstücke zwei spitzwinklige Nahtkerben am Übergang zwischen der Schweißnaht und den beiden mittels der Schweißnaht verbundenen Werkstücken aus. Dadurch wird aufgrund der Kerbwirkung die Stabilität der Schweißverbindung, insbesondere gegenüber dynamischer Belastung, vermindert. Zudem können solche Nahtkerben – insbesondere bei ungenügender Durchschweißung – zur Ausbildung von Spalten zwischen der Schweißnaht und den Werkstücken führen bzw. als solche Spalte wirken, wobei Feuchtigkeit aufgrund des Kapillareffekts in diese Spalte hinein befördert werden kann, was zu stauender Nässe und damit zu Korrosion führen kann. Beim Verschweißen verzinkter Bleche kann durch ungenügende Durchschweißung und lokalen Abbrand der Zinkschicht die Spaltbildung zusätzlich begünstigt werden. Corresponds to the weld depth of the flange or is greater than the same form In the near-root area due to the overlapping cross-sectional profiles of the weld and the two workpieces two acute-angled seam notches at the transition between the weld and the two connected by the weld workpieces. As a result, due to the notch effect, the stability of the welded joint, in particular against dynamic load, is reduced. In addition, such seam notches - especially with insufficient penetration - lead to the formation of gaps between the weld and the workpieces or act as such gaps, moisture due to the capillary effect can be transported into this column, resulting in stagnant moisture and thus corrosion can. When welding galvanized sheet metal, the formation of gaps can be additionally promoted by insufficient penetration welding and local burning of the zinc layer.
Es kann vorgesehen sein, die gaußförmige Intensitätsverteilung, wie sie z.B. bei fasergeführter Laserstrahlung auftritt, durch optisch korrigierende Systeme mit einem sogenannten Flat-Top-Intensitätsprofil auszubilden, wobei der derart korrigierten Laserstrahl über seinen gesamten Strahlquerschnitt hinweg im Wesentlichen dieselbe Intensität aufweist. Dadurch kann eine Schweißnaht mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und einer über den gesamten Querschnitt gleichbleibenden Einschweißtiefe erzielt werden, wodurch sich die Kerbenausbildung und somit die Kerbwirkung jedoch allenfalls geringfügig reduzieren lassen. It may be provided that the Gaussian intensity distribution, as e.g. occurs in fiber-guided laser radiation to form by optically corrective systems with a so-called flat-top intensity profile, wherein the thus corrected laser beam over its entire beam cross-section has substantially the same intensity. As a result, a weld having a substantially rectangular cross-section and a consistent welding depth over the entire cross-section can be achieved, as a result of which the notch formation and thus the notch effect can be reduced only slightly, if need be.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum stirnseitigen Laserstrahlschweißen eines Überlappstoßes bzw. Verbindungsflansches bereitgestellt, mittels dessen auch bei geringer Flanschbreite eine Schweißverbindung mit hoher Stabilität ermöglicht ist. The invention provides a method for the end-side laser beam welding of a lap joint or connecting flange, by means of which a welded connection with high stability is made possible even with a small flange width.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Verschweißen mindestens zweier Werkstücke bereitgestellt, wobei zumindest das erste der beiden Werkstücke einen Bördel mit einer vorgegebenen Bördelbreite aufweist und das zweite der beiden Werkstücke einen ebenen bzw. flachen Abschnitt (im Folgenden auch als „Flachabschnitt“ bezeichnet) aufweist. Zumindest das erste Werkstück weist einen Bördel auf, d.h. das erste Werkstück ist ein Werkstück mit einem umgebogenen Rand bzw. Flanschabschnitt, dem sogenannten Bördel, wobei der Bördel vorliegend als Flanschabschnitt zum Verschweißen des ersten Werkstücks mit dem zweiten Werkstück fungiert. Die beiden Werkstücke können z.B. Blechteile bzw. Blechformteile sein. According to the invention, a method is provided for welding at least two workpieces, wherein at least the first of the two workpieces has a flange with a predetermined flanging width and the second of the two workpieces has a flat section (hereinafter also referred to as "flat section") , At least the first workpiece has a crimp, i. the first workpiece is a workpiece with a bent edge or flange section, the so-called flare, wherein the flare in the present case acts as a flange section for welding the first workpiece to the second workpiece. The two workpieces may e.g. Sheet metal parts or sheet metal parts to be.
Der Bördel bzw. Bördelabschnitt des ersten Werkstücks und der Flachabschnitt des zweiten Werkstücks werden derart angeordnet, dass sie einen Überlappstoß bilden. Der Bördelabschnitt und der Flachabschnitt werden dabei unter Ausbildung eines Überlappstoßes derart angeordnet, dass die Trennebene des Überlappstoßes parallel zu dem Bördelabschnitt und parallel zu dem Flachabschnitt verläuft, wobei der Bördelabschnitt und der Flachabschnitt an ihren Enden (im Wesentlichen) bündig abschließend angeordnet werden. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, den Bördel des ersten Werkstücks und den Flachabschnitt des zweiten Werkstücks unter Ausbildung eines Überlappstoßes einzuspannen, z.B. mittels stationärer oder mitlaufender Spannelemente einer Spanneinrichtung. The crimping portion of the first workpiece and the flat portion of the second workpiece are arranged to form a lap joint. The crimping portion and the flat portion are thereby arranged to form a lap joint such that the dividing plane of the lap joint is parallel to the crimping portion and parallel to the flat portion, with the crimping portion and the flat portion being (substantially) flush disposed at their ends. For example, it may be provided to clamp the flange of the first workpiece and the flat portion of the second workpiece to form a lap joint, e.g. by means of stationary or revolving clamping elements of a clamping device.
