DE102017202671A1 - Method for welding two sheet metal components and composite component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile (1, 2), von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt, und wobei die Blechbauteile (1, 2) so zueinander angeordnet werden, dass eine Stirnfläche (3) des ersten Blechbauteils (1) und eine Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) eine Kehle (5) mit einem vorgegebenen spitzen Kehlwinkel (a) bilden. Erfindungsgemäß wird eine Laserschweißnaht (7) durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet, wozu ein Laserstrahl (L) derart auf das erste Blechbauteil (1) gerichtet wird, dass die Stirnfläche (3) und weiteres Material des ersten Blechbauteils (1) aufgeschmolzen wird und in die Kehle fließt und dort mit der Flanke (4) anbindet und zur Schweißnaht (7) erstarrt.The invention relates to a method for welding two sheet-metal components (1, 2), of which at least one has a coating with a boiling point below the melting point of the sheet material, and wherein the sheet metal components (1, 2) are arranged relative to one another such that a End face (3) of the first sheet metal component (1) and a flank (4) of the second sheet metal component (2) form a throat (5) with a predetermined acute throat angle (a). According to the invention, a laser weld seam (7) is formed by thermal conduction welding, for which a laser beam (L) is directed onto the first sheet metal component (1) such that the end face (3) and further material of the first sheet metal component (1) is melted and flows into the throat and there with the edge (4) ties and solidifies to the weld (7).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile, von denen zumindest eines eine Beschichtung aufweist, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie einen Bauteilverbund zweier Blechbauteile.The invention relates to a method for welding two sheet metal components, of which at least one has a coating, according to the preamble of claim 1 and a composite component of two sheet metal components.

Aus Korrosionsschutzgründen werden z.B. im Karosserierohbau häufig Bleche verwendet, die mit einer Antikorrosionsbeschichtung versehen sind, wie beispielsweise verzinkte Stahlbleche. Die Beschichtung weist dabei meist einen niedrigen Siedepunkt auf, der weit unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt. Beispielsweise wird das Stahlblech bei ca. 1500°C schmelzflüssig, während das Zink bereits bei ca. 900°C verdampft. Werden beschichtete Blechbauteile miteinander zu einem Bauteilverbund verschweißt, so erfolgt aufgrund der hohen Energieintensität des Schweißprozesses die Verdampfung der Beschichtung plötzlich, was insbesondere bei Überlappverbindungen zu einer verstärkten Bildung von Schweißspritzern führt. Die Schweißspritzer setzen sich als Ablagerung und Anhaftung auf der Bauteiloberfläche ab, wo sie die optische Qualität verschlechtern und zu Korrosion führen können. Der Materialverlust in der Schweißnaht führt zu Endkratern und Löchern und somit ggf. zu einem Festigkeitsabfall der Naht. Weiterhin führen die Schweißspritzer zu Verunreinigungen der Spannvorrichtung.For reasons of corrosion protection, e.g. used in body shell often sheets that are provided with an anti-corrosion coating, such as galvanized steel sheets. The coating usually has a low boiling point, which is far below the melting point of the sheet material. For example, the steel sheet at about 1500 ° C molten, while the zinc is already evaporated at about 900 ° C. If coated sheet-metal components are welded together to form a composite component, the evaporation of the coating takes place suddenly due to the high energy intensity of the welding process, which leads to increased formation of welding spatter, in particular in the case of overlapping connections. The weld spatter settles on the component surface as a deposit and adhesion, where it can degrade the optical quality and lead to corrosion. The loss of material in the weld leads to end craters and holes and thus possibly to a decrease in strength of the seam. Furthermore, the spatters lead to contamination of the clamping device.

Um diese Probleme zu verhindern, sind für I-Nähte Lösungsansätze bekannt, bei denen die Blechbauteile mit einem definierten Entgasungsspalt von ca. 0,1 mm bis 0,2 mm überlappend übereinander angeordnet werden und verschweißt werden. So ist z.B. aus der Druckschrift DE 10 2014 006 077 B3 bekannt, den Entgasungsspalt über noppenartige Erhöhungen sicherzustellen, die auf einem der Fügepartner mittels Laserstrahlschmelzen ausgebildet werden. Nachteilig an dieser Lösung ist der zusätzliche Arbeitsschritt zur Herstellung der Erhöhungen.In order to prevent these problems, solution approaches are known for I-seams in which the sheet metal components are arranged overlapping one another with a defined degassing gap of about 0.1 mm to 0.2 mm and welded. For example, from the publication DE 10 2014 006 077 B3 known to ensure the degassing gap via knob-like elevations formed on one of the joining partners by means of laser beam melting. A disadvantage of this solution is the additional operation for the production of the increases.

