DE102018128402A1 - Process for producing a laser welded joint - Google Patents

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Franz-Xaver Schweighart
Anton Hoesl
Hannes Vasold
Franz Korber
Armin Berger
Maik Hammer
Stefan Beck
Markus Lachenmaier
Martin Endres
Alexander Grimm
Georgij Safronov
Felix Theurer
Fabian Fischer
Marcus RAEPPLE
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Bayerische Motoren Werke AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißverbindung, mit den Schritten:
- Aneinanderbringen eines Fügeabschnitts (11, 31, 61) eines ersten Bauteils (10, 30, 60) mit einem zweiten Bauteil (20, 40, 70), wobei ein gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt vorstehender Vorsprung (12, 32, 65, 66) des ersten Bauteils (10, 30, 60) mit dem zweiten Bauteil (20, 40, 70) in Kontakt kommt,
- kraftschlüssiges Aneinanderpressen der Bauteile an mindestens zwei Fixierstellen (15, 16; 35, 36; 62, 63) des Fügeabschnitts, die beidseitig des Vorsprungs (12, 32, 65, 66) angeordnet sind, wodurch ein Federelementabschnitt (12, 32) des ersten Bauteils (10, 30) oder ein Federelementabschnitt (72) des zweiten Bauteils (70) elastisch verformt wird,
- Fügen der aneinandergepressten Bauteile an den Fixierstellen (15, 16; 35, 36; 62, 63) und
- Verschweißen der Bauteile an dem Federelementabschnitt (12, 32, 72) mittels Laserstrahl.

Figure DE102018128402A1_0000
The invention relates to a method for producing a laser welded connection, comprising the steps:
- Bringing together a joining section (11, 31, 61) of a first component (10, 30, 60) with a second component (20, 40, 70), wherein a projection (12, 32, 65, 66) protruding from the rest of the joining section the first component (10, 30, 60) comes into contact with the second component (20, 40, 70),
- Force-fitting pressing together of the components at at least two fixing points (15, 16; 35, 36; 62, 63) of the joining section, which are arranged on both sides of the projection (12, 32, 65, 66), whereby a spring element section (12, 32) of the first component (10, 30) or a spring element section (72) of the second component (70) is elastically deformed,
- Joining the components pressed together at the fixing points (15, 16; 35, 36; 62, 63) and
- Welding the components on the spring element section (12, 32, 72) using a laser beam.
Figure DE102018128402A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißverbindung, insbesondere mittels Remote-Laserstrahlschweißen.The invention relates to a method for producing a laser welding connection, in particular by means of remote laser beam welding.

Beim Laserstrahlschweißen wird ein fokussierter Strahl hoher Leistungsdichte auf eine Fügestelle gerichtet, wodurch das bestrahlte Material aufschmilzt. Durch eine Relativbewegung zwischen Laserstrahl und den zu fügenden Bauteilen wird das Schmelzbad bewegt. Die erkaltende Schmelze erstarrt und verbindet die miteinander verschweißten Bauteile stoffschlüssig. Dabei zeichnet sich das Laserstrahlschweißen durch eine hohe Schweißgeschwindigkeit und hohe Bauteilflexibilität aus. Zudem benötigt das Laserstrahlschweißen nur eine einseitige Bauteilzugänglichkeit.In laser beam welding, a focused beam of high power density is directed onto a joint, which melts the irradiated material. The weld pool is moved by a relative movement between the laser beam and the components to be joined. The cooling melt solidifies and cohesively connects the components that are welded together. Laser beam welding is characterized by a high welding speed and high component flexibility. In addition, laser beam welding only requires unilateral component access.

Die Schweißgeschwindigkeiten und die Flexibilität lassen sich noch weiter steigern, wenn das Laserschweißen als Remote-Laserschweißen durchgeführt wird. Hierbei wird der Laserstrahl über ein Scannersystem auf die Bauteile gerichtet und über diese geführt. Das Scannersystem erlaubt eine ein- oder mehrachsige Auslenkung des Laserstrahls. Üblicherweise erfolgt das Remote-Laserstrahlschweißen mit einem großen Arbeitsabstand von z.B. mehr als 0,4 m zur Schweißstelle. Aufgrund des großen Arbeitsabstands und der hohen Schweißgeschwindigkeiten erfolgt das Remote-Laserstrahlschweißen ohne Zusatzmaterial. Hieraus resultiert eine nur geringe Spaltüberbrückbarkeit und die Notwendigkeit am technischen Nullspalt zu schweißen. Dies macht üblicherweise aufwendige Spannsysteme notwendig, mit denen die Bauteile an der Fügestelle aufeinandergepresst werden.The welding speeds and flexibility can be increased even further if the laser welding is carried out as remote laser welding. The laser beam is directed onto the components via a scanner system and guided over them. The scanner system allows single or multi-axis deflection of the laser beam. Remote laser beam welding usually takes place with a large working distance of e.g. more than 0.4 m to the welding point. Due to the large working distance and the high welding speeds, remote laser beam welding is carried out without additional material. This results in only a small gap bridging ability and the need to weld at the technical zero gap. This usually makes complex clamping systems necessary, with which the components are pressed together at the joint.

Die im Karosseriebau eingesetzten Bauteile weisen zudem häufig eine Antikorrosionsbeschichtung, wie z.B. eine Zinkbeschichtung auf. Aufgrund der niedrigen Siedetemperatur der Beschichtung kommt es während der Schweißung zur Verdampfung des Beschichtungsmaterials. Ohne hinreichende Vorkehrungen für eine gerichtete Zinkentgasung kommt es zu Spritzern und daraus resultierenden Nahtfehlern bzw. notwendiger Nacharbeit, was das Laserstrahlschweißen gegenüber z.B. dem Widerstandspunktschweißen ins Abseits stellt.The components used in body construction often have an anti-corrosion coating, e.g. a zinc coating. Due to the low boiling temperature of the coating, the coating material evaporates during welding. Without adequate precautions for directional zinc degassing, spatter and the resulting seam defects or necessary reworking occur, which means that laser beam welding compared to e.g. resistance welding.

