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STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren, umfassend Lichtbogenschweißen, zum Herstellen eines Bauteils.
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Ein Aluminiumbauteil weist auf seiner Außenoberfläche einen Oxidfilm mit einem hohen Schmelzpunkt auf. Vor dem Schweißen von Aluminiumelementen eines Aluminiumbauteils muss ein Vorwärmen auf diese Aluminiumelemente aufgewendet werden, sodass deren Oxidfilme leichter schmelzen.
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Zum Beispiel offenbart die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nummer 2005-40812 , ein Verfahren, das die Qualität des Schweißens von Aluminiumelementen verbessert. Und zwar offenbart
JP2005-40812 , dass, wenn ein Schweißen der Aluminiumelemente mittels Metall-Inertgas-Schweißen (MIG-Schweißen) begonnen wird, die Ausgangsspannung und die Lichtbogenlänge in Abhängigkeit von dem Zustand der Oxidfilme gesteuert werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Das vorgenannte Verfahren macht den Prozess des Schweißens von Aluminiumelementen jedoch kompliziert.
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Es ist bevorzugt, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein einfaches Verfahren für das Lichtbogenschweißen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen bereitstellt.
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In einem Herstellungsverfahren gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Bauteil, das durch das Fügen von Aluminiumelementen erhalten wird, die aus Metall, umfassend Aluminium, hergestellt sind, durch Lichtbogenschweißen hergestellt, bei dem ein Lichtbogen von einem Schweißdraht entladen wird, der sich von einem Führungsendabschnitt eines Schweißbrenners erstreckt. Der Schweißbrenner ist ausgestaltet, um ein Schutzgas einem Lichtbogenschweißabschnitt zuzuführen, an dem das Lichtbogenschweißen ausgeführt werden soll. Außenoberflächen der Aluminiumelemente sind mit einer Schweißlinie, die sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, und einer Vorlinie, die sich von einem dritten Ende zu einem vierten Ende erstreckt, vorgesehen. Das vierte Ende der Vorlinie ist mit dem ersten Ende der Schweißlinie verbunden.
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Während der Schweißdraht so gehalten wird, dass er sich senkrecht zu dem Lichtbogenschweißabschnitt auf den Außenoberflächen erstreckt, oder so gehalten wird, dass er sich in einer Vorschubwinkelrichtung erstreckt, werden das Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie von dem dritten Ende zu dem vierten Ende und das Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende nacheinander ausgeführt. Die Vorschubwinkelrichtung ist eine Richtung, in der sich der Schweißdraht erstreckt, sodass eine Spitze des Schweißdrahts hin zu dem zweiten Ende bezogen auf eine Wurzel des Schweißdrahts positioniert ist, wenn das Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird.
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Eine Richtung, in der sich die Vorlinie an dem vierten Ende erstreckt, ist eine Vorlinienrichtung. Eine Richtung, in der sich die Schweißlinie an dem ersten Ende erstreckt, ist eine Schweißlinienrichtung. Die Vorlinie ist so angepasst, dass ein kleinerer Winkel aus Winkeln, die mittels einer Geraden, die sich von dem vierten Ende hin zu dem dritten Ende in der Vorlinienrichtung erstreckt, und einer Geraden, die sich von dem ersten Ende hin zu dem zweiten Ende in der Schweißlinienrichtung erstreckt, gebildet werden, ein stumpfer Winkel wird.
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Gemäß diesem Verfahren wird das Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie vor dem Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt. Auf diese Weise werden die Aluminiumelemente vorgewärmt. Dadurch kann ein Schweißen entlang der Schweißlinie in einer bevorzugten Weise ausgeführt werden.
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Der Schweißdraht wird gehalten, um sich in einer Richtung, die senkrecht zu dem Lichtbogenschweißabschnitt ist, zu erstrecken oder um sich in der Vorschubwinkelrichtung zu erstrecken. Entsprechend wird das Schutzgas hin zu der Schweißvorschubrichtung zugeführt, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird. Demzufolge kann ein Teil der Aluminiumelemente auf der Schweißlinie wirkungsvoll durch das Schutzgas abgedeckt werden, bevor Lichtbogenschweißen begonnen wird. Dies kann ein Eindringen von Atmosphäre in den Lichtbogenschweißabschnitt hemmen, was einen Temperaturanstieg in dem Lichtbogenschweißabschnitt herbeiführt, und folglich eine Bildung von Gaseinschlüssen in dem Lichtbogenschweißabschnitt hemmen.