Das zweite Werkstück kann z.B. ebenfalls einen Bördel aufweisen, wobei der Flachabschnitt des zweiten Werkstücks durch den Bördel des zweiten Werkstücks gegeben ist und der Bördel des ersten Werkstücks und der Bördel des zweiten Werkstücks unter Ausbildung eines Überlappstoßes in Form eines (beidseitigen) Bördelstoßes angeordnet (z.B. eingespannt) werden. The second workpiece may e.g. also having a flange, wherein the flat portion of the second workpiece is given by the flare of the second workpiece and the flare of the first workpiece and the flare of the second workpiece are arranged (for example clamped) to form a lap joint in the form of a (double-sided) flare.
Es kann jedoch z.B. auch vorgesehen sein, dass das zweite Werkstück in Form einer ebenen Platte (z.B. eines ebenen Bleches) vorliegt, wobei der Flachabschnitt des zweiten Werkstücks durch einen Randabschnitt des zweiten Werkstücks gegeben ist und der Bördel des ersten Werkstücks und der Randabschnitt des zweiten Werkstücks unter Ausbildung eines Überlappstoßes in Form eines Bördel-Stumpf-Stoßes bzw. einseitigen Bördelstoßes angeordnet (z.B. eingespannt) werden. However, it may e.g. also be provided that the second workpiece in the form of a flat plate (eg a flat sheet) is present, wherein the flat portion of the second workpiece is given by an edge portion of the second workpiece and the flare of the first workpiece and the edge portion of the second workpiece to form a Lap joint arranged in the form of a crimp-butt joint or one-sided crimp joint (eg clamped).
In einem nächsten Verfahrensschritt werden die beiden Werkstücke an dem Überlappstoß miteinander verschweißt, indem ein Laserstrahl von der Stirnseite des Überlappstoßes her auf die Stirnfläche des Überlappstoßes gerichtet wird. Der Laserstrahl verläuft somit z.B. im Wesentlichen parallel zu der Trennebene und zu der Stoßebene des Überlappstoßes, wobei der Laserstrahl z.B. (im Wesentlichen) senkrecht zu der Stirnfläche des Überlappstoßes verlaufen kann. Der Laserstrahl wird derart geführt, dass er auf die Stirnseite des Überlappstoßes auftrifft und die Werkstücke somit stirnseitig miteinander verschweißt werden. In a next process step, the two workpieces are welded together at the lap joint by a laser beam is directed from the front side of the lap joint on the end face of the lap joint. The laser beam thus passes e.g. substantially parallel to the parting plane and to the impact plane of the lap joint, the laser beam e.g. (substantially) can be perpendicular to the end face of the lap joint. The laser beam is guided in such a way that it impinges on the end face of the lap joint and thus the workpieces are welded together on the face side.
Das Verschweißen erfolgt derart, dass die resultierende Einschweißtiefe mindestens der Bördelbreite entspricht oder größer ist als die Bördelbreite (in dem Fall, dass beide Werkstücke einen Bördel aufweisen, entspricht die Einschweißtiefe mindestens der kleineren der beiden Bördelbreiten). Der Bördelabschnitt (z.B. des ersten Werkstücks) ist mittels eines gekrümmten Verbindungsabschnitts von dem übrigen Werkstück abgebogen, wobei der Verbindungsabschnitt einen vorgegebenen Krümmungsradius aufweist. Das Einschweißen erfolgt derart, dass die resultierende Einschweißtiefe mindestens der Bördelbreite entspricht, wobei die Schweißung insbesondere derart ausgebildet werden kann, dass die Einschweißtiefe mindestens bis auf Höhe des Ansatzpunktes des gekrümmten Verbindungsabschnitts an den Bördelabschnitt reicht. Mit anderen Worten, die Schweißung kann derart ausgebildet werden, dass sich die Schweißung mindestens über die gesamte Bördelbreite bis in den Krümmungsansatzpunkt der Bördelung (bzw. der Bördelung mit der geringeren Bördelbreite) oder darüber hinaus erstreckt, sodass die Nahtwurzel mindestens bis zur Tiefe dieses Krümmungsansatzpunktes bzw. Radiusansatzpunktes ausgeprägt ist. The welding takes place in such a way that the resulting welding depth corresponds at least to the flanging width or is greater than the flanging width (in the case that both workpieces have a flare, the welding depth corresponds to at least the smaller of the two flanging widths). The crimping section (eg of the first workpiece) is bent away from the rest of the workpiece by means of a curved connecting section, the connecting section having a predetermined radius of curvature. The welding takes place in such a way that the resulting welding depth is at least corresponds to the flare width, wherein the weld can be formed in particular such that the welding depth reaches at least up to the level of the starting point of the curved connecting portion of the flare. In other words, the weld may be formed such that the weld extends at least over the entire flare width to or beyond the curvature point of the crimp (or crimp with the smaller crimp width) such that the seam root extends at least to the depth of that curvature point or Radius approach point is pronounced.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können separate bzw. isoliert vorliegende Schweißstellen erzeugt werden. Zudem kann vorgesehen sein, durch Vorschub der Fügestelle bzw. Fügestellenposition entlang eines vorgesehenen Schweißnahtverlaufs eine Schweißnaht zu erzeugen, wobei die Schweißnaht als durchgängige Schweißnaht oder auch als Steppnaht (d.h. mit mehreren aufeinanderfolgenden Stepps ausgebildete, durchbrochene Schweißnaht) ausgeführt sein kann. By means of the method according to the invention, separate or isolated welds can be produced. In addition, it can be provided to produce a weld seam by advancing the joint or joint position along an intended weld seam, wherein the weld seam can be designed as a continuous weld or as a stitching seam (i.e., with a plurality of successive stitches, openwork seam).
