DE102013215421A1

DE102013215421A1 - Method of producing a weld and component

Info

Publication number: DE102013215421A1
Application number: DE102013215421.6A
Authority: DE
Inventors: Jens Theis; Mario Matic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2013-08-06
Publication date: 2015-03-05
Also published as: WO2015018551A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Schweißnaht (10), bei der ein mittels einer Laserstrahleinrichtung (100) erzeugter Laserstrahl (101) das Material wenigstens eines Werkstücks (1, 2) auf einem Teilbereich des wenigstens einen Werkstücks (1, 2) innerhalb eines Schmelzbades (15) bis zu einem Schmelzgrund (16) auf eine Schmelztemperatur erwärmt, wobei das aufgeschmolzene Material nach der Einwirkung des Laserstrahls (101) in einer nachfolgenden Abkühlphase vom Randbereich des Schmelzbads (15) zum Werkstück (1, 2) in Richtung zur Schmelzbadmitte (20) hin erstarrt.The invention relates to a method for producing a weld seam (10), in which a laser beam (101) generated by means of a laser beam device (100) on at least one workpiece (1, 2) on a portion of the at least one workpiece (1, 2) within a molten bath (15) heated to a melting point (16) to a melting temperature, wherein the molten material after the action of the laser beam (101) in a subsequent cooling phase from the edge region of the molten bath (15) to the workpiece (1, 2) in the direction Melt bath center (20) solidified.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Schweißnaht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Bauteil, das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde.The invention relates to a method for producing a weld according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a component which has been produced by means of the method according to the invention.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Praxis bereits bekannt. Es wird mittels einer Laserstrahleinrichtung durchgeführt, die einen Laserstrahl zum Verschweißen beispielsweise von zwei Bauteilen erzeugt, wobei die beiden Bauteile aus metallischem Material, insbesondere dem gleichem Material, bestehen. Dabei wird in einer Fügezone das Material wenigstens eines Bauteils auf einem Teilbereich seiner Tiefe bzw. Dicke aufgeschmolzen. Das so erzeugte Schmelzbad weist auf der dem Laserstrahl abgewandten Seite zum nicht verflüssigten Material einen gerundeten Schmelzgrund auf. Beim Erstarren des aufgeschmolzenen Materials erstarrt dieses von den das Schmelzbad begrenzenden Wänden des wenigstens einen Werkstücks zur Schmelzbadmitte hin, wo zuletzt noch die größten Temperaturen herrschen. In der Praxis hat es sich herausgestellt, dass beim Ausbilden derartiger Schweißnähte die Schweißnähte zu Heißrissen neigen, die die Festigkeit und damit Bauteilesicherheit beeinträchtigen. Diese Heißrisse gehen in der Praxis in etwa von der Mitte der Schweißnaht aus und reichen bis nahe des Schmelzgrunds, erreichen diesen jedoch nicht.A method according to the preamble of claim 1 is already known from practice. It is carried out by means of a laser beam device which generates a laser beam for welding, for example, two components, wherein the two components of metallic material, in particular the same material exist. In this case, in a joining zone, the material of at least one component is melted over a partial region of its depth or thickness. The molten bath thus produced has a rounded melting base on the side facing away from the laser beam to the non-liquefied material. Upon solidification of the molten material, this solidifies from the walls of the at least one workpiece delimiting the molten bath towards the center of the molten bath, where the greatest temperatures still prevail at the end. In practice, it has been found that when forming such welds the welds tend to hot cracks that affect the strength and thus component safety. In practice, these hot cracks extend approximately from the middle of the weld seam and reach close to the melting point, but do not reach it.