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Der Winkel zwischen der Vorlinie und der Schweißlinie ist ein stumpfer Winkel. Eine große Veränderung in der Schweißvorschubrichtung kann gehemmt werden, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie beendet ist und Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie begonnen wird. Wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie begonnen wird, kann ein unbestimmter Teil der Aluminiumelemente auf der Schweißlinie wirkungsvoll mittels des Schutzgases vor dem Lichtbogenschweißen abgedeckt werden. Dies kann ein Eindringen von Atmosphäre in den Lichtbogenschweißabschnitt hemmen, was einen Temperaturanstieg in dem Lichtbogenschweißabschnitt herbeiführt, und folglich eine Bildung von Gaseinschlüssen in dem Lichtbogenschweißabschnitt hemmen. Darüber hinaus kann, da der Winkel, der gebildet wird, wenn die Schweißvorschubrichtung zu Beginn des Lichtbogenschweißens entlang der Schweißlinie geändert wird, ein stumpfer Winkel ist, die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißens darin gehemmt werden, verringert zu werden. Anders gesagt kann die Schweißvorschubrichtung schneller geändert werden, um Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie zu beginnen. Entsprechend kann übermäßige Erwärmung in der Nähe des Schnittpunkts der Schweißlinie und der Vorlinie gehemmt werden, und Lichtbogenschweißen kann mit konstanter Qualität ausgeführt werden.
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Entsprechend kann Lichtbogenschweißen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen bevorzugt mittels eines einfachen Verfahrens ausgeführt werden.
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Das Bauteil, das durch Fügen der Aluminiumelemente erhalten wird, kann ein Bauteil sein, das in einem Fahrzeug installiert werden soll.
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Entsprechend dem vorgenannten Verfahren kann Lichtbogenschweißen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen in einer einfachen und bevorzugten Weise ausgeführt werden, wenn ein Bauteil hergestellt wird, das in ein Fahrzeug installiert werden soll.
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Das Lichtbogenschweißen kann ein Metall-Inertgas-Schweißen (MIG-Schweißen), Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG-Schweißen), Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) oder Plasmaschweißen sein.
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Entsprechend dem vorgenannten Verfahren kann ein MIG-Schweißen, MAG-Schweißen, WIG-Schweißen oder Plasmaschweißen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen in einer einfachen und bevorzugten Weise ausgeführt werden.
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Der Schweißdraht kann sich linear erstrecken. Dies ermöglicht es, Lichtbogenschweißen in einer bevorzugteren Weise auszuführen.
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Der Schweißdraht kann relativ zu einer vertikalen Richtung geneigt sein, und ein Winkel des Schweißdrahts relativ zu der vertikalen Richtung kann größer als 0° und kleiner als 20° sein.
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Gemäß dem vorgenannten Verfahren kann der Schweißdraht vorzugsweise gehalten sein, um sich in der Vorschubwinkelrichtung zu erstrecken, wenn Führungsendabschnitt entlang der Schweißlinie ausgeführt wird.
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Das Schutzgas kann von dem Führungsendabschnitt entlang dem Schweißdraht zugeführt werden.
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Entsprechend dem vorgenannten Verfahren kann das Schutzgas vorzugsweise hin zu dem Lichtbogenschweißabschnitt zugeführt werden, wo Lichtbogenschweißen ausgeführt werden soll. Außerdem kann das Schutzgas vorzugsweise hin zu der Schweißvorschubrichtung zugeführt werden, wenn Führungsendabschnitt entlang der Schweißlinie ausgeführt wird.
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Die Schweißlinie kann eine Gerade sein oder kann alternativ eine gekrümmte Linie sein.
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Die Vorlinie kann eine Gerade sein oder kann alternativ eine gekrümmte Linie sein.
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Die gleichen Wirkungen können auch mittels dieser Alternativen erzielt werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1A eine erläuternde Ansicht, die einen Schweißbrenner zeigt;
- 1B eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Vorlinie und einer Schweißlinie zeigt;
- 2A eine Draufsicht, die das Beispiel der Vorlinie und der Schweißlinie zeigt; und
- 2B eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel der Vorlinie und der Schweißlinie zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen innerhalb des technischen Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung abgewandelt sein.