Aufgrund dieser Problematik und den hohen Anschaffungskosten der Laserschweißanlagen wird das Laserstrahlschweißen im Karosseriebau bislang nur zurückhaltend eingesetzt. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Möglichkeit anzugeben, wie die Potentiale beim Laserstrahlschweißen insbesondere im Karosseriebau, besser genutzt werden können. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei dem auf einfache Art und Weise sichergestellt wird, dass die Bauteile lasergerecht, d.h. am technischen Nullspalt und mit gezielter Entgasungsmöglichkeit, gespannt und geschweißt werden können.Due to this problem and the high acquisition costs of laser welding systems, laser beam welding has so far only been used cautiously in body construction. Against this background, it is the object of the present invention to provide a possibility of how the potentials in laser beam welding, in particular in body construction, can be better used. Another object of the invention is to provide a method in which it is ensured in a simple manner that the components are laser-compatible, i.e. can be clamped and welded at the technical zero gap and with a targeted degassing option.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.The object is achieved by a method according to claim 1. Further advantageous refinements result from the subclaims and the following description.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schweißverbindung angegeben mit den Schritten:

  • - Aneinanderbringen eines Fügeabschnitts eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, wobei ein gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt vorstehender Vorsprung des ersten Bauteils mit dem zweiten Bauteil in Kontakt kommt,
  • - Aneinanderpressen der Bauteile an mindestens zwei Fixierstellen des Fügeabschnitts, die beidseitig des Vorsprungs angeordnet sind, wodurch ein Federelementabschnitt des ersten Bauteils oder des zweiten Bauteils elastisch verformt wird,
  • - Fügen der aneinandergepressten Bauteile an den Fixierstellen und Verschweißen der Bauteile an dem Federelementabschnitt mittels Laserstrahl.
A method for producing a welded connection is specified, with the following steps:
  • Bringing together a joining section of a first component with a second component, a projection of the first component protruding from the rest of the joining section coming into contact with the second component,
  • Pressing the components together at at least two fixing points of the joining section which are arranged on both sides of the projection, as a result of which a spring element section of the first component or of the second component is elastically deformed,
  • - Joining the components pressed together at the fixing points and welding the components to the spring element section using a laser beam.

Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, die Bauteile durch das Einbringen von konstruktiven Elementen in den Fügeabschnitt bereits beim Fixieren innerhalb der Baugruppe lasergerecht zu spannen. Der Fügeabschnitt ist dabei ein Abschnitt des ersten Bauteils, in dem die Fixerstellen und der Vorsprung angeordnet sind und der durch nachfolgende Fügeverfahren mit dem zweiten Bauteil gefügt wird.The invention is based on the idea of tensioning the components in a laser-compatible manner by introducing structural elements into the joining section when they are fixed within the assembly. The joining section is a section of the first component in which the fixing points and the projection are arranged and which is joined to the second component by subsequent joining processes.

Werden die Bauteile aneinander gebracht, so gelangt zunächst der Vorsprung in Kontakt mit dem zweiten Bauteil. Werden die Bauteile anschließend an den Fixierstellen aneinandergepresst, so wirkt eine erhöhte Presskraft zwischen Vorsprung und zweitem Bauteil. Diese wirkt auf den Federelementabschnitt ein. Der Federelementabschnitt ist ein Abschnitt des Fügeabschnitts, der aufgrund seiner geometrischen Gestaltung, wie z.B. Form und/oder Wandstärke, in der Lage ist, sich unter der vorgegebenen Krafteinwirkung elastisch zu verformen. Mit dem Zusammenpressen der Bauteile an den Fixierstellen kommt es infolgedessen zu einer elastischen Verformung des Federelementabschnitts, welcher wiederum eine der Verformung entgegenwirkenden Federkraft auf das gegenüberliegende Bauteil ausübt. Durch das Fügen der Bauteile an den Fixierstellen wird diese Verformung sowie die resultierende Federkraft quasi „eingefroren“. Die beiden Bauteile sind zueinander gespannt und es besteht ein definierter Kontakt.If the components are brought together, the projection first comes into contact with the second component. If the components are then pressed together at the fixing points, an increased pressing force acts between the projection and the second component. This acts on the spring element section. The spring element section is a section of the joining section which, due to its geometric configuration, e.g. Shape and / or wall thickness, is able to deform elastically under the specified force. When the components are pressed together at the fixing points, there is consequently an elastic deformation of the spring element section, which in turn exerts a spring force counteracting the deformation on the opposite component. By joining the components at the fixing points, this deformation and the resulting spring force are practically “frozen”. The two components are clamped to each other and there is a defined contact.

Durch das beschriebene Verfahren wird sichergestellt, dass am Federelementabschnitt unabhängig von weiteren Spannvorrichtungen ein technischer Nullspalt vorliegt. Die Federelementabschnitte, welche auch als bauteilintegrierte lasergerechte Spannmerkmale bezeichnet werden, ermöglichen es, die Baugruppe nach dem Fixieren an den Fixierstellen ohne Einsatz weiterer Spanntechnik mit einem Laserstrahl auszuschweißen. The method described ensures that there is a technical zero gap on the spring element section, regardless of other tensioning devices. The spring element sections, which are also referred to as component-integrated laser-compatible clamping features, make it possible to weld the assembly with a laser beam after fixing it to the fixing points without using any other clamping technology.

Das erste und zweite Bauteil werden an den Fixierstellen aneinandergepresst und gefügt. Das Fügen der Bauteile kann z.B. durch eine Verschraubung oder Vernietung erfolgen. Besonders bevorzugt werden die beiden Bauteile an den Fixierstellen durch eine Punktschweißung verbunden. Die Punktschweißverbindung kann vorzugsweise als herkömmliche Widerstandspunktschweißverbindung ausgebildet sein. Das Widerstandspunktschweißen ist aufgrund der beidseitigen Krafteinwirkung besonders geeignet, Bauteilungenauigkeiten beim Fügen auszugleichen und die Bauteile an den Fixierstellenn zusammenzupressen. Zudem sind insbesondere an Karosseriebauteilen üblicherweise eine Vielzahl an Widerstandspunkten vorgesehen. Vorteilhafter Weise können einige dieser Punkte als Fixierung an den Fixierstellen dienen, während weitere Widerstandspunkte durch die Verschweißung an den Federelementabschnitten ersetzt werden.The first and second components are pressed together at the fixing points and joined. The joining of the components can e.g. by screwing or riveting. The two components are particularly preferably connected at the fixing points by spot welding. The spot weld connection can preferably be designed as a conventional resistance spot weld connection. Resistance spot welding is particularly suitable due to the force exerted on both sides, to compensate for component inaccuracies when joining and to press the components together at the fixing points. In addition, a large number of resistance points are usually provided, in particular on body components. Advantageously, some of these points can serve as fixation at the fixing points, while further resistance points are replaced by the welding on the spring element sections.