Während des Einschweißens wird der mittels des Laserstrahls erfolgende Energieeintrag derart räumlich variiert, dass in den werkstückseitigen Randbereichen einer jeweiligen Schweiß- bzw. Fügestelle ein höherer Energieeintrag erfolgt als zwischen diesen Randbereichen. D.h., der Energieeintrag wird derart räumlich variiert, dass an den Rändern bzw. Randbereichen der Fügestelle, die sich bezüglich der quer zu dem Überlappstoß verlaufenden Querrichtung gegenüberliegen, ein höherer Energieeintrag erfolgt als in einem bezüglich der Querrichtung zwischen diesen Randbereichen liegenden Zentralbereich der Fügestelle; wobei sich einer der beiden Randbereiche auf dem ersten Werkstück und der andere der beiden Randbereiche auf dem zweiten Werkstück befindet. Somit ist z.B. der Energieeintrag an einer Position zwischen den Werkstücken bzw. am Stoß der beiden Werkstücke geringer als der Energieeintrag auf einem jeweiligen der Werkstücke. Die räumliche Verteilung des Energieeintrags wird also derart eingestellt, dass im lateralen Schnitt (d.h. in einem Schnitt senkrecht zur Schweißnaht) an den Rändern des Schmelzbades eine Überhöhung des Energieeintrags vorliegt, d.h. an den Rändern des Schmelzbades mehr Energie eingetragen wird als in einem Zentralbereich des Schmelzbades; wobei das Schmelzbad in seiner Breite der Fügeaufgabe angepasst ist bzw. während des Fügeprozesses adaptiert wird. During the welding, the energy input occurring by means of the laser beam is spatially varied in such a way that a higher energy input takes place in the workpiece-side edge regions of a respective welding or jointing point than between these edge regions. That is, the energy input is spatially varied so that at the edges or edge regions of the joint, which lie opposite with respect to the transversely to the lap joint extending transverse direction, a higher energy input than in a transversely with respect to the transverse direction between these edge regions central region of the joint; wherein one of the two edge regions is located on the first workpiece and the other of the two edge regions is located on the second workpiece. Thus, e.g. the energy input at a position between the workpieces or at the joint of the two workpieces less than the energy input on a respective one of the workpieces. The spatial distribution of the energy input is thus adjusted such that in the lateral section (i.e., in a section perpendicular to the weld seam) at the edges of the molten bath there is an increase in the energy input, i. more energy is introduced at the edges of the molten bath than in a central area of the molten bath; wherein the molten bath is adapted in its width of the joining task or is adapted during the joining process.
Indem die Einschweißtiefe mindestens der Bördelbreite entspricht, kann eine Schweißnaht mit einem maximal möglichen Anbindungsquerschnitt realisiert werden. Indem in den werkstückseitigen Randbereichen der Fügestelle ein höherer Energieeintrag erfolgt als am Stoß der beiden Werkstücke, weist die Schweißnaht in ihren werkstückseitigen Randbereichen eine größere Einschweißtiefe bzw. Eindringtiefe auf als im Bereich des Stoßes der beiden Werkstücke, sodass der laterale Schnitt (d.h. der Schnitt senkrecht zur Schweißnaht) durch eine solche Schweißnaht an den Rändern eine höhere Einschweißtiefe aufweist als im Zentrum der Schweißung; wobei die Schweißstelle bzw. Schweißnaht insbesondere derart ausgebildet werden kann, dass sie im Bereich der Nahtwurzel einen konkav zu der Stirnfläche des Überlappstoßes hin gewölbten Abschnitt aufweist. Dadurch können die Nahtkerben, die sich im Nahtwurzelbereich aufgrund der Querschnittsprofile der Schweißnaht und der beiden Werkstücke am Übergang zwischen der Schweißnaht und den beiden Werkstücken ausbilden, mit einem stumpferen Winkel ausgebildet werden als z.B. bei Verwendung eines gaußförmigen Laserstrahls, wobei die Form der entstehenden Kerben durch die räumliche Verteilung des Energieeintrags bestimmt werden kann und die Ausbildung solcher Naht- bzw. Randkerben somit vermindert oder sogar vermieden werden kann. By the weld depth corresponds at least to the flare width, a weld with a maximum possible connection cross-section can be realized. By a higher energy input occurs in the workpiece side edge regions of the joint than at the joint of the two workpieces, the weld has a greater weld depth or penetration depth in their workpiece side edge regions than in the region of the joint of the two workpieces, so that the lateral section (ie the section perpendicular to the weld) by such a weld at the edges has a higher weld depth than in the center of the weld; wherein the weld or weld can be formed in particular such that in the region of the seam root it has a concavely curved section towards the end face of the lap joint. Thus, the seam notches forming in the seam area due to the cross-sectional profiles of the weld and the two workpieces at the transition between the weld and the two workpieces may be formed at a stiffer angle than e.g. when using a Gaussian laser beam, wherein the shape of the resulting notches can be determined by the spatial distribution of the energy input and the formation of such seam or edge notches can thus be reduced or even avoided.