Zur Lösung des Problems der Heißrisse wurden schon verschiedene Lösungsansätze beschrieben. Zum einen ist es möglich, durch Änderung des Grundwerkstoffs für das wenigstens eine Werkstück ein bezüglich Heißrissen unkritischeres Material zu verwenden. Dies setzt jedoch voraus, dass der (geänderte) Grundwerkstoff für den jeweiligen Anwendungsfall anwendbar und beispielsweise auch aus Kostengründen vertretbar ist. Eine weitere bekannte Maßnahme betrifft die Zugabe von Zusatzwerkstoffen, die die Tendenz zu Heißrissen bei der Erstarrung der Schweißnaht reduzieren sollen. Eine derartige Zugabe von Zusatzwerkstoffen setzt jedoch eine relativ komplizierte Prozesstechnik voraus, die darüber hinaus auch überwacht bzw. protokolliert werden muss.To solve the problem of hot cracks various approaches have already been described. On the one hand, it is possible to use a material that is less critical with respect to hot cracks by changing the base material for the at least one workpiece. However, this presupposes that the (changed) base material is applicable for the respective application and, for example, also justified for cost reasons. Another known measure relates to the addition of filler materials, which should reduce the tendency to hot cracks in the solidification of the weld. However, such an addition of filler material requires a relatively complicated process technology, which must also be monitored or logged beyond.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung einer Schweißnaht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Tendenz zur Heißrissbildung ohne die angesprochenen zusätzlichen Maßnahmen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, reduziert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Erzeugung einer Schweißnaht mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass durch zeitlich nacheinander stattfindendes Überfahren desselben Bereichs des wenigstens einen Werkstücks durch den Laserstrahl jeweils ein Schmelzbad im Bereich der zuletzt erzeugten, bereits erstarrten Schweißnaht erzeugt wird, wobei die Tiefe des Schmelzbads gegenüber dem zuletzt erzeugten Schmelzbads der bereits erstarrten Schweißnaht reduziert wird, und wobei die Tiefe des Schmelzbads derart gewählt wird, dass das Schmelzbad bis in einen Bereich der unterhalb des jeweiligen Schmelzbads angeordneten, bereits erstarrten Schweißnaht reicht, in der keine Erstarrungslinie ausgebildet ist.Starting from the illustrated prior art, the invention has the object, a method for producing a weld according to the preamble of claim 1 such that the tendency for hot cracking without the mentioned additional measures, as known from the prior art, is reduced , This object is achieved in a method for producing a weld with the features of claim 1, characterized in that by temporally successively running over the same area of the at least one workpiece by the laser beam each a molten bath in the last generated, already solidified weld is generated, wherein the depth of the molten bath is reduced compared to the last-generated molten bath of the already solidified weld, and wherein the depth of the molten bath is selected such that the molten bath extends into a region of the already below the respective molten bath, already solidified weld in which no solidification line is trained.