Die an den Fixierstellen ausgebildeten Fügeverbindungen können als reine Geopunkte konzipiert sein, d.h. sie können zur geometrischen Fixierung der Bauteile zueinander dienen, jedoch alleine nicht zur Realisierung einer hinreichenden Festigkeit ausreichen. Die Lasernaht am Federelementabschnitt ist eine Ausschweißnaht, mittels der eine hinreichend hohe Festigkeit des Bauteilverbundes bewirkt wird.The joint connections formed at the fixing points can be designed as pure geopoints, i.e. they can be used to fix the components to one another geometrically, but alone are not sufficient to achieve sufficient strength. The laser seam on the spring element section is a weld seam, by means of which a sufficiently high strength of the component assembly is brought about.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Federelementabschnitt durch den Vorsprung gebildet, d.h. beim Zusammenpressen der Bauteile verformt sich der zuvor vorstehende Vorsprung. Ein derartiger Vorsprung kann auf einfache Art und Weise und ohne Zusatzaufwand direkt bei der Bauteilherstellung mit erzeugt werden, z.B. im Presswerk bei einem Blechbauteil oder beim Gießen eines Gußbauteils. Die notwendigen Genauigkeiten beim Überstand sind dabei problemlos abbildbar.In one embodiment of the invention, the spring element section is formed by the projection, i.e. When the components are pressed together, the above projection protrudes. Such a projection can be produced in a simple manner and without additional effort directly during component production, e.g. in the press shop for a sheet metal component or when casting a cast component. The necessary accuracy for the protrusion can be easily mapped.

In einer Ausgestaltung ist ein derartiger Federelementabschnitt als ein durch mindestens eine Sicke vom restlichen Fügeabschnitt beabstandeter Blechabschnitt ausgebildet. Beispielsweise kann der Federelementabschnitt von einer kreisförmigen Sicke umgeben sein. In einer alternativen Ausgestaltung ist das Federelement stegförmig ausgebildet und seitlich von z.B. zwei oder mehr Sicken begrenzt. Vorteilhafter Weise ermöglicht diese Ausgestaltung die Ausnutzung bereits in dem Bauteil eingesetzter Sicken, wie z.B. KTL-Sicken, als bauteilintegrierte Spannmerkmale durch geschickte Tolerierung der Anlageflächen gegeneinander. Dies reduziert den Aufwand zur Herstellung der Federelementabschnitte und ermöglicht eine einfache Integration in bestehende Herstellungsabläufe. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die offene Kavität der Sicke gleichzeitig als Ausgasungsspalt dient, weshalb weitere Vorkehrungen zur Zinkentgasung nicht notwendig sind.In one configuration, such a spring element section is designed as a sheet metal section spaced apart from the rest of the joining section by at least one bead. For example, the spring element section can be surrounded by a circular bead. In an alternative embodiment, the spring element is web-shaped and laterally e.g. limited to two or more beads. This configuration advantageously enables the use of beads already inserted in the component, such as KTL beads, as component-integrated clamping features by skillful tolerance of the contact surfaces against each other. This reduces the effort for producing the spring element sections and enables simple integration into existing production processes. It is also advantageous that the open cavity of the bead also serves as a degassing gap, which is why further precautions for zinc degassing are not necessary.

Dieser Vorteil kommt besonders dann zum Tragen, wenn in einer bevorzugten Ausgestaltung das Laserstrahlschweißen im Radiusauslauf der mindestens einen Sicke erfolgt. Im vorliegenden Fall weist das erste Bauteil einen nahezu ebenen Abschnitt auf, der in einen vom zweiten Bauteil weggebogenen Abschnitt übergeht. Der Übergang von ebenem zu gebogenem Abschnitt wird als Radiusauslauf bezeichnet.This advantage is particularly evident when, in a preferred embodiment, the laser beam welding takes place in the radius outlet of the at least one bead. In the present case, the first component has an almost flat section which merges into a section bent away from the second component. The transition from a flat to a curved section is called a radius outlet.

Ein Verfahren, mit dem prozesssicher im Radiusauslauf einer Rundung geschweißt werden kann, ist beispielsweise in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 102018213297.6 beschrieben, welche hiermit durch Bezugnahme vollständig aufgenommen wird. Bei dem Verfahren werden die Bauteile im Überlappstoß angeordnet und mittels einer I-Naht an einer vorgegebenen Schweißposition verschweißt. Im Fügebereich ist das Oberblech (erstes Bauteil) mit einem Radius vom Unterblech (zweites Bauteil) weggebogen. Das Oberblech wird optisch vermessen zur Bestimmung mindestens eines die Biegung charakterisierenden Kennwerts und es wird anhand des mindestens einen Kennwerts die Schweißposition für den Bearbeitungslaserstrahl vorgegeben. Hierbei geht das Verfahren von der Überlegung aus, dass durch die Biegung des Oberblechs ein sich kontinuierlich erweiternder Spalt bereitgestellt wird, der zum Zwecke der Zinkentgasung genutzt werden kann. Die Erfindung macht sich nun zunutze, dass der Verlauf des Oberblechs auch den Verlauf des Spaltes widerspiegelt. Im ebenen Bereich des Oberblechs, d.h. vor der Biegung, liegt dieses auf dem Unterblech auf. Mit Beginn der Biegung entfernt sich das Oberblech vom Unterblech und es entsteht ein Spalt zwischen beiden Bauteilen. Geht man von einer konstanten Bauteildicke aus, nimmt die Höhe des Spaltes in dem Maß zu, wie der Abstand der Oberfläche des Oberblechs vom Unterblech zunimmt. Somit bildet der Höhenverlauf der Oberfläche des Oberblechs sehr exakt den Höhenverlauf des Spaltes ab.A method with which reliable welding can be carried out in the radius outlet of a curve is, for example, in the not previously published German patent application 102018213297.6 described, which is hereby incorporated in full by reference. In the process, the components are arranged in an overlap joint and welded at a predetermined welding position using an I-seam. In the joining area, the top plate (first component) is bent away from the bottom plate (second component) with a radius. The top plate is optically measured to determine at least one characteristic value characterizing the bend and the welding position for the processing laser beam is specified on the basis of the at least one characteristic value. Here, the method is based on the consideration that the bending of the top plate provides a continuously widening gap that can be used for the purpose of zinc degassing. The invention now makes use of the fact that the course of the top plate also reflects the course of the gap. In the flat area of the top plate, ie before the bend, it lies on the bottom plate. At the beginning of the bend, the top plate moves away from the bottom plate and a gap is created between the two components. Assuming a constant component thickness, the height of the gap increases as the distance between the surface of the top plate and the bottom plate increases. The height profile of the surface of the top plate thus reproduces the height profile of the gap very precisely.