Aufgrund des relativ großen Anbindungsquerschnitts und der minimierten bzw. unterbundenen Kerbwirkung ist auch bei kurzen Flanschen (mit Flanschbreiten von z.B. 4 mm) das Erzeugen einer stabilen Schweißnaht mittels stirnseitigen Einschweißens ermöglicht, wobei insbesondere eine Schweißverbindung mit einer hohen dynamischen Belastbarkeit realisierbar ist (da der bei dynamischen Beanspruchungen entstehende Kraftfluss deutlich weniger von Kerbspannungen beeinflusst wird). Zudem ist aufgrund der reduzierten Kerbenausbildung auch die daraus resultierende Kapillarwirkung unterdrückt, sodass ein verbessertes bzw. gutes Korrosionsverhalten ermöglicht ist und somit z.B. die im Nachgang der Schweißung zu treffenden korrosionsschutztechnischen Maßnahmen reduziert werden können. Das Verfahren ist somit zum Laserfügen, insbesondere von sehr kurzen bzw. schmalen Flanschen (vor allem im Karosseriebau), mittels stirnseitigen Einschweißens in Form einer I-Naht an einem Bördelstoß oder einer Bördel-Stumpfstoß-Kombination geeignet. Das Verfahren kann also insbesondere zum Verschweißen von Bördelstößen eingesetzt werden, bei denen die Nahtwurzel der Laserschweißung mindestens bis zu dem Krümmungsansatzpunkt der Bördelung heranreichen soll und der Bördel nicht heruntergeschmolzen wird. Due to the relatively large connection cross-section and the minimized or prevented notch effect even with short flanges (with flange widths of
Mittels Einstellens der räumlichen Verteilung des Energieeintrags kann der Querschnitt der Schweißnaht eingestellt und an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden, wodurch insbesondere der Kerbwinkel der im Nahtwurzelbereich am Übergang zwischen der Schweißnaht und dem nicht aufgeschmolzenen Grundwerkstoff der Werkstücke verbleibenden Nahtkerben einstellbar ist. By adjusting the spatial distribution of the energy input, the cross section of the weld can be adjusted and adapted to the respective requirements, whereby in particular the notch angle of the near root area at the transition between the weld and not melted base material of the workpieces remaining seam notches is adjustable.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Energieeintrag während des Fügens derart räumlich variiert, dass die an der Nahtwurzel zwischen der Schweißnaht und dem Grundwerkstoff der beiden Werkstücke entstehenden Kerben einen Kerbwinkel von mindestens 100° aufweisen. According to one embodiment of the method, the energy input during the joining is spatially varied such that the notches formed at the seam root between the weld seam and the base material of the two workpieces have a notch angle of at least 100 °.
Die räumliche Variation des Energieeintrags kann z.B. mittels der Verwendung von passiven bzw. statischen – z.B. unbewegbaren – optischen Komponenten (z.B. diffraktiven optischen Elementen) zur Formung des Intensitätsprofils des Laserstrahls realisiert werden (sogenannte statische Energieaufteilung bzw. statische Strahlbeeinflussung), wobei der Laserstrahl mit einer entlang seines Strahlquerschnitts variierenden Strahlintensität ausgebildet wird, z.B. mit einer donut- bzw. ringförmigen Intensitätsverteilung. Des Weiteren kann vorgesehen sein, die räumliche Variation des Energieeintrags unter Verwendung aktiver bzw. dynamischer – z.B. bewegbarer – optischer Komponenten mittels Oszillation eines (fokussierten) Laserstrahls an der Fügestelle zu realisieren (sogenannte dynamische Energieaufteilung bzw. dynamische Strahlbeeinflussung). Die räumliche Variation des Energieeintrags kann z.B. mittels Auswertung von physikalischen Parametern mittels Sensoren erfolgen, die zur Regelung von Verfahrensparametern genutzt werden. The spatial variation of the energy input can e.g. by the use of passive or static - e.g. immovable optical components (e.g., diffractive optical elements) for shaping the intensity profile of the laser beam (so-called static energy distribution), the laser beam being formed with a beam intensity varying along its beam cross-section, e.g. with a donut or annular intensity distribution. Furthermore, it can be provided that the spatial variation of the energy input using active or dynamic -. Movable - optical components by oscillation of a (focused) laser beam at the joint to realize (so-called dynamic energy distribution or dynamic beam influencing). The spatial variation of the energy input can e.g. by means of evaluation of physical parameters by means of sensors, which are used to control process parameters.