Ein Ansatz, die Entgasungsmöglichkeiten an einer Stirnkehlnaht zu verbessern, ist z.B. aus der Druckschrift EP 0 771 605 A2 bekannt, die vorschlägt, zinkbeschichtete Blechbauteile vor dem Verschweißen im Nahtbereich unter einem spitzen Winkel aufeinander stoßend anzuordnen. Der Laserstrahl strahlt geneigt auf die Fügestelle ein, so dass Material des Ober- und Unterblechs aufgeschmolzen wird. Der Winkel zwischen den Blechbauteilen dient zur Bildung eines Entgasungsbereichs und gewährleistet, dass die Zinkbeschichtung in gasförmiger Form entweichen kann, ohne das Schmelzbad der entstehenden Kehlnaht zu stören. Nachteilig ist die geringe Anbindungsfläche, da sich die Blechbauteile nur noch entlang einer Stoßkante berühren sowie die aufwendige Positionierung der Blechbauteile.One approach to improve the degassing possibilities at a Stirnkehlnaht, for example, from the document EP 0 771 605 A2 is known, which suggests to arrange zinc-coated sheet metal components before welding in the seam area at an acute angle to each other. The laser beam radiates inclined to the joint, so that material of the upper and lower sheet is melted. The angle between the sheet metal components serves to form a degassing zone and ensures that the zinc coating can escape in gaseous form without disturbing the molten bath of the resulting fillet weld. A disadvantage is the low connection surface, since the sheet metal parts touch only along a joint edge and the complex positioning of the sheet metal components.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Laserstrahl-Schweißverfahren sowie einen verbesserten Bauteilverbund aufzuzeigen.The object of the present invention is therefore to show a comparison with the prior art improved laser beam welding process and an improved component assembly.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und einen Bauteilverbund nach Patentanspruch 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention this object is achieved by a method according to claim 1 and a composite component according to claim 8. Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims and the description below.

Es wird ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile angegeben, von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem niedrigen Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt. Zum Ausbilden der Schweißnaht werden die Blechbauteile so zueinander angeordnet, dass eine Stirnfläche des ersten Blechbauteils und eine Flanke des zweiten Blechbauteils eine Kehle mit einem vorgegebenen spitzen Kehlwinkel bilden.A method is disclosed for welding two sheet metal components, at least one of which has a coating with a low boiling point, which is below the melting point of the sheet material. To form the weld, the sheet metal components are arranged relative to one another such that an end face of the first sheet metal component and an edge of the second sheet metal component form a throat with a predetermined acute throat angle.

Erfindungsgemäß wird die Laserschweißnaht durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet, wozu ein Laserstrahl derart auf das erste Blechbauteil gerichtet wird, dass die Stirnfläche und weiteres Material des ersten Blechbauteils aufgeschmolzen wird und in die Kehle fließt und dort mit der Flanke des zweiten Blechbauteils anbindet und zur Schweißnaht erstarrt.According to the invention, the laser weld seam is formed by heat conduction welding, for which a laser beam is directed onto the first sheet metal component such that the end face and further material of the first sheet metal component is melted and flows into the throat where it bonds to the flank of the second sheet metal component and solidifies into the weld seam.

Beim Wärmeleitungsschweißen wird die Energiedichte des Laserstrahls so gewählt, dass die Bearbeitungstemperatur unter der Verdampfungstemperatur des Stahlwerkstoffs bleibt. Im Gegensatz zum Tiefschweißen kommt es nicht zur Ausbildung einer Dampfkapillaren. Der Energieeintrag beim Wärmeleitungsschweißen erfolgt ausschließlich durch Wärmeleitung. Hierdurch kommt es zu einer eher oberflächlichen Anschmelzung der Fügepartner.In thermal conduction welding, the energy density of the laser beam is chosen so that the processing temperature remains below the vaporization temperature of the steel material. In contrast to deep welding, there is no formation of a vapor capillaries. The energy input in the heat conduction welding takes place exclusively by heat conduction. This leads to a rather superficial melting of the joining partners.