Die Schweißposition wird nun so gewählt, dass die Spalthöhe an dieser Stelle einerseits eine ausreichende Zinkentgasung ermöglicht und andererseits eine ausreichende Anbindung der Bauteile durch die Naht sicherstellt. Dies wird durch eine optische Vermessung der Bauteiloberfläche und eine Positionierung des Laserstrahls in Abhängigkeit der gemessenen Bauteilform erzielt. Die optische Vermessung kann unmittelbar vor dem Verschweißen der Bauteile erfolgen, wodurch wird eine Möglichkeit gegeben wird, die Positionierung des Bearbeitungslaserstrahls in Echtzeit während des Schweißprozesses vorzunehmen.The welding position is now selected so that the gap height at this point on the one hand enables sufficient zinc degassing and on the other hand ensures an adequate connection of the components through the seam. This is done by an optical measurement of the component surface and a positioning of the laser beam depending on the measured component shape achieved. The optical measurement can take place immediately before the welding of the components, which gives a possibility to position the processing laser beam in real time during the welding process.

Die optische Vermessung kann mittels Lichtschnittverfahren erfolgen. Beim Lichtschnittverfahren wird mittels eines Lichtschnittsensors eine Laserlinie auf das zu vermessende Objekt projiziert. Diese Lichtebene schneidet das Messobjekt entlang einer Profillinie, deren Verlauf in Abhängigkeit von der Objekthöhe mehr oder weniger gekrümmt wird. Ein Bildsensor beobachtet die Szene und mithilfe der bekannten räumlichen Geometrie dieser Anordnung wird aus der Form der Profillinie die Höheninformation über das Objekt nach dem Triangulationsprinzip errechnet.The optical measurement can be carried out using a light section method. In the light section method, a laser line is projected onto the object to be measured using a light section sensor. This light plane intersects the measurement object along a profile line, the course of which is more or less curved depending on the object height. An image sensor observes the scene and, using the known spatial geometry of this arrangement, the height information about the object is calculated from the shape of the profile line according to the triangulation principle.

Aufgrund der Richtungsunabhängigkeit eignet sich insbesondere das Verfahren der optischen Kohärenztomographie (OCT) zur optischen Vermessung. Die OCT ist eine optische Mess- und Abbildungsmethode und bietet die Möglichkeit mittels Messlicht kontakt- und zerstörungsfrei Höheninformationen des jeweiligen Messpunktes zu gewinnen. Die Höheninformationen können mit der Lage des Messpunktes verknüpft werden, wodurch sich topographische Informationen der Bauteiloberfläche gewinnen lassen. So lässt sich ein linienartiges oder reliefartiges Höhenprofil der Oberfläche des Oberblechs erzeugen.Because of the directional independence, the method of optical coherence tomography (OCT) is particularly suitable for optical measurement. The OCT is an optical measurement and imaging method and offers the possibility of obtaining contact information and non-destructive height information of the respective measurement point using measurement light. The height information can be linked to the location of the measuring point, which enables topographical information on the component surface to be obtained. In this way, a line-like or relief-like height profile of the surface of the top plate can be created.

Als Kennwert für die Bestimmung der Schweißposition wird dann z.B. ein Radius der Biegung und die Position des Radiusauslaufs bestimmt. Solange das Bauteil im ebenen Bereich gemessen wird, schwankt der Abstand zum Sensor nur geringfügig. Erst mit Beginn der Biegung nimmt der Abstand zwischen Oberfläche des Oberblechs und Sensor stetig ab. Dies lässt sich mittels eines Algorithmus feststellen und so der Beginn der Biegung, also die Position des Radiusauslaufs auf dem Bauteil detektieren. Der Radius selbst lässt sich in Kenntnis des Radiusauslaufs aus den weiteren Daten des Höhenprofils gewinnen. Der Radius wiederum gibt Aufschluss über den Verlauf des Spaltes zwischen den beiden Bauteilen und lässt insbesondere eine Bestimmung der Spalthöhe in Abhängigkeit vom Abstand vom Radiusauslauf zu.The characteristic value for determining the welding position is then e.g. determines a radius of the bend and the position of the radius outlet. As long as the component is measured in the flat area, the distance to the sensor fluctuates only slightly. The distance between the surface of the top plate and the sensor only decreases steadily when the bend begins. This can be determined by means of an algorithm and the start of the bend, i.e. the position of the radius outlet on the component, can be detected. Knowing the radius run-out, the radius itself can be obtained from the further data of the height profile. The radius in turn provides information about the course of the gap between the two components and in particular allows the gap height to be determined as a function of the distance from the radius outlet.

Beispielsweise kann anhand des Radius ein Offset-Wert ermittelt werden. Der Offset-Wert gibt an, bei welchem Abstand vom Radiusauslauf die Spalthöhe den für eine Schweißung und Zinkentgasung optimalen Wert annimmt. Dann wird die Schweißposition vorgegeben durch Hinzurechnen des Offset-Werts zu der Position des Radiusauslaufs.For example, an offset value can be determined based on the radius. The offset value indicates at which distance from the radius outlet the gap height assumes the optimum value for welding and zinc degassing. Then the welding position is specified by adding the offset value to the position of the radius outlet.