Vorliegend bezeichnet die Intensität die Strahlenergie pro Zeit und pro Fläche. Für einen Strahl bzw. Teilstrahl mit zeitlich konstanter Intensität und vorgegebenem Strahlquerschnitt steigt somit der Energieeintrag proportional mit der Verweildauer. In the present case, the intensity denotes the beam energy per time and per area. For a beam or sub-beam with temporally constant intensity and given beam cross-section thus the energy input increases proportionally with the residence time.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die räumliche Variation des Energieeintrags, indem ein Laserstrahl mit einer entlang des Laserstrahlquerschnitts räumlich variierenden (und zeitlich konstanten) Strahlintensität verwendet wird; wobei der Laserstrahl z.B. in einem auf das erste Werkstück gerichteten Strahl-Randabschnitt und in einem auf das zweite Werkstück gerichteten Strahl-Randabschnitt eine höhere Intensität aufweist als in einem auf eine Position zwischen den beiden Werkstücken (z.B. auf den Stoß der beiden Werkstücke) gerichteten Strahl-Zentralabschnitt. Gemäß dieser Ausführung wird die räumliche Variation des Energieeintrags durch räumliche Variation der auf den Überlappstoß auftreffenden Lichtintensität bei gleicher Verweildauer erzielt. Die Strahl-Randabschnitte und der Strahl-Zentralabschnitt können z.B. jeweils durch einen Teilstrahl gegeben sein. According to one embodiment, the spatial variation of the energy input takes place by using a laser beam with a spatially varying (and temporally constant) beam intensity along the laser beam cross section; the laser beam being e.g. in a beam edge portion directed to the first workpiece and in a beam edge portion directed to the second workpiece has a higher intensity than in a beam center portion directed to a position between the two workpieces (e.g., the joint of the two workpieces). According to this embodiment, the spatial variation of the energy input is achieved by spatial variation of the incident on the lap joint light intensity at the same residence time. The beam edge portions and the beam center portion may be e.g. be given by a partial beam.
Zum Beispiel kann der Laserstrahl als ein Laserstrahl mit zwei lokalen Intensitätsmaxima ausgebildet sein, wobei das eine Intensitätsmaximum auf das erste Werkstück gerichtet wird und das zweite Intensitätsmaximum auf das zweite Werkstück gerichtet wird, sodass zwischen den beiden Werkstücken bzw. am Stoß der beiden Werkstücke eine geringere Intensität vorliegt als am Auftreffpunkt des jeweiligen Intensitätsmaximums auf den Werkstücken. Ein Laserstrahl mit einer solchen Intensitätsverteilung kann z.B. mittels einer Bifokaloptik erzeugt werden. For example, the laser beam may be formed as a laser beam with two local intensity maxima, wherein the one intensity maximum is directed to the first workpiece and the second intensity maximum is directed to the second workpiece, so that between the two workpieces or at the joint of the two workpieces a smaller Intensity is present as at the point of impact of the respective intensity maximum on the workpieces. A laser beam having such an intensity distribution may be e.g. be generated by means of a bifocal optics.
Gemäß einer weiteren Ausführung erfolgt die räumliche Variation des Energieeintrags, indem der Laserstrahl bzw. die Auftreffposition des Laserstrahls auf dem Überlappstoß derart bezüglich der quer zu dem Überlappstoß verlaufenden Querrichtung oszillierend hin und her bewegt wird, dass die die kumulierte Verweildauer des Laserstrahls (und somit der kumulierte Energieeintrag) an den werkstückseitigen Randbereichen der Fügestelle größer ist als die kumulierte Verweildauer des Laserstrahls in einem zwischen diesen Randbereichen angeordneten Zentralbereich (insbesondere an der Position des Stoßes der beiden Werkstücke). Gemäß dieser Ausführung oszilliert der Laserstrahl somit zwischen den beiden Werkstücken, wobei die räumliche Variation des Energieeintrags durch eine Variation der Verweildauern des Laserstrahls an den jeweiligen Auftreffpositionen bei z.B. gleich bleibender Strahlintensität an jeder dieser Auftreffpositionen realisiert wird. Die Fügestelle wird somit z.B. durch synchronisierte Verlagerung der Fokusposition an den Werkstücken mit angepassten Einschweißtiefen und somit einer angepassten Nahtwurzelform ausgebildet. Gemäß dieser Ausführung kann das Verfahren z.B. durch Einstellen der Oszillationsamplitude an variierende Spaltdicken, Blechdicken, Materialien und/oder Beschichtungen angepasst werden. According to a further embodiment, the spatial variation of the energy input by the laser beam or the impact position of the laser beam on the lap is so oscillated back and forth with respect to the transversely to the lap joint extending transverse direction that the cumulative residence time of the laser beam (and thus the cumulative energy input) at the workpiece-side edge regions of the joint is greater than the cumulative residence time of the laser beam in a central region arranged between these edge regions (in particular at the position of the joint of the two workpieces). According to this embodiment, the laser beam thus oscillates between the two workpieces, wherein the spatial variation of the energy input by a variation of the residence time of the laser beam at the respective impact positions at e.g. constant beam intensity is realized at each of these impact positions. The joint is thus e.g. formed by synchronized displacement of the focus position on the workpieces with adapted Einschweißtiefen and thus an adapted Nahtwurzelform. According to this embodiment, the method may e.g. be adjusted by adjusting the oscillation amplitude to varying gap thicknesses, sheet thicknesses, materials and / or coatings.