Die Erfindung macht sich dabei die Beobachtung zunutze, dass Heißrisse üblicherweise nicht bis zum Schmelzgrund reichen. Dieses Verhalten lässt sich dadurch erklären, dass im Bereich des im Querschnitt üblicherweise gekrümmten bzw. mit einer Rundung versehenen Schmelzgrunds beim Erstarren des aufgeschmolzenen Materials das Erstarren der einzelnen Metallkristalle von der Wand des Schmelzbads in senkrechter Richtung zur Wand erfolgt. Durch die Rundung bzw. Krümmung im Bereich des Schmelzgrunds erfolgt das Erstarren des Materials, zumindest näherungsweise, zuletzt in einem Punkt, der in etwa im Bereich des Mittelpunkts eines Radius im Querschnitt des Schmelzbads im Schmelzgrund liegt. Im Gegensatz dazu findet das Erstarren oberhalb des Schmelzgrunds von den beiden Seiten der Wände des Schmelzbads in Richtung zur Schmelzbadmitte hin statt, wodurch das Material des Schmelzbads zuletzt in der Schmelzbadmitte in Form einer durchgehenden Linie erstarrt, die potentiell zu Heißrissen neigt. Durch das erfindungsgemäße mehrmalige Überfahren in der beanspruchten Art und Weise werden demgegenüber, bildlich gesprochen, eine Vielzahl von übereinander angeordneten Schweißnähten erzeugt, wobei nach dem Erstarren der jeweiligen Schweißnaht die einzelnen erstarrten Bereiche jeweils als erstarrter Schmelzgrund angesehen werden können, die aufgrund des angesprochenen Erstarrungsverhaltens nicht zu Heißrissen neigen. Ein derartiges, erfindungsgemäßes Verfahren setzt lediglich ein mehrmaliges Überfahren des Bereichs der Schweißnaht voraus, jedoch beispielsweise keine Zusatzstoffe. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass durch geeignete Parameter das jeweils zuletzt erzeugte Schmelzbad eine gegenüber dem zuvor erzeugten Schmelzbad reduzierte Tiefe aufweist. The invention makes use of the observation that hot cracks usually do not reach the melting point. This behavior can be explained by the solidification of the individual metal crystals from the wall of the molten bath in the direction perpendicular to the wall in the region of the melt base which is usually curved or rounded in cross-section when the molten material solidifies. As a result of the rounding or curvature in the area of the melt base, the material solidifies, at least approximately, last in a point which lies approximately in the region of the midpoint of a radius in the cross section of the melt pool in the melt base. In contrast, the solidification above the melting point takes place from the two sides of the walls of the molten bath towards the center of the molten bath, whereby the material of the molten bath finally solidifies in the middle of the molten bath in the form of a continuous line which is potentially prone to hot cracks. By repeated driving over in the claimed manner according to the invention, in contrast, a multiplicity of superimposed weld seams are produced, wherein after the solidification of the respective weld, the individual solidified areas can each be regarded as a solidified melt base, which is not due to the mentioned solidification behavior tend to crack. Such a method according to the invention requires only a repeated overrunning of the area of the weld, but for example no additives. It only has to be ensured that the respectively last-generated molten bath has a reduced depth compared to the molten bath produced by suitable parameters.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Advantageous developments of the method according to the invention are listed in the subclaims.

Zur Erzeugung des jeweils nächsten Schmelzbads mit der reduzierten Tiefe gibt es verschiedene Möglichkeiten. Im Rahmen der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei jedem Erzeugen eines neuen Schmelzbads die Leistung des Laserstrahls reduziert wird und/oder eine Vorschubgeschwindigkeit des Laserstrahls erhöht wird und/oder eine Einwirkdauer des Laserstrahls reduziert wird. Die angesprochenen Maßnahmen sorgen sowohl einzeln als auch in Kombination dafür, dass die eingebrachte Leistung in die Schmelzzone reduziert wird, sodass eine in der Tiefe reduzierte Schmelzzone erzeugbar ist.To create the next melting pool with the reduced depth, there are various possibilities. In the context of the invention, it is provided that the power of the laser beam is reduced and / or a feed rate of the laser beam is increased and / or an exposure time of the laser beam is reduced with each generation of a new molten bath. The measures mentioned, both individually and in combination, ensure that the introduced power is reduced to the melting zone, so that a melting zone reduced in depth can be generated.

Insbesondere umfasst das Verfahren ein Schmelzbad, bei dem der Schmelzgrund des jeweiligen Schmelzbads eine Rundung oder Krümmung mit einem Radius aufweist, wobei die Tiefe eines zeitlich nachfolgend erzeugten Schmelzbads der Tiefe des zuvor erzeugten Schmelzbads entspricht, reduziert maximal um den Radius. Durch diese Maßnahme ist insbesondere sichergestellt, dass in dem zuletzt erstarrten Bereich die Erstarrung des Materials des Schmelzbads in der Schmelzbadmitte nicht in Form der angesprochenen Erstarrungsline stattgefunden hat.In particular, the method comprises a molten bath in which the molten pool of the respective molten bath has a radius or radius of curvature, the depth of a molten pool produced in the following times corresponding to the depth of the molten bath previously produced, reduced by a maximum of the radius. By this measure it is particularly ensured that in the last solidified area, the solidification of the material of the molten bath in the center of the molten bath has not taken place in the form of the mentioned solidification line.