Alternativ kann der Höhenverlauf des Bauteils ermittelt werden und es wird als Schweißposition eine Position vorgegeben, an der das Höhenprofil des Oberblechs einen vorgegebenen Wert erreicht. Geht man von einer konstanten Bauteildicke aus, so spiegelt der Höhenverlauf gegenüber dem ebenen Oberblechabschnitt gleichzeitig auch die Höhe des Spaltes zwischen den Bauteilen wieder. Mit diesem Vorgehen ist die Bestimmung der Schweißposition auf besonders einfache Art und Weise möglich.Alternatively, the height profile of the component can be determined and a position is specified as the welding position at which the height profile of the top plate reaches a predetermined value. Assuming a constant component thickness, the height profile compared to the flat top section also reflects the height of the gap between the components. This procedure enables the welding position to be determined in a particularly simple manner.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Federelementabschnitt als ein gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt schräg angestellter Flansch ausgebildet, der zwischen den beiden Fixierstellen verläuft. Mit anderen Worten ist das Bauteil zwischen den beiden Fixierstellen so geformt, dass ein Flanschabschnitt gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt geneigt verläuft, vorzugsweise unter einem spitzen Winkel und z.B. mit einem Winkel von weniger als 20 Grad. Dieser angestellte Flansch bildet eine Kavität für entstehende Zinkdämpfe bei gleichzeitiger Sicherstellung des technischen Nullspalts.In a further preferred embodiment, the spring element section is designed as a flange which is inclined relative to the remaining joining section and runs between the two fixing points. In other words, the component between the two fixing points is shaped such that a flange section is inclined with respect to the rest of the joining section, preferably at an acute angle and e.g. at an angle of less than 20 degrees. This employed flange forms a cavity for the resulting zinc vapors while at the same time ensuring the technical zero gap.

Es ist besonders bevorzugt, wenn der angestellte Flansch lediglich an seiner Stirnfläche, genauer gesagt mit einer Kante seiner Stirnfläche in Kontakt mit dem zweiten Bauteil gelangt. In dieser Ausgestaltung erfolgt das Verschweißen von erstem und zweitem Bauteil als Stirnkehlnaht entlang der Stirnfläche des Flansches. Neben einer beidseitigen Entgasungsmöglichkeit hat das Verfahren weiterhin den Vorteil einer einfachen Nahtverfolgung mittels bekannter Verfahren zur Kantenerkennung. Insbesondere eine berührungslose Kantenverfolgung ist möglich.It is particularly preferred if the employed flange only comes into contact with the second component on its end face, more precisely with an edge of its end face. In this embodiment, the welding of the first and second component takes place as a fillet weld along the end face of the flange. In addition to the possibility of degassing on both sides, the method also has the advantage of simple seam tracking using known methods for edge detection. In particular, contactless edge tracking is possible.

Wird mit derart angestelltem Flansch geschweißt, so kann der Hohlraum zwischen Flansch und zweitem Bauteil auch als Reservoir verwendet werden und zur Aufnahme z.B. überschüssigen Klebstoffs dienen. In einer Ausgestaltung ist es daher vorgesehen, dass zwischen dem ersten und zweiten Bauteil im Bereich des Fügeabschnitts weiterhin ein Klebstoff angeordnet wird. Werden die Bauteile aufeinandergepresst, so kann überschüssiger Klebstoff in den Hohlraum austreten ohne den nachfolgenden Laserschweißprozess zu beeinflussen. Vielmehr wird durch den Hohlraum sichergestellt, dass austretender Klebstoff nicht bis an die Stirnseite des angestellten Flansches und damit in den Bereich der Laserschweißnaht gelangen kann.If welding is carried out with such a flange, the cavity between the flange and the second component can also be used as a reservoir and for holding e.g. serve excess adhesive. In one embodiment it is therefore provided that an adhesive is still arranged between the first and second component in the region of the joining section. If the components are pressed together, excess adhesive can escape into the cavity without influencing the subsequent laser welding process. Rather, it is ensured by the cavity that emerging adhesive cannot reach the front face of the flange made and thus in the area of the laser weld seam.

Eine derartiges Reservoir lässt sich vorteilhafter Weise auf einfache Art und Weise vergrößern, indem in einer Ausgestaltung das zweite Bauteil eine dem angestellten Flansch gegenüberliegende Vertiefung aufweist.Such a reservoir can advantageously be enlarged in a simple manner by, in one embodiment, the second component having a recess opposite the flange.

Bei den bislang geschilderten Ausgestaltungen übernimmt der Vorsprung im ersten Bauteil auch die Funktion des Federelementabschnitts. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Federelementabschnitt im zweiten Bauteil angeordnet und wird durch den Vorsprung im ersten Bauteil ausgelenkt. Hier ist es eine bevorzugte Ausgestaltung, wenn der Vorsprung im ersten Bauteil durch eine Sicke ausgebildet ist und das Verschweißen in der Sicke erfolgt. Die Sicke ist auf der Oberseite der Bauteilanordnung sichtbar, wodurch eine exakte Positionierung des Laserstrahls auf einfache Art möglich ist. Auch diese Ausgestaltung ermöglicht die Nutzung bereits im Bauteil vorhandener oder vorgesehener Sicken, wie z.B. KTL-Sicken. In the embodiments described so far, the projection in the first component also takes on the function of the spring element section. In an alternative embodiment, the spring element section is arranged in the second component and is deflected by the projection in the first component. It is a preferred embodiment here if the projection in the first component is formed by a bead and the welding takes place in the bead. The bead is visible on the top of the component arrangement, which enables exact positioning of the laser beam in a simple manner. This configuration also enables the use of beads that are already present or provided in the component, such as, for example, KTL beads.

Das Laserstrahlschweißen ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt. Aufgrund des mit dem Verfahren erzeugten definierten technischen Nullspalts und der Möglichkeit, definierte Entgasungsmöglichkeiten vorzusehen, wird vorzugsweise das Remote-Laserstrahlschweißen eingesetzt.Laser beam welding is not limited to any particular process. Due to the defined technical zero gap generated by the method and the possibility of providing defined degassing options, remote laser beam welding is preferably used.

Das voranstehend beschrieben Verfahren eignet sich aufgrund der genannten Vorteile insbesondere für das Verschweißen von Karosseriebauteilen. Es ist möglich Ausschweißpunkte, die bislang durch Widerstandsschweißpunkte gebildet werden, durch Remote-Laserstrahlschweißnähte zu ersetzen. Bereits jetzt werden die Geopunkte im Karosseriebau als Widerstandspunkte geheftet, so dass diese als Fixierstellen genutzt werden können und das Verfahren mit nur geringen Änderungen an den Bauteilen in bestehende Verfahrensabläufe integriert werden kann.Because of the advantages mentioned, the method described above is particularly suitable for welding body components. It is possible to replace welding spots that were previously formed by resistance welding spots with remote laser beam welding seams. The geopoints in the body shop are already tacked as resistance points so that they can be used as fixing points and the process can be integrated into existing processes with only minor changes to the components.