Erfindungsgemäß wird vornehmlich das Material des ersten Blechbauteils und dort insbesondere die Stirnfläche und das daran angrenzende Material aufgeschmolzen. Dieses fließt in die Kehle und trifft auf die oberflächlich angeschmolzene Flanke des zweiten Blechbauteils. Dort erstarrt die Schmelze. Durch die winklige Anordnung in Kombination mit dem Aufschmelzen per Wärmeleitungsschweißen kann eine große Anbindungsfläche und vollständige Anbindung der Blechbauteile erreicht werden. Die Erfindung erzielt gerade beim Verschweißen beschichteter Bleche deutliche Vorteile. An der Flanke kann der entstehende Zinkdampf frei entweichen, ebenso an der Oberfläche des ersten Blechbauteils. Aufgrund des Wärmeleitungsschweißens wird die Zinkverdampfung an der dem Laserstrahl abgewandten Seite des ersten Blechbauteils drastisch reduziert und verlangsamt, so dass hieraus resultierende Probleme vermieden werden. Bleche können mit dem Verfahren mit sehr hohen optischen und qualitativen Nahteigenschaften verschweißt werden. Zudem ist der Einsatz in korrosivbelasteten Bereichen möglich.According to the invention, primarily the material of the first sheet metal component and there in particular the end face and the adjoining material are melted. This flows into the throat and meets the superficially melted flank of the second sheet metal component. There, the melt solidifies. Due to the angled arrangement in combination with the melting by thermal conduction welding a large connection surface and complete connection of the sheet metal components can be achieved. The invention achieves significant advantages when welding coated sheets. On the flank of the resulting zinc vapor can escape freely, as well as on the surface of the first sheet metal component. Due to the thermal conduction welding, the zinc evaporation is drastically reduced and slowed down on the side of the first sheet metal component facing away from the laser beam, with the result that the resulting Problems are avoided. Sheets can be welded using the process with very high optical and qualitative seam properties. In addition, the use in corrosive contaminated areas is possible.

Das aufgeschmolzene Material des ersten Blechbauteils wird verwendet, um die Kehle zumindest teilweise zu füllen und eine Anbindung an die Flanke des zweiten Blechbauteils herzustellen. Hierzu hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Laserstrahl auf einen an die Stirnfläche angrenzenden Oberflächenabschnitt des ersten Blechbauteils gerichtet wird.The molten material of the first sheet metal component is used to at least partially fill the throat and connect to the flank of the second sheet metal component. For this purpose, it has been found to be particularly advantageous if the laser beam is directed onto a surface portion of the first sheet metal component adjacent to the end face.

Zur gezielten Aufschmelzung des oberflächennahen Bereichs ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Laserstrahl ähnlich dem Ausbilden einer I-Naht senkrecht oder um maximal +/- 30 Grad abweichend von der Senkrechten auf die Oberfläche des ersten Blechbauteils gerichtet wird.For targeted melting of the near-surface region, it is furthermore advantageous if the laser beam is directed perpendicular to the surface of the first sheet-metal component, or at a maximum of +/- 30 degrees, deviating from the perpendicular, similar to the formation of an I-seam.

Der Kehlwinkel, welcher zwischen Stirnfläche und Flanke gebildeten wird, beeinflusst z.B. die Möglichkeit zur Zinkentgasung und definiert das Schmelzevolumen, das zur Erzielung einer ausreichenden Anbindung an der Flanke erforderlich ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Kehlwinkel in einem Bereich von 1 Grad bis 80 Grad oder von 1 Grad bis 45 Grad und besonders bevorzugt in einem Bereich von 5 Grad bis 45 Grad gewählt wird.The throat angle formed between face and flank influences e.g. the possibility of zinc degassing and defines the melt volume, which is necessary to achieve a sufficient connection to the flank. It has proved to be particularly advantageous if the throat angle is selected in a range of 1 degree to 80 degrees or of 1 degree to 45 degrees and particularly preferably in a range of 5 degrees to 45 degrees.