Oftmals neigen Bauteile, die eine Schweißnaht aufweisen, durch unterschiedlichen Wärmeeintrag bzw. Querschnitte zum Verzug. Um die Neigung des wenigstens einen Werkstücks zum Verzug zu vermeiden bzw. zu reduzieren, ist es in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Laserstrahl der Laserstrahleinrichtung derart zu dem wenigstens einen Werkstück ausgerichtet wird, dass bei jedem Überfahren zur Erzeugung eines neuen Schmelzbads ein Versatz des Laserstrahls zum zuletzt erzeugten Schmelzbad stattfindet. Dadurch ist es möglich, bei einem erneuten Überfahren des wenigstens einen Werkstücks einen zuletzt erzeugten Verzug in dem wenigstens einen Werkstück durch Erzeugung eines „Gegenverzuges“ zu egalisieren bzw. auszugleichen.Often components that have a weld tend by different heat input or cross-sections for delay. In order to avoid or reduce the inclination of the at least one workpiece for delay, it is provided in a particularly preferred embodiment of the invention that the laser beam of the laser beam device is aligned to the at least one workpiece such that each time it passes over to produce a new melt pool an offset of the laser beam takes place to the last-generated molten pool. This makes it possible to equalize or compensate for a last generated distortion in the at least one workpiece by generating a "counter-delay" in a renewed driving over the at least one workpiece.

In einer ersten Ausgestaltung des zuletzt angesprochenen Verfahrens mit einem Versatz wird vorgeschlagen, dass der Versatz als seitlicher Versatz im Bezug zur jeweils letzten Schweißbadmitte ausgebildet ist. Es kann jedoch zusätzlich oder alternativ auch vorgesehen sein, dass die Kontur der Schweißnaht geschlossen ausgebildet ist, und dass der Versatz ein Versatz entlang der Kontur der Schweißnaht ist.In a first embodiment of the last-mentioned method with an offset, it is proposed that the offset be designed as a lateral offset in relation to the respective last weld center. However, it may additionally or alternatively also be provided that the contour of the weld seam is formed closed, and that the offset is an offset along the contour of the weld seam.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugt bei einem dendritischen Erstarrungsverhalten des jeweiligen Schmelzbads Verwendung. Das dendritische Erstarrungsverhalten ist durch einen entsprechenden Temperaturgradienten sowie die Erstarrungsgeschwindigkeit beeinfluss- bzw. herstellbar.The inventive method is preferably used in a dendritic solidification behavior of the respective molten bath use. The dendritic solidification behavior can be influenced or produced by a corresponding temperature gradient and the solidification rate.

Die Erfindung umfasst auch ein Bauteil, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Bauteil aus Metall, in besonders bevorzugter Ausgestaltung bzw. Verwendung um ein Bauteil, das im Bereich der Schweißnaht zumindest annähernd rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Ein derartiger typischer Einsatzfall stellt beispielsweise die Fertigung von Gehäusen bei Kraftfahrzeuganwendungen, beispielsweise Gehäusen von Einspritzventilen oder Ähnlichem, dar.The invention also includes a component produced by a method according to the invention. This is in particular a component made of metal, in a particularly preferred embodiment or use of a component which is at least approximately rotationally symmetrical in the region of the weld. Such a typical application example, the manufacture of housings in automotive applications, such as housings of injectors or the like, is.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 in vereinfachter Darstellung eine Einrichtung zum Erzeugen einer Schweißnaht an zwei miteinander zu verbindenden Werkstücken und 1 in a simplified representation of a device for producing a weld on two workpieces to be joined together and

2 bis 5 jeweils den Bereich der Schweißnaht bei den Bauteilen gemäß 1 in einem Längsschnitt 2 to 5 in each case the area of the weld seam according to the components 1 in a longitudinal section

Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist eine Anordnung zur Erzeugung einer Schweißnaht 10 im Verbindungsbereich zweier, aus gleichem metallischem Material bestehenden Werkstücke 1, 2 dargestellt. Die Werkstücke 1, 2 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch ausgebildet und weisen im Bereich der Schweißnaht 10 den gleichen Durchmesser auf. Hierbei stoßen die beiden Werkstücke 1, 2 an einem jeweiligen stirnseitigen Ende, eine Schweißnahtebene 11 ausbildend, aneinander an. Die Schweißnaht 10, die lediglich über einen Teilbereich der Tiefe bzw. Dicke der Werkstücke 1, 2 ausgebildet ist, wird mittels einer Laserstrahleinrichtung 100 erzeugt, die einen vorzugsweise kontinuierlichen, alternativ einen gepulsten Laserstrahl 101 erzeugt, wobei der Laserstrahl 101 im dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Schweißnaht 10 senkrecht auf die Oberfläche der Werkstücke 1, 2 trifft. Zwischen dem Laserstrahl 101 und den Werkstücken 1, 2 findet im Bereich der Schweißnaht 10 eine Relativbewegung statt, indem beispielsweise die beiden Werkstücke 1, 2 um deren gemeinsame Längsachse 12 in Richtung des Pfeils 13 mittels einer nicht dargestellten Einrichtung gedreht werden. Alternativ hierzu ist es selbstverständlich auch denkbar, die beiden Werkstücke 1, 2 starr anzuordnen bzw. einzuspannen und durch eine entsprechende optische Einrichtung für eine Bewegung des Laserstrahls 101 entlang der Bauteileoberflächen bzw. der Schweißnaht 10 zu sorgen.In the 1 is an arrangement for producing a weld 10 in the connection region of two, consisting of the same metallic material workpieces 1 . 2 shown. The workpieces 1 . 2 are rotationally symmetrical in the illustrated embodiment and have in the region of the weld 10 the same diameter. This is where the two workpieces collide 1 . 2 at a respective front end, a weld plane 11 training, contiguous. The weld 10 that only over a partial area of the depth or thickness of the workpieces 1 . 2 is formed is by means of a laser beam device 100 generates a preferably continuous, alternatively a pulsed laser beam 101 generated, the laser beam 101 in the illustrated embodiment in the region of the weld 10 perpendicular to the surface of the workpieces 1 . 2 meets. Between the laser beam 101 and the workpieces 1 . 2 takes place in the area of the weld 10 a relative movement instead, for example, by the two workpieces 1 . 2 around their common longitudinal axis 12 in the direction of the arrow 13 be rotated by means not shown. Alternatively, it is of course also conceivable, the two workpieces 1 . 2 to be rigidly mounted and clamped by a corresponding optical device for movement of the laser beam 101 along the component surfaces or the weld 10 to care.

Das Erzeugen der Schweißnaht 10 erfolgt erfindungsgemäß durch Ausbilden und Erstarren einer Vielzahl von zumindest im Wesentlichen fluchtend zur Schweißebene 11 übereinander angeordneter Schweißnähte 10a bis 10d, wobei die Schweißnähte 10a bis 10d zeitlich nacheinander erzeugt werden, und wobei die jeweils zeitlich nachfolgende Schweißnaht 10b bis 10d dann erzeugt wird, wenn die zeitlich zuvor erzeugte Schweißnaht 10a bis 10c zumindest im Wesentlichen vollständig erstarrt ist. Creating the weld 10 takes place according to the invention by forming and solidifying a plurality of at least substantially aligned with the welding plane 11 one above the other arranged welds 10a to 10d , where the welds 10a to 10d be generated successively in time, and wherein the respective time subsequent weld 10b to 10d is then generated when the time previously generated weld 10a to 10c at least substantially completely solidified.