Der Laserstrahl kann z.B. mittels einer dafür vorgesehenen Strahlablenkeinrichtung bezüglich der Querrichtung des Überlappstoßes (d.h. senkrecht zur Trennebene des Überlappstoßes) ausgelenkt bzw. bewegt werden; wobei die Oszillation des Laserstrahls entlang der Querrichtung derart schnell erfolgen kann, dass eine quasisimultane Intensitätsverteilung an den Werkstücken erzeugt wird. Die Oszillation der Laserstrahl-Auftreffposition kann z.B. mittels eines galvanometrisch oder piezoelektrisch angetriebenen Scannerspiegels, mittels rotierender Prismen oder taumelnder Linsen realisiert werden. Die Oszillation kann z.B. mit einer sinusförmigen bzw. harmonischen Auslenkcharakteristik erfolgen, wobei der Laserstrahl an den Umkehrpositionen der Schwingungsauslenkung eine größere Verweildauer aufweist und somit an diesen Stellen ein höherer Energieeintrag erfolgt als zwischen den Umkehrpositionen (z.B. an der Position des Nulldurchgangs der Schwingungsauslenkung mittig zwischen den beiderseitigen Umkehrpunkten). The laser beam may e.g. be deflected by means of a dedicated beam deflector with respect to the transverse direction of the lap joint (i.e., perpendicular to the parting plane of the lap lap); wherein the oscillation of the laser beam along the transverse direction can take place so rapidly that a quasi-simultaneous intensity distribution is produced on the workpieces. The oscillation of the laser beam impact position may be e.g. be realized by means of a galvanometrisch or piezoelectrically driven scanner mirror, by means of rotating prisms or tumbling lenses. The oscillation may e.g. with a sinusoidal or harmonic Auslenkcharakteristik, wherein the laser beam at the reversal positions of the oscillation deflection has a longer residence time and thus at these points, a higher energy input occurs as between the reversal positions (for example, at the position of the zero crossing of the oscillation deflection center between the mutual reversal points).
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Oszillation der Laserstrahl-Auftreffposition mit einer nicht harmonischen Schwingungscharakteristik erfolgt. Allgemein kann die Verweildauer des Laserstrahls an den unterschiedlichen Positionen der Fügestelle beliebig gezielt vorgegeben werden, wobei die resultierenden Energieeinträge bezüglich des lateralen Schnitts auch ungleichmäßig bzw. unsymmetrisch verteilt sein können; dies ist besonders vorteilhaft, wenn der Überlappstoß nicht symmetrisch ausgebildet ist (z.B. beim einseitigen Bördelstoß). Zum Beispiel kann die Oszillation der Laserstrahl-Auftreffposition gemäß einem Rechteckschwingprofil mit asymmetrischen Verweildauern an den beiderseitigen Umkehrpositionen erfolgen. However, it can also be provided that the oscillation of the laser beam impact position with a non-harmonic oscillation characteristic takes place. In general, the residence time of the laser beam at the different positions of the joint can be arbitrarily specified, wherein the resulting energy inputs with respect to the lateral section can also be distributed unevenly or asymmetrically; This is particularly advantageous if the lap joint is not symmetrical (for example, the one-sided crimping impact). For example, the oscillation of the laser beam incidence position may be performed in accordance with a squared vibration profile with asymmetrical dwell times at the mutual inversion positions.
Alternativ oder zusätzlich kann die räumliche Variation des Energieeintrags erfolgen (oder unterstützt werden), indem der Laserstrahl bzw. die Auftreffposition des Laserstrahls auf dem Überlappstoß bezüglich der quer zu dem Überlappstoß verlaufenden Querrichtung oszillierend hin und her bewegt wird und der Laserstrahl mit einer zu der Oszillation der Laserstrahl-Auftreffposition synchronen Leistungsmodulation ausgebildet wird; wobei die Leistung bzw. Intensität des Laserstrahls derart zeitlich variiert wird, dass bei Positionierung der Laserstrahlauftreff-Position an den werkstückseitigen Randbereichen der Schweißstelle (d.h. im Bereich der Umkehrpositionen bzw. der maximalen Auslenkung des Laserstrahls) der Laserstrahl eine höhere Leistung bzw. Intensität aufweist als bei Positionierung der Laserstrahl-Auftreffposition an einem zwischen den beiderseitigen Randbereichen angeordneten Zentralbereich der Schweißstelle (z.B. am Stoß der beiden Werkstücke). Insbesondere kann vorgesehen sein, eine derartige Leistungsmodulation unterstützend zusätzlich zu der oben erläuterten Verweildauer-Modulation anzuwenden, wobei in den Randbereichen der Fügestelle sowohl eine größere Verweildauer als auch eine größere Laserstrahlleistung vorliegen als in dem Zentralbereich. Alternatively or additionally, the spatial variation of the energy input can take place (or be assisted) by oscillating the laser beam or the impact position of the laser beam on the lap joint with respect to the transverse direction transverse to the lap joint and the laser beam with one to the oscillation the laser beam impact position synchronous power modulation is formed; wherein the power or intensity of the laser beam is varied in time so that when positioning the laser beam incident position on the workpiece side edge regions of the weld (ie in the range of the reversal positions or the maximum deflection of the laser beam), the laser beam has a higher power or intensity than in positioning the laser beam impact position on a central region of the weld location arranged between the mutual edge regions (eg at the joint of the two workpieces). In particular, it may be provided to support such a power modulation in addition to the above-described dwell modulation, wherein in the edge regions of the joint both a longer dwell time and a larger laser beam power are present as in the central area.