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[Beschreibung des Herstellungsverfahrens]
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Wie in 1A gezeigt, wird ein gefügtes Bauteil 100 mittels Lichtbogenschweißen nach dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform hergestellt. Das gefügte Bauteil 100 kann ein Bauteil sein, das z. B. für ein Fahrzeug, z. B. ein Automobil, verwendet wird. Lichtbogenschweißen ist ein Schweißverfahren, das Wärme von einer Lichtbogenentladung verwendet, die mittels eines elektrischen Stroms erzeugt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird Metall-Inertgas-Schweißen (MIG-Schweißen) als ein Beispiel verwendet. Alternativ können andere Arten des Lichtbogenschweißens verwendet werden, die ein Schutzgas einsetzen, z. B. Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG-Schweißen), Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) und Plasmaschweißen.
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Bei dem Lichtbogenschweißen gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Schweißbrenner 10, wie in 1A gezeigt ist, verwendet. Der Schweißbrenner 10 umfasst einen Körper 13, einen Führungsendabschnitt 12 und einen Schweißdraht 11.
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Der Körper 13 weist eine längliche Form auf und ist so gebogen, dass das Führungsende des Körpers 13 relativ zu der vertikalen Richtung geneigt ist.
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Der Führungsendabschnitt 12 ist ein länglicher Abschnitt, der von der Spitze des Körpers 13 hervorsteht. Der Führungsendabschnitt 12 erstreckt sich in einer Richtung, die relativ zu der vertikalen Richtung geneigt ist. Außerdem ist der Führungsendabschnitt 12 ausgestaltet, um ein Schutzgas 14 von seiner Spitze zuzuführen, wenn Lichtbogenschweißen ausgeführt wird. Wenn es zugeführt ist, strömt das Schutzgas 14 hin zu einem Lichtbogenschweißabschnitt eines Basismaterials. Das Schutzgas 14 kann von der Spitze des Führungsendabschnitts 12 entlang einer Richtung zugeführt werden, in der sich der Schweißdraht 11 erstreckt.
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Der Schweißdraht 11 wird als eine Elektrode verwendet, bei der eine Lichtbogenentladung erfolgt, wenn Führungsendabschnitt ausgeführt wird. Der Schweißdraht 11 ist so angeordnet, dass er den Schweißbrenner 10 entlang dem Körper 13 und dem Führungsendabschnitt 12 durchdringt. Ferner erstreckt sich der Schweißdraht 11 zum Beispiel linear von der Spitze des Führungsendabschnitts 12 in der Erstreckungsrichtung des Führungsendabschnitts 12. Genauer gesagt, wie in den 1A und 1B gezeigt, ist der Schweißdraht 11, der sich von der Spitze des Führungsendabschnitts 12 erstreckt, geneigt, sodass ein Winkel 11a relativ zu der vertikalen Richtung zu X° wird. X° kann ein Winkel sein, der zum Beispiel größer als 0° und kleiner als 90° ist. X° kann, als ein anderes Beispiel, größer als 0° und kleiner als 20° sein. X° kann, als ein anderes Beispiel, 10° oder etwa 10° sein. Der Abschnitt des Schweißdrahts 11, der sich von der Spitze des Führungsendabschnitts 12 erstreckt, kann zum Beispiel gebogen oder gekrümmt sein.
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In dem Herstellungsprozess des gefügten Bauteils 100 werden Aluminiumelemente 110, 120, die aus Metall, umfassend Aluminium, hergestellt sind, mittels Lichtbogenschweißen gefügt. Das gefügte Bauteil 100 wird erhalten, indem die Aluminiumelemente 110, 120 gefügt werden. Jedes der Aluminiumelemente 110, 120 kann zum Beispiel ein Element sein, das aus Aluminium hergestellt ist, oder kann aus einer Legierung, umfassend Aluminium, hergestellt sein.
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Genauer gesagt wird Führungsendabschnitt entlang einer Schweißlinie ausgeführt, die an den Außenoberflächen der Aluminiumelemente 110, 120 vorgesehen ist. Die Schweißlinie ist zum Beispiel teilweise an den Außenoberflächen, wo die Aluminiumelemente 110, 120 in Kontakt miteinander stehen, vorgesehen und erstreckt sich von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende. Eine Vorlinie ist ebenso auf den Außenoberflächen vorgesehen. Die Vorlinie erstreckt sich von einem dritten Ende zu einem vierten Ende, und das vierte Ende ist mit dem ersten Ende der Schweißlinie verbunden.