In der 2 ist erkennbar, dass nach Aktivierung der Laserstrahleinrichtung 100 mittels des Laserstrahls 101 ein erstes Schmelzbad 15a erzeugt wurde, das im Querschnitt einen in etwa gerundet bzw. mit einem Radius r ausgestatteten Schmelzgrund 16 aufweist. An den Schmelzgrund 16 schließt sich ein im Querschnitt in etwa rechteckförmiger Bereich 17 an, der auf der dem Schmelzgrund 16 gegenüberliegenden Seite in einen sich erweiternden Bereich 18 übergeht. Nachdem das erste Schmelzbad 15a erzeugt wurde, wird die Laserstrahleinrichtung 100 abgeschaltet, damit das Material des Schmelzbads 15a erstarrt. Das Erstarren des Materials des Schmelzbads 15a erfolgt von dem (nicht aufgeschmolzenen) Rand des Schmelzbads 15a in Richtung zur Schmelzbadmitte hin, was durch die Pfeile 19 verdeutlicht sein soll. Hierbei sind die Pfeile 19 jeweils senkrecht zu der Begrenzung bzw. zum Rand des Schmelzbads 15a ausgerichtet. Insbesondere erkennt man, dass im Bereich des Schmelzgrunds 16 das Material des Schmelzbads 15a zuletzt in einem gemeinsamen Erstarrungspunkt 21 erstarrt. Das in den Bereichen 17, 18 erstarrte Material bildet demgegenüber eine Vielzahl von Erstarrungspunkten aus, die sich in Form einer durchgehenden Erstarrungslinie 22 formieren. Die Erstarrungslinie 22, die sich in etwa in der Schweißnahtebene 11 befindet, schließt sich an den Erstarrungspunkt 21 an. Diese Erstarrungslinie 22 stellt einen potentiellen Ausgangspunkt für Heißrisse dar.In the 2 it can be seen that after activation of the laser beam device 100 by means of the laser beam 101 a first molten bath 15a was generated, which in cross-section approximately rounded or equipped with a radius r Schmelzgrund 16 having. To the melting ground 16 closes in cross section in approximately rectangular area 17 on the on the melting ground 16 opposite side into a widening area 18 passes. After the first melt 15a has been generated, the laser beam device 100 shut off, so that the material of the molten bath 15a stiffens. The solidification of the material of the molten bath 15a takes place from the (not melted) edge of the molten bath 15a towards the center of the melt, which is indicated by the arrows 19 should be clarified. Here are the arrows 19 each perpendicular to the boundary or to the edge of the molten bath 15a aligned. In particular one recognizes that in the area of the Schmelzgrunds 16 the material of the molten bath 15a last in a common freezing point 21 stiffens. That in the fields 17 . 18 On the other hand, solidified material forms a multiplicity of solidification points which are in the form of a continuous solidification line 22 form. The solidification line 22 , which is approximately at the weld level 11 is located, joins the freezing point 21 at. This solidification line 22 represents a potential starting point for hot cracks.

Nachdem das Material des Schmelzbads 15a, das eine Tiefe t₁ aufweist, im Wesentlichen vollständig erstarrt ist, wird entsprechend der Darstellung der 3 der Laserstrahl 101 nochmals in den gleichen Bereich des zuletzt bzw. zuerst erzeugten Schmelzbads 15a eingeleitet. Wesentlich dabei ist, dass durch eine Variation der Parameter der Laserstrahleinrichtung 100 das beim zweiten Überfahren des Schmelzbads 15a bzw. der Schweißnaht 10a erzeugte Schmelzbad 15b eine Tiefe t₂ aufweist, die geringer ist als die Schmelzbadtiefe t₁. Insbesondere ist die Schmelzbadtiefe t₂ etwas größer als die Schmelzbadtiefe t₁, reduziert um den Radius r. Dadurch wird das Material der Schweißnaht 10a in Höhe des Erstarrungspunkts 21 und der Erstarrungslinie 22 vollständig aufgeschmolzen. Nach Erzeugen des zweiten Schmelzbads 15b und Abschalten der Laserstrahleinrichtung 100 erfolgt wiederum das Erstarren des Schmelzbads 15b zur Erzeugung der Schweißnaht 10b. Hierbei bilden sich ein neuer Erstarrungspunkt 21a und eine Erstarrungslinie 22a aus. After the material of the molten bath 15a , which has a depth t ₁ , is substantially completely solidified, as shown in FIG 3 the laser beam 101 again in the same area of the last or first generated molten bath 15a initiated. It is essential that by a variation of the parameters of the laser beam device 100 the second time you drive over the molten bath 15a or the weld 10a generated molten bath 15b has a depth t ₂ , which is less than the melt bath depth t ₁ . In particular, the melt bath depth t _{2 is} slightly larger than the melt bath depth t ₁ , reduced by the radius r. This will make the material of the weld 10a at the level of the freezing point 21 and the solidification line 22 completely melted. After generating the second molten bath 15b and switching off the laser beam device 100 in turn, the solidification of the molten bath 15b for producing the weld 10b , This forms a new freezing point 21a and a solidification line 22a out.