Vorteilhafter Weise können aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung die beiden Blechbauteile auch im Überlappstoß angeordnet werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur Sicherstellung der Zinkentgasung erforderlich sind. So weist in einer bevorzugten Ausgestaltung das zweite Blechbauteil einen Hauptteil mit der Flanke auf und eine daran anschließende und gegenüber der Flanke angewinkelte Seitenwange. Das erste Blechbauteil wird in einer Überlappanordnung zur Seitenwange positioniert. Das erste Blechbauteil kann flächig auf der Seitenwange aufliegen oder es kann zwischen den Blechbauteilen ein definierter Spalt vorgesehen sein. Zur Erzeugung der Kehle weist die Stirnfläche des ersten Blechbauteils zur Flanke des zweiten Blechbauteils hin und vorzugsweise wird das erste Blechbauteil mit einer Stoßkante in Anlage mit der Flanke gebracht.Advantageously, due to the process control according to the invention, the two sheet-metal components can also be arranged in the lap joint, without additional measures being necessary to ensure zinc degassing. Thus, in a preferred embodiment, the second sheet metal component on a main part with the edge and an adjoining and angled relative to the flank side cheek. The first sheet metal component is positioned in an overlap arrangement with the side wall. The first sheet metal component can lie flat on the side wall or it can be provided between the sheet metal parts a defined gap. To produce the throat, the end face of the first sheet-metal component points towards the flank of the second sheet-metal component, and preferably the first sheet-metal component is brought into abutment with the flank with an abutting edge.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Stirnkehlnähten erfolgt die Anbindung der Blechbauteile zwischen der Stirnfläche des ersten Blechbauteils und der, die Kehle zur anderen Seite hin begrenzenden, offenliegender Flanke des zweiten Blechbauteils. Vorzugsweise wird die Schweißverbindung ausschließlich zwischen dem erstem Blechbauteil und der offenliegender Flanke des zweiten Blechbauteils ausgebildet und nicht in dem Überlappbereich, in dem die Blechbauteile überlappend aufeinander liegen. Es ist nicht erforderlich, durch das erste Blechbauteil hindurch und bis in das zweite Blechbauteil hinein zu schweißen, wodurch die Zinkentgasungsproblematik erheblich entschärft werden kann.In contrast to conventional Stirnkehlnähten the connection of the sheet metal components takes place between the end face of the first sheet metal component and, the throat to the other side limiting, exposed edge of the second sheet metal component. Preferably, the welded connection is formed exclusively between the first sheet metal component and the exposed flank of the second sheet metal component and not in the overlap region in which the sheet metal components overlap one another. It is not necessary to weld through the first sheet-metal component and into the second sheet-metal component, whereby the zinc-degassing problem can be considerably mitigated.

Die angewinkelte Seitenwange kann z.B. als einfaches Mittel zur exakten Positionierung der Blechbauteile verwendet werden. Der Winkel, welcher zwischen Seitenwange und Flanke eingeschlossen ist, wird vorzugsweise derart gewählt, dass durch Anlage des ersten Blechbauteils an die Seitenwange der gewünschte Kehlwinkel zwischen Stirnfläche des ersten Blechbauteils und Flanke des zweiten Blechbauteils erreicht wird.The angled sidewall may e.g. be used as a simple means for the exact positioning of the sheet metal components. The angle, which is enclosed between the side wall and flank, is preferably selected such that the desired fillet angle between the end face of the first sheet metal component and the flank of the second sheet metal component is achieved by abutment of the first sheet metal component on the side wall.

Der zum Schweißen eingesetzte Laserstrahl kann im Dauerbetrieb (cwcontinuous wave) oder im gepulsten Betrieb verwendet werden. Der Laserstrahl kann aus mehreren Teilstrahlen zusammengesetzt sein, z.B. bei Verwendung einer Multispot-Laservorrichtung.The laser beam used for welding can be used in continuous operation (cwcontinuous wave) or in pulsed operation. The laser beam may be composed of a plurality of partial beams, e.g. when using a multi-spot laser device.

Die Beschichtung ist vorzugsweise eine Antikorrosionsbeschichtung. Die Blechbauteile können flache Bleche oder Blechformteile sein. Es kann sich bei den Blechbauteilen insbesondere um verzinkte Stahlbleche handeln, z.B. elektrolytisch verzinkte oder feuerverzinkte Stahlbleche. Die Blechbauteile haben vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm. Ganz besonders eignet sich das Verfahren zum Verschweißen von Karosseriebauteilen oder Karosserieanbauteilen.The coating is preferably an anti-corrosion coating. The sheet metal components may be flat sheets or sheet metal parts. The sheet metal components may in particular be galvanized steel sheets, e.g. electrolytically galvanized or hot-dip galvanized steel sheets. The sheet metal components preferably have a thickness in the range of 0.5 mm to 3 mm. In particular, the method is suitable for welding body components or body components.