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Wie in 1A und 1B gezeigt, umfassen in der vorliegenden Ausführungsform die Aluminiumelemente 110, 120 zum Beispiel das Aluminiumelement 120 in der oberen Seite und das Aluminiumelement 110 in der unteren Seite, die gestapelte, plattenförmige Elemente sind. Wie in 1B, 2A gezeigt, kann eine gerade Schweißlinie 20 zum Beispiel auf einer Schweißoberfläche 111 vorgesehen sein, die die Außenoberfläche des unteren Aluminiumelements 110 ist. Die Schweißlinie 20 kann zum Beispiel in einem Abschnitt der Schweißoberfläche 111 in Kontakt mit dem Rand des oberen Aluminiumelements 120 vorgesehen sein. Wie in 2B gezeigt, kann der Rand des oberen Aluminiumelements 120 gekrümmt sein. In diesem Fall kann eine gekrümmte Schweißlinie 50 zum Beispiel in dem Abschnitt der Schweißoberfläche 111 in Kontakt mit dem Rand des oberen Aluminiumelements 120 vorgesehen sein. Als Alternative kann die gerade Schweißlinie 20 oder die gekrümmte Schweißlinie 50 zum Beispiel in der Nähe des Abschnitts der Schweißoberfläche 111 in Kontakt mit dem Rand des oberen Aluminiumelements 120 vorgesehen sein.
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Wie in 1B, 2A gezeigt, kann zum Beispiel eine gerade Vorlinie 30, die mit der geraden Schweißlinie 20 verbunden ist, auf der Schweißoberfläche 111 vorgesehen sein. Als Alternative, wie in 2B gezeigt, kann zum Beispiel eine gekrümmte Vorlinie 60, die mit der gekrümmten Schweißlinie 50 verbunden ist, auf der Schweißoberfläche 111 vorgesehen sein. Es versteht sich von selbst, dass eine gekrümmte Vorlinie, die mit der geraden Schweißlinie 20 verbunden ist, oder eine gerade Vorlinie, die mit der gekrümmten Schweißlinie 50 verbunden ist, vorgesehen sein kann.
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Die Vorlinie kann so vorgesehen sein, dass sie sich über die Außenoberflächen der Aluminiumelemente erstreckt. Die Schweißoberfläche 111 kann zum Beispiel eine ebene, eine gekrümmte oder eine unebene Oberfläche sein.
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Die Richtung, in der sich die Vorlinie an dem vierten Ende erstreckt, ist als eine Vorlinienrichtung bestimmt. Wie in 2A gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Vorlinie 30 gerade ist, die Richtung, in der sich die Vorlinie 30 erstreckt, die Vorlinienrichtung. Wie in 2B gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Vorlinie 60 gekrümmt ist, die Richtung, in der sich eine Tangente 61a der Vorlinie 60 an dem vierten Ende 61 erstreckt, die Vorlinienrichtung.
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Die Richtung der Schweißlinie, die sich an dem ersten Ende erstreckt, ist bestimmt als die Schweißlinienrichtung. Wie in 2A gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Schweißlinie 20 gerade ist, die Richtung, in der sich die Schweißlinie 20 erstreckt, die Schweißlinienrichtung. Wie in 2B gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Schweißlinie 50 gekrümmt ist, die Richtung, in der sich eine Tangente 51a der Schweißlinie 50 an dem ersten Ende 51 erstreckt, die Schweißlinienrichtung.
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Die Vorlinie ist so angepasst, dass der Annäherungswinkel relativ zu der Schweißlinie ein stumpfer Winkel wird. Der stumpfe Winkel meint einen Winkel größer als 90° und kleiner als 180°. Der Annäherungswinkel meint den kleineren Winkel aus den Winkeln, die mittels einer ersten Geraden und einer zweiten Geraden gebildet werden. Die erste Gerade erstreckt sich von dem vierten Ende der Vorlinie hin zu dem dritten Ende in der Vorlinienrichtung. Die zweite Gerade erstreckt sich von dem ersten Ende der Schweißlinie hin zu dem zweiten Ende in der Schweißlinienrichtung.