Anschließend erfolgt ein Überfahren der zuletzt erzeugten Schweißnaht 10b, wobei wiederum die Leistung der Laserstrahleinrichtung 100 reduziert wird bzw. die Parameter derart angepasst werden, dass die Tiefe t₃ des nunmehr erzeugten Schmelzbads 15c geringer ist als die zuletzt erzeugte Schmelzbadtiefe t₂ des zuletzt erzeugten Schmelzbads 15b. Hierbei gilt die Beziehung, dass die Schmelzbadtiefe t₃ etwas größer ist als die Schmelzbadtiefe t₂, reduziert um den Radius r. Die Erstarrungsrichtung des Materials des Schmelzbads 15c ist durch die Pfeile 24 gekennzeichnet. Es bilden sich ein neuer Erstarrungspunkt 21b und eine Erstarrungslinie 22b aus. Subsequently, a crossing of the last generated weld occurs 10b , in turn, the power of the laser beam device 100 is reduced or the parameters are adjusted such that the depth t _{3 of} the now generated molten bath 15c is less than the last-generated melt bath depth t _{2 of} the last-generated melt pool 15b , Here, the relationship holds that the melt bath depth t _{3 is} slightly larger than the melt bath depth t ₂ , reduced by the radius r. The solidification direction of the material of the molten bath 15c is through the arrows 24 characterized. A new freezing point is formed 21b and a solidification line 22b out.

Zuletzt findet die Erzeugung eines vierten Schmelzbads 15d durch nochmaliges Überfahren der zuletzt erzeugten Schweißnaht 10c statt. Auch hier wiederholen sich die Vorgänge wie oben beschrieben, wobei es wesentlich ist, dass bei dem nunmehr anschließenden Erstarrungsvorgang des Schmelzbads 15d entsprechend der Pfeile 25 keine Risslinie 22 mehr gebildet wird. Somit ist nach dem Erstarren des Schmelzbads 15d, bei der sich die Schweißnaht 10d ausbildet, die so erzeugte Schweißnaht 10, gebildet aus den einzelnen, übereinander angeordneten Schweißnähten 10a bis 10d, vollständig frei von zur Heißrissneigung neigenden Bereichen bzw. Erstarrungslinien 22, 22a, 22b.Finally, the production of a fourth molten bath takes place 15d by again crossing the last produced weld 10c instead of. Again, the processes are repeated as described above, wherein it is essential that in the now subsequent solidification process of the molten bath 15d according to the arrows 25 no tear line 22 more is formed. Thus, after the solidification of the molten bath 15d in which the weld seam 10d forms, the weld produced in this way 10 , formed from the individual, superimposed welds 10a to 10d , completely free from hot cracking prone areas or solidification lines 22 . 22a . 22b ,