Zusätzlich zu der variablen Auslenkung des Laserstrahls bezüglich der Querrichtung kann vorgesehen sein, dass der Laserstrahl (z.B. mittels einer dafür vorgesehenen Strahlablenkungseinrichtung, etwa in Form eines angetrieben schwenkbaren Spiegels) – unabhängig von der Vorschubbewegung der Schweißposition – bezüglich der Vorschubrichtung variabel auslenkbar ist. Indem die Bewegung des Laserstrahls quer zu der Vorschubrichtung durch eine Bewegung des Laserstrahls bzw. der Laserstrahl-Auftreffposition parallel zu der Vorschubrichtung ergänzt wird, kann z.B. die Schmelzbaddynamik an der Schweißstelle beeinflusst werden oder die Nahtenden und Nahtanfänge geometrisch geformt werden. In addition to the variable deflection of the laser beam with respect to the transverse direction, it can be provided that the laser beam is variably deflectable with respect to the feed direction (for example by means of a beam deflection device, for example in the form of a driven pivotable mirror) independently of the feed movement of the welding position. By supplementing the movement of the laser beam transversely to the feed direction by a movement of the laser beam or the laser beam impact position parallel to the feed direction, e.g. the weld pool dynamics are influenced at the weld or the seam ends and seam beginnings are geometrically shaped.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, mindestens eine Schweißnaht mittels entsprechender Strahlführung derart auszubilden, dass ein oder beide Endabschnitte der Schweißnaht in einer senkrecht zu der Trennebene des Überlappstoßes verlaufenden Schnittebene (z.B. an der Stirnfläche des Überlappstoßes) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Radius aufweisen, der mindestens so groß ist wie die Breite der Schweißnaht (entlang der Querrichtung) in dem zwischen den Endabschnitten angeordneten, die beiden Endabschnitte miteinander verbindenden Mittelabschnitt der Schweißnaht. D.h., eine solche Schweißnaht weist einen Mittelabschnitt mit einer vorgegebenen Nahtbreite und zwei beiderseitig an den Mittelabschnitt anschließende Endabschnitte auf, wobei zumindest einer der Endabschnitte in einer senkrecht zu der Stoßebene des Überlappstoßes verlaufenden Schnittebene einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Radius von mindestens der Nahtbreite des Mittelabschnitts aufweist, sodass die maximale Nahtbreite an dem Endabschnitt mindestens doppelt so groß ist wie die maximale Nahtbreite an dem Mittelabschnitt. According to one embodiment, it is provided to design at least one weld by means of a corresponding beam guide in such a way that one or both end sections of the weld have a circular cross section with a radius at least in a sectional plane perpendicular to the parting plane of the lap joint (eg at the end face of the lap joint) is as large as the width of the weld (along the transverse direction) in the arranged between the end portions, the two end portions interconnecting central portion of the weld. That is, such a weld has a central portion having a predetermined seam width and two end portions adjoining each other at the central portion, wherein at least one of the end portions has a circular cross section with a radius of at least the seam width of the central portion in a sectional plane perpendicular to the butting plane of the lap such that the maximum seam width at the end portion is at least twice the maximum seam width at the middle portion.
Durch eine derartige Ausformung der Einstichstelle und/oder des Nahtendes mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem großen Radius (und einer entsprechend geringen Krümmung) und die damit einhergehende Vermeidung von Naht- bzw. Randkerben in diesem Abschnitt kann die Rissanfälligkeit einer entsprechend ausgebildeten Schweißnaht zusätzlich erheblich gesenkt werden. Besonders bei Ausbildung der Schweißnaht als Steppnaht mit mehreren aufeinanderfolgenden einzelnen Stepps (d.h. kurzen Schweißnähten bzw. Schweißnahtabschnitten) ist diese Gestaltung vorteilhaft, da sich die Anrissenergie pro Stepp signifikant erhöht. Definitionsgemäß beträgt bei einem Stepp das Verhältnis von Nahtbreite zu Nahtlänge zwischen 1/5 und 1/100. By such a formation of the puncture site and / or the seam end with a circular cross-section with a large radius (and a correspondingly small curvature) and the concomitant avoidance of seam or edge notches in this section, the susceptibility to cracking of a suitably formed weld can be significantly reduced become. Particularly when the weld is formed as a stitched seam with a plurality of successive individual stitches (i.e., short weld seams or weld seam sections), this design is advantageous because the cracking energy per stitch increases significantly. By definition, in a stitch, the ratio of seam width to seam length is between 1/5 and 1/100.
Mittels einer dynamischen Strahlbeeinflussung unter Bewegung des Laserstrahls bezüglich der Querrichtung und/oder der Vorschubrichtung kann zudem der Aufmischungsgrad artgleicher und artfremder Grundwerkstoffe metallurgisch positiv beeinflusst werden; wobei z.B. wichtige Parameter wie Härte, Porenbildung, Heißriss- und Korrosionsempfindlichkeit gezielt beeinflusst werden können. By means of a dynamic influencing of the beam with movement of the laser beam with respect to the transverse direction and / or the feed direction, the degree of blending of artificially similar and foreign base materials can also be positively influenced metallurgically; whereby e.g. important parameters such as hardness, pore formation, hot crack and corrosion sensitivity can be specifically influenced.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren veranschaulicht, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind; hierbei zeigen schematisch: The invention will now be illustrated by means of embodiments with reference to the figures, wherein the same or similar features are provided with the same reference numerals; Here are shown schematically:
Die
Der Bördel
Gemäß den Figuren verlaufen die Stoßebene und die Trennebene des Überlappstoßes
Gemäß den
Die beiden Werkstücke
Das Einschweißen erfolgt derart, dass die (maximale) Einschweißtiefe im Querschnitt der Schweißnaht
Der Bifokalstrahl
Aufgrund des resultierenden Querschnittsprofils der Schweißnaht
Indem der Laserstrahl bei Auftreffen an den Randbereichen der Schweißung sowohl eine höhere Verweildauer als auch eine höhere Leistung aufweist als bei Auftreffen an dem Zentralbereich der Schweißung, wird der mittels des Laserstrahls
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- erstes Werkstück / erstes Blechteil first workpiece / first sheet metal part
- 3 3