Aufgrund der voranstehend beschriebenen integrierten Entgasungsmöglichkeiten kann das Verfahren vorzugsweise zum Verschweißen von beschichteten Blechbauteilen eingesetzt werden. So kann z.B. zumindest ein Bauteil mit einer Antikorrosionsbeschichtung versehen sein. Als Bauteile können sowohl Blechbauteile als auch Gussbauteile verwendet werden. Als Materialien eignen sich alle laserschweißbaren Materialien, wie z.B. Stahl- oder Aluminiumwerkstoffe.Because of the integrated degassing options described above, the method can preferably be used for welding coated sheet metal components. For example, at least one component can be provided with an anti-corrosion coating. Both sheet metal components and cast components can be used as components. All laser-weldable materials are suitable as materials, e.g. Steel or aluminum materials.

Insofern sind die Begriffe Oberblech und Unterblech so zu verstehen, als sie lediglich die Anordnung der Bauteile zueinander kennzeichnen. Als Oberblech wird hierbei das dem Laserstrahl zugewandte Bauteil bezeichnet, als Unterblech entsprechend das dem Laserstrahl abgewandte Bauteil.In this respect, the terms top plate and bottom plate are to be understood to mean only the arrangement of the components relative to one another. The component facing the laser beam is referred to as the top plate, and the component facing away from the laser beam is correspondingly referred to as the bottom plate.

Die genannten Vorteile in Kombination ermöglichen theoretisch das Fügen eines maximalen Bauteilspektrums sowie weitere Bearbeitungsschritte in derselben Laserzelle nur durch Anpassung der Schweiß- und Roboterprogramme. Gegenüber einem reinen Widerstandspunktschweißen wird kein großer Zangenpark benötigt, es besteht eine höhere Materialflexibilität und eine verringerte Bearbeitungszeit bei gleicher Bauteilfestigkeit.The above-mentioned advantages in combination theoretically enable the joining of a maximum component spectrum as well as further processing steps in the same laser cell only by adapting the welding and robot programs. Compared to pure resistance spot welding, no large pliers are required, there is greater material flexibility and a reduced machining time with the same component strength.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff „kann“ verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. 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 zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Bauteilanordnung gemäß eines ersten beispielhaften Verfahrens,
  • 2A bis C eine Schnittansicht A-A der Bauteilanordnung aus 1 zu verschiedenen Stadien des Verfahrens,
  • 3 eine perspektivische Ansicht einer Bauteilanordnung gemäß eines zweiten beispielhaften Verfahrens,
  • 4A bis C eine Schnittansicht B-B der Bauteilanordnung aus 3 zu verschiedenen Stadien des Verfahrens,
  • 5A bis C eine Schnittansicht der Bauteilanordnung aus 3 mit zusätzlicher Klebstoffschicht
  • 6 eine perspektivische Ansicht einer Bauteilanordnung gemäß eines dritten beispielhaften Verfahrens und
  • 7A bis C eine Schnittansicht C-C der Bauteilanordnung aus 6 zu verschiedenen Stadien des Verfahrens.
Exemplary embodiments are explained below with reference to the accompanying drawings. In it show:
  • 1 2 shows a perspective view of a component arrangement according to a first exemplary method,
  • 2A to C. a sectional view AA the component arrangement 1 at different stages of the process,
  • 3rd 2 shows a perspective view of a component arrangement according to a second exemplary method,
  • 4A to C. a sectional view BB the component arrangement 3rd at different stages of the process,
  • 5A to C. a sectional view of the component assembly 3rd with additional layer of adhesive
  • 6 a perspective view of a component arrangement according to a third exemplary method and
  • 7A to C. a sectional view CC the component arrangement 6 at different stages of the process.

1 zeigt eine erste beispielhafte Bauteilanordnung 1-1 zur Durchführung des Verfahrens. Die Bauteilanordnung beinhaltet ein erstes Bauteil 10 und ein zweites Bauteil 20 in Form je eines Blechbauteils. Das erste Bauteil 10 weist einen flanschartigen Fügeabschnitt 11 auf zum Verschweißen mit dem zweiten Bauteil 10. Im Fügeabschnitt 11 ist ein Federelementabschnitt 12 ausgebildet, der durch Sicken 13, 14 von benachbarten Fixierstellen 15, 16 abgegrenzt ist. In Fügerichtung auf das zweite Bauteil 20 steht der Federelementabschnitt 12 gegenüber den Fixierstellen 15, 16 vor, wie in 2A zu erkennen, und bildet somit einen Vorsprung. Zum Fügen werden die Bauteile 10, 20 nun lagerichtig zusammengebracht und an den Fixierstellen 15, 16 kraftschlüssig zusammengepresst und durch Widerstandschweißpunkte SP fixiert, gezeigt in 2B. Durch den Überstand des Federelementabschnitts 12 gelangt dieser vor den Fixierstellen 15, 16 in Anlage mit dem zweiten Bauteil 20 und wird beim weiteren Zusammenbringen der Bauteile elastisch verformt. In Folge dessen wird der Federelementabschnitt 12 mit einer definierten Federkraft gegen das zweite Bauteil 20 gespannt. 1 shows a first exemplary component arrangement 1-1 to carry out the procedure. The component arrangement includes a first component 10th and a second component 20th in the form of a sheet metal component. The first component 10th has a flange-like joining section 11 for welding to the second component 10th . In the joining section 11 is a spring element section 12th trained by beading 13 , 14 from neighboring fixing points 15 , 16 is delimited. In the direction of joining the second component 20th stands the spring element section 12th opposite the fixing points 15 , 16 before as in 2A recognizable, and thus forms a head start. The components are used for joining 10th , 20th now brought together in the correct position and at the fixing points 15 , 16 pressed together non-positively and by resistance welding points SP fixed, shown in 2 B . By the supernatant of the Spring element section 12th this gets in front of the fixing points 15 , 16 in contact with the second component 20th and is elastically deformed when the components are brought together again. As a result, the spring element section 12th with a defined spring force against the second component 20th curious; excited.