Das soweit beschriebene Verfahren zur Erzeugung einer Schweißnaht 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann es insbesondere vorgesehen sein, dass beim Erzeugen der jeweils nächsten bzw. nachfolgenden Schweißnaht 10b bis 10d die jeweilige Schweißnaht 10b bis 10d um einen seitlichen Versatz in Bezug zur zuletzt erzeugten Schweißnaht 10a bis 10c angeordnet wird. Der Versatz findet dabei entweder durch einen Versatz senkrecht zur Ebene der Schweißebene 11 statt oder/und dadurch, dass entsprechend der Darstellung der 1 ein Versatz in Umfangsrichtung der jeweiligen Schweißnaht 10b bis 10d stattfindet. Auch kann es vorgesehen sein, dass lediglich einzelne Schweißnähte 10a bis 10a oder Teilbereiche der einzelnen Schweißnähte 10a bis 10d frei von Risslinien 22, 22a, 22b sind. Auch in einem derartigen Fall wird die Neigung zu (durchgehenden) Heißrissen in den Bauteilen 1, 2 verringert. Auch hängt die Gesamtanzahl der Schweißbäder 15a bis 15d von der Geometrie des Werkstücks 1, 2 bzw. dessen Dicke ab. Die in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildete Anzahl von vier Schweißbädern 15a bis 15d ist daher lediglich exemplarisch. The process described so far for the production of a weld 10 can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. Thus, it can be provided in particular that when generating the respective next or subsequent weld seam 10b to 10d the respective weld 10b to 10d a lateral offset in relation to the last generated weld 10a to 10c is arranged. The offset takes place either by an offset perpendicular to the plane of the welding plane 11 instead of or / and in that according to the representation of the 1 an offset in the circumferential direction of the respective weld 10b to 10d takes place. It may also be provided that only individual welds 10a to 10a or partial areas of the individual welds 10a to 10d free of cracks 22 . 22a . 22b are. Even in such a case, the tendency for (continuous) hot cracks in the components 1 . 2 reduced. Also, the total number of weld pools depends 15a to 15d from the geometry of the workpiece 1 . 2 or its thickness. The number of four weld pools formed in the embodiment described above 15a to 15d is therefore only an example.

Claims

Method for producing a weld seam ( 10 ), in which a by means of a laser beam device ( 100 ) generated laser beam ( 101 ) the material of at least one workpiece ( 1 . 2 ) on a portion of the at least one workpiece ( 1 . 2 ) within a molten bath ( 15 ) to a melting point ( 16 ) is heated to a melting temperature, wherein the molten material after the action of the laser beam ( 101 ) in a subsequent cooling phase from the edge region of the molten bath ( 15 ) to the workpiece ( 1 . 2 ) towards the melt center ( 20 ) solidified, characterized in that by temporally successively taking place over the same area of the at least one workpiece ( 1 . 2 ) by the laser beam ( 101 ) each a molten bath ( 15b to 15d ) in the region of the last generated, already solidified weld ( 15a to 15c ), wherein the depth (t ₁ to t ₃ ) of the molten bath ( 15b to 15d ) compared to the last-generated molten bath ( 15a to 15c ) of the already solidified weld ( 15a to 15c ), and wherein the depth (t ₁ to t ₃ ) of the molten bath ( 15b to 15d ) is selected such that the molten bath ( 15b to 15d ) into an area below the respective molten bath ( 15a to 15d ), already solidified weld ( 10a to 10c ), in which no solidification line ( 22 . 22a . 22b ) is trained.

Method according to claim 1, characterized in that each time a new molten bath ( 15b to 15d ) the power of the laser beam ( 101 ) is reduced and / or a feed rate of the laser beam ( 101 ) is increased and / or an exposure time of the laser beam ( 101 ) is reduced.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the melt base ( 16 ) of the respective molten bath ( 15a to 15d ) has a rounding or curvature with a radius (r), and that depth (t ₁ to t ₃ ) of a melt bath subsequently produced ( 15b to 15d ) of the depth (t ₁ to t ₃ ) of the previously produced molten bath ( 15a to 15c ), maximum reduced by the radius (r).

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the laser beam ( 101 ) of the laser beam device ( 100 ) to the at least one workpiece ( 1 . 2 ), that each time it is driven over to create a new molten bath ( 15b . 15c . 15d ) an offset of the laser beam ( 101 ) to the last-generated molten bath ( 15a . 15b . 15c ) takes place.

A method according to claim 4, characterized in that the offset as a lateral offset in relation to the respective last welding center ( 20 ) is trained.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the weld ( 10 ) has a closed contour, and that the offset is an offset along the contour of the weld ( 10 ).

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the solidification of the respective molten bath ( 15a to 15d ) takes place dendritically.

Component ( 1 . 2 ), produced by a method according to any one of claims 1 to 7.

Component according to claim 8, characterized in that the component ( 1 . 2 ) consists of metal.

Component according to claim 8 or 9, characterized in that the component ( 1 . 2 ) in the region of the weld ( 10 ) is formed at least approximately rotationally symmetrical.