Weiterhin wird ein Bauteilverbund mit zwei Blechbauteilen angegeben, von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt. Ein erstes Blechbauteil ist durch eine Laserschweißnaht mit einem zweiten Blechbauteil verbunden. Erfindungsgemäß ist die Laserschweißnaht in einer durch eine Stirnfläche des ersten Blechbauteils und eine Flanke des zweiten Blechbauteils gebildete Kehle mit spitzem Kehlwinkel ausgebildet ist. Die Laserschweißnaht ist durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet derart, dass das erste Blechbauteil mit der der Stirnfläche zugewandten Flanke des zweiten Blechbauteils verbunden ist.Furthermore, a component composite is specified with two sheet metal components, of which at least one has a coating with a boiling point which is below the melting point of the sheet material. A first sheet metal component is connected by a laser weld to a second sheet metal component. According to the invention, the laser weld seam is formed in a throat formed by an end face of the first sheet metal component and an edge of the second sheet metal component with a sharp throat angle. The laser welding seam is formed by thermal conduction welding such that the first sheet metal component is connected to the edge of the second sheet metal component facing the end face.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das zweite Blechbauteil einen Hauptteil mit der Flanke und eine daran anschließende, gegenüber der Flanke angewinkelte Seitenwange auf und das erste Blechbauteil ist in einer Überlappanordnung mit der Seitenwange des zweiten Blechbauteils angeordnet.In a preferred embodiment, the second sheet metal component has a main part with the flank and an adjoining, against the flank angled side cheek and the first sheet metal component is arranged in an overlap arrangement with the side cheek of the second sheet metal component.

Der Bauteilverbund kann insbesondere mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren hergestellt werden und weist insofern dieselben technischen Merkmale und Vorteile auf.In particular, the component composite can be produced by the method described above and, to that extent, has the same technical features and advantages.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich anhand der Zeichnung und im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood with reference to the drawings and in conjunction with the following description of the embodiments. If the term "can" is used in this application, it is both the technical possibility and the actual technical implementation.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:

  • 1: eine beispielhafte Blechbauteilanordnung vor Beginn des Verfahrens in einer Schnittansicht und
  • 2: die mit einer Schweißnaht verbundenen Blechbauteile aus 1 nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Embodiments will be explained below with reference to the accompanying drawings. It shows:
  • 1 FIG. 2: an exemplary sheet metal component arrangement before the beginning of the method in a sectional view, and FIG
  • 2 : the sheet metal components connected to a weld 1 after carrying out the method according to the invention.

1 zeigt ausschnittsweise ein erstes Blechbauteil 1 und ein zweites Blechbauteil 2 in Form von verzinkten Stahlblechen, die durch eine Laserschweißnaht miteinander verbunden werden sollen. Die Schweißnaht wird zwischen einer Stirnfläche 3 des ersten Blechbauteils 1 und einer Flanke 4 des zweiten Blechbauteils 2 ausgebildet. Die Blechbauteile werden so zueinander angeordnet, dass die Stirnfläche 3 mit der Flanke 4 eine Kehle 5 mit einem spitzen Kehlwinkel α bildet. 1 shows a detail of a first sheet metal component 1 and a second sheet metal component 2 in the form of galvanized steel sheets, which are to be connected by a laser weld. The weld is between an end face 3 of the first sheet metal component 1 and a flank 4 of the second sheet metal component 2 educated. The sheet metal components are arranged to each other so that the end face 3 with the flank 4 a throat 5 with a sharp throat angle α forms.