- zweites Werkstück / zweites Blechteil second workpiece / second sheet metal part
- 5 5
- Bördel des ersten Werkstücks Flare of the first workpiece
- 7 7
- Flachabschnitt des zweiten Werkstücks Flat section of the second workpiece
- 9 9
- Überlappstoßlap
- 11 11
- Stirnfläche des Überlappstoßes Face of the lap joint
- 13 13
- Spalt / StoßGap / bump
- 15 15
- Laserstrahl mit gaußförmigem Intensitätsprofil Laser beam with Gaussian intensity profile
- 17 17
- Schweißnaht Weld
- 19 19
- Kerbe score
- 21 21
- Laserstrahl mit zwei lokalen Intensitätsmaxima / Bifokalstrahl Laser beam with two local intensity maxima / bifocal beam
- 23 23
- oszillierender Laserstrahl oscillating laser beam
- 25 25
- Ablenkeinrichtung / schwenkbarer Spiegel Deflection device / swiveling mirror
- R1, R2 R 1 , R 2
- werkstückseitige Randbereiche der Schweißung Workpiece-side edge areas of the weld
- Z Z
- Zentralbereich der Schweißung Central area of the weld
- R R
- Kreisradius des Schweißnaht-Endabschnitts Circle radius of the weld end section
- B B
- Breite des Schweißnaht-Mittelabschnitts Width of the weld center section
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---|---|
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014221258A1 (en) | 2014-10-20 | 2016-04-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method of welding a lap joint on sheet metal parts by welding in at the front |
WO2016150457A1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | Electrolux Appliances Aktiebolag | Oven muffle for a domestic oven |
WO2016169791A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for laser welding the end faces of the joints of two connecting flanges held in an adjoining manner |
EP3299112A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-28 | Etxe-Tar, S.A. | Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatedly in two dimensions |
DE102017105900A1 (en) | 2017-03-20 | 2018-09-20 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for end-side laser welding |
US10377050B2 (en) | 2015-05-19 | 2019-08-13 | Koninklijke Philips N.V. | Manufacturing method for a stationary blade and stationary blade |
CN113798675A (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-17 | 株式会社达谊恒 | Laser-arc hybrid welding device |
DE102021107058A1 (en) | 2021-03-22 | 2022-09-22 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Laser welding process |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004298964A (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-28 | Nippon Steel Corp | EDGE JOINT OF Sn- OR Pb-BASED GALVANIZED STEEL SHEET AND ITS LASER WELDING METHOD |
JP2005199287A (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Toyota Motor Corp | Weld bead structure and welding method |
DE102006030060A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Volkswagen Ag | Method for frontal welding of sheets |
WO2011147891A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Scansonic Mi Gmbh | Method and device for laser-joining sheet metal parts |
DE102011077689A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Robert Bosch Gmbh | Housing assembly and method for making a connection of a housing component with an attachment |
-
2013
- 2013-07-09 DE DE201310107228 patent/DE102013107228B3/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004298964A (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-28 | Nippon Steel Corp | EDGE JOINT OF Sn- OR Pb-BASED GALVANIZED STEEL SHEET AND ITS LASER WELDING METHOD |
JP2005199287A (en) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Toyota Motor Corp | Weld bead structure and welding method |
DE102006030060A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Volkswagen Ag | Method for frontal welding of sheets |
WO2011147891A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Scansonic Mi Gmbh | Method and device for laser-joining sheet metal parts |
DE102011077689A1 (en) * | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Robert Bosch Gmbh | Housing assembly and method for making a connection of a housing component with an attachment |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014221258A1 (en) | 2014-10-20 | 2016-04-21 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method of welding a lap joint on sheet metal parts by welding in at the front |
WO2016150457A1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | Electrolux Appliances Aktiebolag | Oven muffle for a domestic oven |
WO2016169791A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for laser welding the end faces of the joints of two connecting flanges held in an adjoining manner |
DE102015106339A1 (en) | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for the frontal laser welding of the joints of two adjoining joint flanges |
DE102015106339B4 (en) | 2015-04-24 | 2017-02-23 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for the frontal laser welding of the joints of two adjoining joint flanges |
US11969825B2 (en) | 2015-04-24 | 2024-04-30 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for laser welding the end faces of the joints of two connecting flanges held in an adjoining manner |
US10377050B2 (en) | 2015-05-19 | 2019-08-13 | Koninklijke Philips N.V. | Manufacturing method for a stationary blade and stationary blade |
US11173620B2 (en) | 2015-05-19 | 2021-11-16 | Koninklijke Philips N.V. | Manufacturing method for a stationary blade and stationary blade |
US11491577B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-11-08 | Etxe-Tar, S.A. | Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatively in two dimensions |
EP3299112A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-28 | Etxe-Tar, S.A. | Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatedly in two dimensions |
WO2018054850A1 (en) | 2016-09-21 | 2018-03-29 | Etxe-Tar, S.A. | Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatively in two dimensions |
EP3907034A1 (en) | 2016-09-21 | 2021-11-10 | Etxe-Tar, S.A. | Method of and system for welding using an energy beam scanned repeatively in two dimensions |
WO2018172254A1 (en) | 2017-03-20 | 2018-09-27 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for laser welding end faces |
US11358238B2 (en) | 2017-03-20 | 2022-06-14 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for laser welding end faces |
DE102017105900A1 (en) | 2017-03-20 | 2018-09-20 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Method for end-side laser welding |
CN113798675A (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-17 | 株式会社达谊恒 | Laser-arc hybrid welding device |
DE102021107058A1 (en) | 2021-03-22 | 2022-09-22 | Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh | Laser welding process |
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