Nach dem Fixieren der Bauteile durch die Schweißpunkte SP an den Fixierstellen sind die Bauteile 10, 20 in vorgegebener Lage geometrisch zueinander fixiert. Es wird ein technischer Nullspalt sichergestellt, ohne dass weitere Spannvorrichtungen notwendig wären. Nachfolgend erfolgt das Ausschweißen des Bauteilverbunds mittels Laserstrahlung L. 2C zeigt beispielhaft je eine Schweißnaht 17, 18, die im Radiusauslauf der Sicke 13, 14 gesetzt wird. Der Radiusauslauf stellt dabei einen definierten Entgasungshohlraum 19 bereit, so dass besonders bevorzugt Bleche mit einer Antikorrosionsbeschichtung verschweißt werden können.After fixing the components with the welding points SP the components are at the fixing points 10th , 20th geometrically fixed to each other in a given position. A technical zero gap is ensured without the need for additional tensioning devices. The component assembly is then welded out using laser radiation L . 2C shows an example of a weld 17th , 18th in the radius of the bead 13 , 14 is set. The radius outlet provides a defined degassing cavity 19th ready, so that sheets with an anti-corrosion coating can be welded particularly preferably.

3 zeigt eine alternative Bauteilanordnung 1-2 zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten Bauteil 30 und einem zweiten Bauteil 40 in Form je eines Blechbauteils. Das erste Bauteil 30 weist einen Fügeabschnitt 31 auf mit einem Federelementabschnitt 32, der zwischen zwei Fixierstellen 35, 36 angeordnet ist. Der Federelementabschnitt ist gebildet durch einen stegförmigen Flansch mit einem freien Ende 33, der gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt 31 und insbesondere den Fixierstellen 35, 36 schräg angestellt ist, siehe hierzu auch 4A. Der schräg angestellte Bauteilflansch 32 ragt dabei mit seinem freien Ende 33 in Richtung auf das zweite Bauteil 40 vor und bildet einen Vorsprung gegenüber den Fixierstellen 35, 36. 3rd shows an alternative component arrangement 1-2 to carry out the method with a first component 30th and a second component 40 in the form of a sheet metal component. The first component 30th has a joining section 31 on with a spring element section 32 between two fixing points 35 , 36 is arranged. The spring element section is formed by a web-shaped flange with a free end 33 which is opposite the remaining joining section 31 and in particular the fixing points 35 , 36 is inclined, see also 4A . The slanted component flange 32 protrudes with its free end 33 towards the second component 40 in front and forms a projection over the fixing points 35 , 36 .

4 B zeigt, dass die beiden Bauteile 30, 40 in vorgegebener Lage ausgerichtet und durch Zusammenpressen an den Fixierstellen 35, 36 zueinander gebracht werden. Hierbei wird der vorstehende Federelementabschnitt 32 eingefedert und mit einer Federkraft gegen das zweite Bauteil 40 verspannt. Die Fixierung erfolgt wiederum vorzugsweise durch das Ausbilden je eines Widerstandschweißpunkts SP an den Fixierstellen 35, 36. Die Bauteile sind nun dauerhaft zueinander fixiert und der Federelementabschnitt 32 ist mit dem zweiten Bauteil 40 verspannt. Hierdurch wird eine Kante 34 der Stirnseite des Federelementabschnitts 32 mit definiertem Nullspalt zu dem zweiten Bauteil 40 positioniert. Im nächsten Schritt, gezeigt in 4C, erfolgt ein Verschweißen des Federelementabschnitts 32 mittels Laserstrahlung L, wozu eine Stirnkehlnaht 37 zwischen dem freien Ende 33 und dem zweiten Bauteil 40 ausgebildet wird. Der schräg angestellte Flansch 32 ermöglicht eine beidseitige definierte Entgasung, so dass besonders bevorzugt Bleche mit einer Antikorrosionsbeschichtung verschweißt werden können. 4 B shows that the two components 30th , 40 aligned in a given position and by pressing together at the fixing points 35 , 36 brought together. Here, the above spring element section 32 spring loaded and with a spring force against the second component 40 tense. The fixation is in turn preferably carried out by forming a resistance welding spot SP at the fixing points 35 , 36 . The components are now permanently fixed to each other and the spring element section 32 is with the second component 40 tense. This will create an edge 34 the end face of the spring element section 32 with a defined zero gap to the second component 40 positioned. In the next step, shown in 4C , the spring element section is welded 32 by means of laser radiation L , why a fillet weld 37 between the free end 33 and the second component 40 is trained. The slanted flange 32 enables defined degassing on both sides, so that sheets with an anti-corrosion coating can be welded particularly preferably.

5A bis C veranschaulicht eine alternative Ausgestaltung mit einer Bauteilanordnung 1-3, bei der in die Bauteilanordnung 1-2 von dem zu 4A bis C beschriebenen Verfahren zusätzlich eine Klebstoffschicht 50 zwischen das erste und zweite Bauteil eingebracht wird. Werden die Bauteile zusammengepresst und an den Fixierstellen durch (nicht dargestellte) Schweißpunkte verschweißt, so wird überschüssiger Klebstoff herausgepresst. Durch den angestellten Flansch 32 wird ein Hohlraum 38 gebildet, in den der überschüssige Klebstoff ausweichen kann, so dass sichergestellt ist, dass es nicht zu einer Beeinträchtigung zwischen Klebstoff 50 und Lasernaht 37 kommt. Je nach zu erwartender Menge an Klebstoff kann der Hohlraum 38 dadurch vergrößert werden, dass im zweiten Bauteil 40 eine, dem angestellten Flansch 32 gegenüberliegende Vertiefung 42 (durch den strichlierten Verlauf des Bauteils 40 dargestellt) vorgesehen wird. 5A to C. illustrates an alternative embodiment with a component arrangement 1-3 , in the in the component arrangement 1-2 from that to 4A to C. described method additionally an adhesive layer 50 is introduced between the first and second component. If the components are pressed together and welded at the fixing points by welding spots (not shown), excess adhesive is pressed out. Through the employed flange 32 becomes a cavity 38 formed into which the excess glue can escape, ensuring that there is no interference between glue 50 and laser seam 37 is coming. Depending on the expected amount of adhesive, the cavity can 38 can be enlarged in that in the second component 40 one, the employed flange 32 opposite depression 42 (due to the dashed course of the component 40 shown) is provided.