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Und zwar, wie in 2A gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Schweißlinie 20 und die Vorlinie 30 beide Geraden sind, der kleinere Winkel aus den Winkeln, die mittels der Schweißlinie 20 und der Vorlinie 30 an dem ersten Ende 21 (in anderen Worten, dem vierten Ende 31) gebildet werden, ein Annäherungswinkel 40. Wie in 2B gezeigt, ist in dem Fall, in dem die Schweißlinie 50 und die Vorlinie 60 beide gekrümmte Linien sind, der kleinere Winkel aus den Winkeln, die von der Tangente 51a der Schweißlinie 50 an dem ersten Ende 51 und der Tangente 61a der Vorlinie 60 an dem vierten Ende 61 gebildet werden, ein Annäherungswinkel 70. Die Tangente 51a der Schweißlinie 50 erstreckt sich von dem ersten Ende 51 hin zu dem zweiten Ende 52. Die Tangente 61a der Vorlinie 60 erstreckt sich von dem vierten Ende 61 hin zu dem dritten Ende 62.
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Um die Aluminiumelemente 110, 120 zu fügen, werden Lichtbogenschweißen von dem dritten Ende 32 (62 in 2B) hin zu dem vierten Ende 31 (61) entlang der Vorlinie 30 (60) und Lichtbogenschweißen von dem ersten Ende 21 (51) hin zu dem zweiten Ende 22 (52) entlang der Schweißlinie 20 (50) nacheinander ausgeführt. Genauer gesagt wird zuerst Lichtbogenschweißen von dem dritten Ende 32 (62) hin zu dem vierten Ende 31 (61) entlang der Vorlinie 30 (60) ausgeführt. Wenn das Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie 30 (60) das vierte Ende 31 (61) erreicht, wird die Vorschubrichtung des Schweißens sofort geändert, und das Lichtbogenschweißen von dem ersten Ende 21 (51) hin zu dem zweiten Ende 22 (52) entlang der Schweißlinie 20 (50) wird ausgeführt.
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Wenn Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie und der Schweißlinie ausgeführt wird, wird mindestens die Richtung des Führungsendabschnitts 12 des Schweißbrenners 10 angepasst, sodass der Schweißdraht 11, der sich von dem Führungsendabschnitt 12 erstreckt, gehalten wird, um sich in einer Vorschubwinkelrichtung oder in einer senkrechten Richtung zu erstrecken. 1B zeigt eine Schweißraupe 111a, die von Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie 30 und der Schweißlinie 20 gebildet wird. Wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird, kann die Richtung des Führungsendabschnitts 12 und so weiter so angepasst werden, dass das Schutzgas kontinuierlich von dem Führungsendabschnitt 12 in der Vorschubwinkelrichtung abgegeben wird.
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Die Vorschubwinkelrichtung ist eine Richtung, in der sich der Schweißdraht 11 erstreckt, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird, sodass die Spitze des Schweißdrahts 11 hin zu dem zweiten Ende relativ zu der Wurzel davon positioniert ist. Anders gesagt ist die Vorschubwinkelrichtung eine Richtung, in der sich der Schweißdraht 11 erstreckt, wie in 1A, 1B gezeigt, sodass die Spitze des Schweißdrahts 11 zu einer Schweißvorschubrichtung 15 hin relativ zu der Wurzel davon positioniert ist. Die senkrechte Richtung ist eine Richtung, die senkrecht zu einem Teil der Außenoberflächen der Aluminiumelemente 110, 120 ist, an denen Lichtbogenschweißen ausgeführt werden soll.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Schweißdraht 11, der sich von dem Führungsendabschnitt 12 erstreckt, bei X°, der vorstehend beschrieben ist, relativ zu der vertikalen Richtung geneigt. Dadurch ist in dem Fall, zum Beispiel, in dem die Schweißoberfläche eben ist und horizontal gestellt ist, wenn Lichtbogenschweißen ausgeführt wird, der Schweißdraht 11 bei X° relativ zu der normalen Linie der Schweißoberfläche geneigt. Wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird, um einen Zustand aufrecht zu erhalten, wobei der Schweißdraht 11 sich in der Vorschubwinkelrichtung oder in der senkrechten Richtung erstreckt, wird eine Anpassung zum Beispiel in der Vorschubrichtung des Schweißens, oder der Richtung der Aluminiumelemente 110, 120 durchgeführt. In dem Fall, in dem zum Beispiel die ebene Schweißoberfläche nicht horizontal gestellt ist, oder die Schweißoberfläche gekrümmt ist, wird eine ähnliche Anpassung durchgeführt, um den vorgenannten Zustand aufrecht zu erhalten, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird.