Zur Ausbildung der Schweißnaht wird nun Laserstrahlung im Wesentlichen senkrecht auf das erste Blechbauteil gerichtet. Dies schließt eine Neigung des Laserstrahls L gegenüber der Senkrechten um bis zu 5 Grad ein. Der Laserstrahl L wird an den Rand des ersten Blechbauteils 1 in der Nähe zur Stirnfläche 3 positioniert. Durch diese Positionierung und Einstrahlrichtung wird überwiegend Material des ersten Blechbauteils 1 aufgeschmolzen, so insbesondere die dem Laserstrahl zugewandte Kante 6 sowie umliegendes Material. Die Stirnfläche 3 wird ebenfalls aufgeschmolzen. Die Schmelze fließt in die Kehle 5, bindet dort an die Flanke 4 des zweiten Blechbauteils 2 und erstarrt zur Schweißnaht 7 (2).To form the weld, laser radiation is now directed substantially perpendicular to the first sheet metal component. This includes an inclination of the laser beam L over vertical by up to 5 degrees. The laser beam L gets to the edge of the first sheet metal part 1 near the frontal area 3 positioned. Due to this positioning and direction of irradiation, material of the first sheet metal component is predominantly used 1 melted, so in particular the laser beam facing edge 6 as well as surrounding material. The face 3 is also melted. The melt flows into the throat 5 , binds to the flank there 4 of the second sheet metal component 2 and solidifies to the weld 7 ( 2 ).

Diese Verfahrensführung bietet verbesserte Zinkentgasungsmöglichkeiten. Zinkbeschichtung, die während der Schweißung von der Flanke 4 verdampft, kann problemlos durch die Kehle 5 entweichen. Die Stirnfläche 3 ist vorzugsweise als Schneidkante ausgebildet und als solche unbeschichtet. Wäre die Schneidkante 3 jedoch beschichtet, könnte auch dort entstehender Dampf problemlos über die Kehle entweichen. Da das Schweißen als Wärmeleitungsschweißen durchgeführt wird, erfolgt keine Tiefschweißung und die Laserstrahlung dringt nicht durch das erste Blechbauteil 1 bis in das zweite Blechbauteil 2 hinein. Das zweite Blechbauteil 2 wird lediglich im Bereich der offenen Flanke 4 aufgeschmolzen. Hierdurch wird die Verdampfung der Zinkbeschichtung auf der dem Laserstrahl abgewandten Seite des ersten Blechbauteils reduziert.This process provides improved zinc degassing capabilities. Zinc coating, which during the welding of the flank 4 evaporated, can easily through the throat 5 escape. The face 3 is preferably formed as a cutting edge and as such uncoated. Would be the cutting edge 3 however coated, steam arising there could easily escape via the throat. Since the welding is performed as heat conduction welding, no deep welding and the laser radiation does not penetrate through the first sheet metal component 1 to the second sheet metal component 2 into it. The second sheet metal part 2 will only be in the area of the open flank 4 melted. As a result, the evaporation of the zinc coating is reduced on the side facing away from the laser beam side of the first sheet metal component.