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[Wirkungen]
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(1) Gemäß der vorstehend genannten Ausführungsform wird Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie vor dem Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt. In dieser Weise werden die Aluminiumelemente 110, 120 vorgewärmt. Dadurch kann ein Schweißen entlang der Schweißlinie in einer bevorzugten Weise ausgeführt werden.
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Der Schweißdraht 11 wird gehalten, um sich in der Vorschubwinkelrichtung oder in der senkrechten Richtung zu erstrecken. Entsprechend wird das Schutzgas hin zu der Schweißvorschubrichtung 15 zugeführt, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird. Demzufolge kann ein Teil der Aluminiumelemente 110, 120 auf der Schweißlinie wirkungsvoll von dem Schutzgas abgedeckt werden, bevor Lichtbogenschweißen ausgeführt wird. Dies kann ein Eindringen von Atmosphäre in den Lichtbogenschweißabschnitt, das einen Temperaturanstieg in dem Lichtbogenschweißabschnitt herbeiführt, hemmen, und folglich eine Bildung von Gaseinschlüssen in dem Lichtbogenschweißabschnitt hemmen.
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In dem Fall, in dem der Annäherungswinkel zwischen der Vorlinie und der Schweißlinie ein spitzer Winkel ist, wird die Vorschubrichtung des Schweißens jedoch in hohem Maße geändert, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie beendet ist und Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie begonnen wird. Das Schutzgas kann nicht ausreichend hin zu der Schweißvorschubrichtung 15 zugeführt werden, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie begonnen wird. Dies behindert ein wirkungsvolles Abdecken der Abschnitte von den Aluminiumelementen 110, 120 auf der Schweißlinie mittels des Schutzgases. Demzufolge dringt Atmosphäre in den Lichtbogenschweißabschnitt ein, das einen Anstieg der Temperatur des Lichtbogenschweißabschnitts herbeiführt, und Gaseinschlüsse werden wahrscheinlich gebildet. Ferner behindert der spitze Annäherungswinkel eine schnelle Änderung der Schweißvorschubrichtung, was wiederum eine übermäßige Erwärmung in der Nähe der Schnittstelle der Schweißlinie und der Vorlinie herbeiführt.
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Im Gegensatz dazu ist der Annäherungswinkel zwischen der Vorlinie und der Schweißlinie in der vorstehend genannten Ausführungsform ein stumpfer Winkel. Eine große Veränderung in der Schweißvorschubrichtung kann gehemmt werden, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie beendet ist und Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie begonnen wird. Wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie begonnen wird, kann ein Teil der Aluminiumelemente 110, 120 auf der Schweißlinie wirkungsvoll mittels des Schutzgases vor dem Lichtbogenschweißen abgedeckt werden. Dies kann ein Eindringen von Atmosphäre in den Lichtbogenschweißabschnitt, das einen Temperaturanstieg in dem Lichtbogenschweißabschnitt herbeiführt, hemmen, und folglich eine Bildung von Gaseinschlüssen in dem Lichtbogenschweißabschnitt hemmen. Ferner kann die Vorschubgeschwindigkeit des Schweißens daran gehindert werden, vermindert zu werden, da der Winkel, der gebildet wird, wenn die Vorschubrichtung des Schweißens zu Beginn des Lichtbogenschweißens entlang der Schweißlinie geändert wird, ein stumpfer Winkel ist. Anders gesagt kann die Schweißvorschubrichtung schnell geändert werden, um Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie zu beginnen. Entsprechend kann übermäßige Erwärmung in der Nähe des Schnittpunkts der Schweißlinie und der Vorlinie gehemmt werden, und Lichtbogenschweißen kann mit konstanter Qualität ausgeführt werden.
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Entsprechend können die Aluminiumelemente 110, 120 mittels eines einfachen Lichtbogenschweißverfahrens, ohne z. B. den Zustand der Oxidfilme der Aluminiumelemente 110, 120 zu prüfen oder die Ausgangsspannung oder die Lichtbogenlänge anzupassen, bevorzugt lichtbogengeschweißt werden.
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(2) In dem Fall, in dem der Winkel 11a des Schweißdrahts 11 relativ zu der vertikalen Richtung größer als 0° und kleiner als 20° ist, kann der Schweißdraht 11 vorzugsweise so gehalten werden, dass er sich in der Vorschubwinkelrichtung erstreckt, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird.
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(3) Das Schutzgas wird von dem Führungsendabschnitt 12 des Schweißbrenners 10 entlang dem Schweißdraht 11 zugeführt. Entsprechend kann das Schutzgas vorzugsweise hin zu dem Abschnitt zugeführt werden, an dem Lichtbogenschweißen ausgeführt werden soll. Zusätzlich kann das Schutzgas vorzugsweise hin zu der Schweißvorschubrichtung 15 zugeführt werden, wenn Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie ausgeführt wird.
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[Andere Ausführungsformen]
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(1) Die vorgenannte Ausführungsform hat Fälle beschrieben, in denen die Schweißlinie und die Vorlinie beide Geraden sind oder beide gekrümmte Linien sind. Als Alternative kann eine, die Schweißlinie oder die Vorlinie, eine Gerade sein und die andere eine gekrümmte Linie sein.
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(2) Es kann möglich sein, eine Funktion eines Elements in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform auf eine Vielzahl von Elementen aufzuteilen, oder Funktionen einer Vielzahl von Elementen in einem Element zu integrieren. Außerdem können die Ausgestaltungen in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen teilweise nur weggelassen werden, wenn die Probleme gelöst werden. Eine beliebige Form, die in den Schutzbereich der technischen Idee fällt, die durch die in den nachstehenden Ansprüchen aufgeführten Formulierungen bestimmt ist, kann eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sein.
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(3) Das Verfahren zum Herstellen des gefügten Bauteils 100 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann außerdem wie folgt implementiert werden. Nach dem Herstellungsverfahren wird das gefügte Bauteil 100 hergestellt, das erhalten wird, indem Aluminiumelemente 110, 120, die aus Metall, umfassend Aluminium, hergestellt sind, mittels Lichtbogenschweißens gefügt werden, wobei ein Lichtbogen von dem Schweißdraht 11 entladen wird, der sich von dem Führungsendabschnitt 12 des Schweißbrenners 10 erstreckt, der ausgestaltet ist, um das Schutzgas hin zu dem Lichtbogenschweißabschnitt zuzuführen, an dem das Lichtbogenschweißen ausgeführt werden soll.
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In einem ersten Schritt werden die Außenoberflächen der Aluminiumelemente 110, 120 mit der Schweißlinie 20 (50), die sich von dem ersten Ende 21 (51) zu dem zweiten Ende 22 (52) erstreckt, und der Vorlinie 30 (60), die sich von dem dritten Ende 32 (62) zu dem vierten Ende 31 (61) erstreckt, versehen. Das vierte Ende 31 (61) der Vorlinie ist mit dem ersten Ende 21 (51) der Schweißlinie verbunden.
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Ähnlich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Vorlinie 30 (60) so angepasst, dass der kleinere Winkel 40 (70) aus den Winkeln, die von der Geraden, die sich von dem vierten Ende 31 (61) hin zu dem dritten Ende 32 (62) in der Vorlinienrichtung erstreckt, und der Geraden, die sich von dem ersten Ende 21 (51) hin zu dem zweiten Ende 22 (52) in der Schweißlinienrichtung erstreckt, gebildet werden, ein stumpfer Winkel wird.
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In einem zweiten Schritt wird die Richtung des Schweißdrahts 11 so angepasst, dass sich der Schweißdraht 11 senkrecht zu dem Lichtbogenschweißabschnitt an der Außenoberfläche erstreckt, oder sich in der vorgenannten Vorschubwinkelrichtung erstreckt.
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Die Reihenfolge, um den ersten Schritt und den zweiten Schritt auszuführen, ist entsprechend bestimmt. In dem Fall, in dem die Richtung des Schweißdrahts 11 bereits angepasst worden ist, kann der zweite Schritt weggelassen werden.
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In dem dritten Schritt werden das Lichtbogenschweißen entlang der Vorlinie 30 (60) von dem dritten Ende 32 (62) zu dem vierten Ende 31 (61) und das Lichtbogenschweißen entlang der Schweißlinie 20 (50) von dem ersten Ende 21 (51) zu dem zweiten Ende 22 (52) nacheinander ausgeführt, wobei die Richtung des Schweißdrahts 11, die in dem zweiten Schritt angepasst wurde, beibehalten wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 200540812 [0003]
- JP 2005040812 [0003]