Damit wird es möglich, das erste und zweite Blechbauteil in einer Überlappanordnung anzuordnen, ohne dass zusätzliche Entgasungsmöglichkeiten, wie z.B. Entgasungsspalte o.ä., in dem Überlappbereich 8 der Blechbauteile 1, 2 vorgesehen werden müssten.This makes it possible to arrange the first and second sheet-metal component in an overlap arrangement, without additional degassing possibilities, such as degassing gaps or the like, in the overlap area 8th the sheet metal parts 1, 2 would have to be provided.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Überlappanordnung, welche eine Positionierung der Blechbauteile 1, 2 erleichtert und zudem als Schweißbadsicherung fungieren kann, ist in den Figuren gezeigt. Das zweite Blechbauteil 2 geht von der Flanke 4 in eine Seitenwange 9 über, die gegenüber der Flanke 4 angewinkelt ist. Fertigungsbedingt kann zwischen Flanke 4 und Seitenwange 9 eine Rundung vorhanden sein. Das erste Blechbauteil 1 ist überlappend zur Seitenwange 9 positioniert. Das erste Blechbauteil 1 kann auf der Seitenwange 9 aufliegen oder zwischen den Blechbauteilen kann ein definierter Spalt vorgesehen sein. Zur Erzeugung der Kehle weist die Stirnfläche 3 zur Flanke 4 hin und vorzugsweise wird das erste Blechbauteil 1 mit einer Stoßkante 10 in Anlage mit der Flanke 4 gebracht. Der Winkel β, welcher zwischen Seitenwange 9 und Flanke 4 eingeschlossen ist, ist vorzugsweise derart gewählt, dass durch Anlage des ersten Blechbauteils an die Seitenwange 9 der gewünschte Kehlwinkel α zwischen Stirnfläche 3 und Flanke 4 erreicht wird. Der Kehlwinkel α liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 Grad bis 80 Grad oder 1 Grad bis 45 Grad und besonders bevorzugt in einem Bereich von 5 Grad bis 45 Grad. Ausgehend von einer Schnittkante 3, die im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsebene des ersten Bauteils 1 verläuft, wird der Winkel β vorzugsweise in einem Bereich von 91 Grad bis 170 Grad oder 91 Grad bis 135 Grad und besonders bevorzugt in einem Bereich von 95 Grad und 135 Grad gewählt.A preferred embodiment of the overlap arrangement, which is a positioning of the sheet metal components 1 . 2 relieved and can also act as a weld pool, is shown in the figures. The second sheet metal part 2 goes from the flank 4 in a side wall 9 over, which is angled relative to the flank 4. Production-related can between flank 4 and sidewall 9 a rounding be present. The first sheet metal component 1 is overlapping to the side wall 9 positioned. The first sheet metal component 1 can on the side wall 9 rest or between the sheet metal parts may be provided a defined gap. For generating the throat, the end face 3 to the flank 4 and preferably the first sheet metal component 1 with a butt edge 10 in abutment with the flank 4 brought. The angle β which is between the side wall 9 and flank 4 is included, is preferably selected such that by conditioning of the first sheet metal component to the side cheek 9 the desired throat angle α between face 3 and flank 4 is reached. The throat angle α is preferably in a range of 1 degree to 80 degrees or 1 degree to 45 degrees, and more preferably in a range of 5 degrees to 45 degrees. Starting from a cutting edge 3 substantially perpendicular to the plane of extent of the first component 1 runs, the angle becomes β preferably in a range of 91 degrees to 170 degrees or 91 degrees to 135 degrees, and more preferably in a range of 95 degrees and 135 degrees.

Mit dem beschriebenen Verfahren können Schweißnähte ausgebildet werden, die hohe optische und qualitative Nahteigenschaften aufweisen. Vorteilhafter Weise lässt sich die Qualität der mit dem Verfahren hergestellten Schweißverbindung anhand des optischen Erscheinungsbildes der Schweißnaht beurteilen. Ein fehlerhaft positionierter Laserstrahl ist z.B. durch fehlende Anbindung der Naht an die Flanke 4 oder durch mangelndes Aufschmelzen der Blechbauteilkante 6 erkennbar.With the described method, welds can be formed which have high optical and qualitative seam properties. Advantageously, the quality of the welded joint produced by the method can be assessed on the basis of the visual appearance of the weld seam. A faulty positioned laser beam is eg due to missing connection of the seam to the flank 4 or by a lack of melting of the sheet metal component edge 6 recognizable.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich.The embodiments are not to scale and are not restrictive. Modifications in the context of expert action are possible.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1,21.2
Blechbauteilsheet metal component
33
Stirnflächeface
44
Flankeflank
55
Kehlethroat
66
Kanteedge
77
SchweißnahtWeld
88th
Überlappbereichoverlap
99
Seitenwangeside cheek
1010
Stoßkanteimpact edge
LL
Laserstrahllaser beam
αα
KehlwinkelKehl angle
ββ
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014006077 B3 [0003]DE 102014006077 B3 [0003]
  • EP 0771605 A2 [0004]EP 0771605 A2 [0004]

Claims (10)

Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile (1, 2), von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt, und wobei die Blechbauteile (1, 2) so zueinander angeordnet werden, dass eine Stirnfläche (3) des ersten Blechbauteils (1) und eine Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) eine Kehle (5) mit einem vorgegebenen spitzen Kehlwinkel (a) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Laserschweißnaht (7) durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet wird, wozu ein Laserstrahl (L) derart auf das erste Blechbauteil (1) gerichtet wird, dass die Stirnfläche (3) und weiteres Material des ersten Blechbauteils (1) aufgeschmolzen wird und in die Kehle fließt und dort mit der Flanke (4) anbindet und zur Schweißnaht (7) erstarrt.Method for welding two sheet metal components (1, 2), of which at least one has a coating with a boiling point below the melting point of the sheet metal material, and wherein the sheet metal components (1, 2) are arranged relative to one another in such a way that an end face (3) of the first sheet metal component (1) and a flank (4) of the second sheet metal component (2) form a throat (5) with a predetermined acute throat angle (a), characterized in that a laser weld seam (7) is formed by thermal conduction welding, including a laser beam (L) is directed to the first sheet metal component (1), that the end face (3) and further material of the first sheet metal component (1) is melted and flows into the throat and there with the edge (4) binds and to the weld (7 ) stiffens. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (L) auf einen an die Stirnfläche (3) angrenzenden Oberflächenabschnitt des ersten Blechbauteils (1) gerichtet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the laser beam (L) is directed onto a surface portion of the first sheet metal component (1) adjoining the end face (3). Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (L) senkrecht oder um maximal +/- 30 Grad abweichend von der Senkrechten auf die Blechbauteiloberfläche des ersten Blechbauteils (1) gerichtet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the laser beam (L) is directed perpendicularly or by a maximum of +/- 30 degrees deviating from the perpendicular to the sheet metal component surface of the first sheet metal component (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kehle (5) einen Kehlwinkel (a) in einem Bereich von 1 Grad bis 80 Grad oder in einem Bereich von 1 Grad bis 45 Grad oder in einem Bereich von 5 Grad bis 45 Grad aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the groove (5) has a throat angle (a) in a range of 1 degree to 80 degrees or in a range of 1 degree to 45 degrees or in a range of 5 degrees to 45 degrees having. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Blechbauteil (2) einen Hauptteil mit der Flanke (4) aufweist und eine daran anschließende und gegenüber der Flanke (4) angewinkelte Seitenwange (9), und das erste Blechbauteil (1) in einer Überlappanordnung zur Seitenwange (9) angeordnet wird derart, dass die Stirnfläche (3) auf die Flanke (4) zuweist zur Erzeugung der Kehle (5) zwischen Stirnfläche und Flanke.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second sheet metal component (2) has a main part with the flank (4) and an adjoining and with respect to the edge (4) angled side cheek (9), and the first sheet metal component (1). is arranged in an overlap arrangement to the side wall (9) such that the end face (3) on the flank (4) assigns to the generation of the throat (5) between the end face and flank. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbauteile (1, 2) verzinkte Stahlblechbauteile sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal components (1, 2) are galvanized sheet steel components. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechbauteile (1, 2) Karosseriebauteile oder Karosserieanbauteile sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal components (1, 2) are body parts or body parts. Bauteilverbund mit zwei Blechbauteilen (1, 2), von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt, wobei ein erstes Blechbauteil (1) durch eine Laserschweißnaht (7) mit einem zweiten Blechbauteil (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserschweißnaht (7) in einer durch eine Stirnfläche (3) des ersten Blechbauteils (1) und eine Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) gebildete Kehle (5) mit spitzem Kehlwinkel (a) ausgebildet ist und die Laserschweißnaht (7) durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet ist derart, dass das erste Blechbauteil (1) mit der der Stirnfläche zugewandten Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) verbunden ist.Partial composite with two sheet metal components (1, 2), of which at least one has a coating with a boiling point below the melting point of the sheet material, wherein a first sheet metal component (1) by a laser weld seam (7) with a second sheet metal component (2) is, characterized in that the laser weld seam (7) in a through an end face (3) of the first sheet metal component (1) and a flank (4) of the second sheet metal component (2) formed throat (5) with acute throat angle (a) is formed and the laser weld seam (7) is formed by thermal conduction welding, such that the first sheet metal component (1) is connected to the flank (4) of the second sheet metal component (2) facing the end face. Bauteilverbund nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Blechbauteil (2) einen Hauptteil mit der Flanke (4) und eine daran anschließende, gegenüber der Flanke (4) angewinkelte Seitenwange (9) aufweist, und das erste Blechbauteil (1) in einer Überlappanordnung mit der Seitenwange (9) des zweiten Blechbauteils (2) angeordnet ist.Component group after Claim 8 , characterized in that the second sheet metal component (2) has a main part with the flank (4) and an adjoining, opposite the flank (4) angled side cheek (9), and the first sheet metal component (1) in an overlap arrangement with the side cheek (9) of the second sheet metal component (2) is arranged. Bauteilverbund nach Patentanspruch 8 oder 9, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche.Component group after Claim 8 or 9 , produced by a method according to one of the preceding claims.
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