6 und 7 zeigen in einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung eine alternative Bauteilanordnung 1-4 zur Durchführung des Verfahrens mit einem ersten Bauteil 60 und einem zweiten Bauteil 70 in Form je eines Blechbauteils. In einem Fügeabschnitt 61 des ersten Bauteils 60 sind zwischen den Fixierstellen 62, 63, 64 jeweils ein Vorsprung 65 und 66 durch das Einpressen von Sicken ausgebildet. Diese Vorsprünge 65, 66 stehen in Richtung auf das zweite Bauteil 70 vor, siehe 7A. Werden die Bauteile 60, 70 nun an den Fixierstellen 62, 63, 64 zusammengepresst, so drücken die Vorsprünge 65, 66 auf den Bereich des zweiten Bauteils 70 zwischen den Fixierstellen 62, 63, 64. Dieser Bereich wird als Federelementabschnitt elastisch verformt und es wirkt eine entsprechende Federkraft zwischen beiden Bauteilen. Diese sorgt für einen definierten Kontakt und technischen Nullspalt. 6 and 7 show an alternative component arrangement in a further exemplary embodiment 1-4 to carry out the method with a first component 60 and a second component 70 in the form of a sheet metal component. In a joining section 61 of the first component 60 are between the fixing points 62 , 63 , 64 one lead each 65 and 66 formed by pressing in beads. These ledges 65 , 66 stand towards the second component 70 before, see 7A . Will the components 60 , 70 now at the fixing points 62 , 63 , 64 pressed together, so the protrusions press 65 , 66 on the area of the second component 70 between the fixing points 62 , 63 , 64 . This area is elastically deformed as a spring element section and a corresponding spring force acts between the two components. This ensures a defined contact and a technical zero gap.

7B zeigt die Verformung eines Federelementabschnitts 72 im Bereich des Vorsprungs 65. An den Fixierstellen 62, 63, 64 werden die Bauteile dauerhaft fixiert, vorzugsweise durch das Ausbilden von Schweißpunkten SP, z.B. durch Widerstandspunktschweißen. Anschließend erfolgt das Ausschweißen des Bauteilverbundes 1-4, wozu an der Kontaktstelle zwischen Vorsprung 65, 66 und zweitem Bauteil 70 geschweißt wird. 4C zeigt die mittels Laserstrahlung L ausgebildete I-Naht 67 an dem Vorsprung 65. Wird der Vorsprung, wie in 6 und 7 gezeigt, durch eine Sicke bereitgestellt, so gibt die Lage der Sicke eine optisch detektierbare Markierung für den Ort der Laserschweißung vor, was zudem eine genaue und schnelle Positionierung des Laserstrahls ermöglicht. 7B shows the deformation of a spring element section 72 in the area of the projection 65 . At the fixing points 62 , 63 , 64 the components are permanently fixed, preferably by forming welding spots SP , e.g. by resistance spot welding. The component assembly is then welded out 1-4 , why at the contact point between the projection 65 , 66 and second component 70 is welded. 4C shows that by means of laser radiation L trained I-seam 67 on the ledge 65 . If the lead, as in 6 and 7 shown, provided by a bead, the position of the bead provides an optically detectable marking for the location of the laser welding, which moreover enables the laser beam to be positioned precisely and quickly.

Das laserstrahlschweißen erfolgt vorzugsweise als Remote-Laserstrahlschweißen.Laser beam welding is preferably carried out as remote laser beam welding.

Obwohl in den Figuren die Fixierung jeweils durch Widerstandspunktschweißen erfolgt, sind andere Fixierungen, z.B. durch alternative Schweißverfahren oder durch Schraub- oder Nietverbindungen ebenfalls möglich. Although in the figures the fixation is carried out by resistance spot welding, other fixations, for example by alternative welding methods or by screw or rivet connections, are also possible.

Ebenso können z.B. Federelementabschnitte - insbesondere im Zusammenhang mit dem in den 1 und 2 gezeigten Beispiel - verwendet werden, die durch einen Blechabschnitt und eine umfangsseitig um den Blechabschnitt herumverlaufende Sicke gebildet sind.Similarly, for example, spring element sections - in particular in connection with the in the 1 and 2nd shown example - are used, which are formed by a sheet metal section and a circumferential bead around the sheet metal section.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1-1, 1-2, 1-3, 1-41-1, 1-2, 1-3, 1-4
BauteilanordnungComponent arrangement
10, 20, 30, 40, 60, 7010, 20, 30, 40, 60, 70
BauteileComponents
11, 31, 6111, 31, 61
FügeabschnitteJoining sections
12, 3212, 32
Federelementabschnitt und VorsprungSpring element section and projection
13, 1413, 14
SickenBeads
15, 16, 35, 36, 62, 63, 6415, 16, 35, 36, 62, 63, 64
FixierstellenFixing points
17, 18, 37, 6717, 18, 37, 67
LasernähteLaser seams
19, 3819, 38
EntgasungshohlraumDegassing cavity
3333
freies Endefree end
3434
KanteEdge
4242
Vertiefungdeepening
65, 6665, 66
Vorsprunghead Start
7272
FederelementabschnittSpring element section
SPSP
SchweißpunktSpot weld

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102018213297 [0016]DE 102018213297 [0016]

Claims (13)

Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißverbindung, mit den Schritten: - Aneinanderbringen eines Fügeabschnitts (11, 31, 61) eines ersten Bauteils (10, 30, 60) mit einem zweiten Bauteil (20, 40, 70), wobei ein gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt vorstehender Vorsprung (12, 32, 65, 66) des ersten Bauteils (10, 30, 60) mit dem zweiten Bauteil (20, 40, 70) in Kontakt kommt, - kraftschlüssiges Aneinanderpressen der Bauteile an mindestens zwei Fixierstellen (15, 16; 35, 36; 62, 63) des Fügeabschnitts, die beidseitig des Vorsprungs (12, 32, 65, 66) angeordnet sind, wodurch ein Federelementabschnitt (12, 32) des ersten Bauteils (10, 30) oder ein Federelementabschnitt (72) des zweiten Bauteils (70) elastisch verformt wird, - Fügen der aneinandergepressten Bauteile an den Fixierstellen (15, 16; 35, 36; 62, 63) und - Verschweißen der Bauteile an dem Federelementabschnitt (12, 32, 72) mittels Laserstrahl.Method for producing a laser welded connection, comprising the steps: - Bringing together a joining section (11, 31, 61) of a first component (10, 30, 60) with a second component (20, 40, 70), wherein a projection (12, 32, 65, 66) protruding from the rest of the joining section the first component (10, 30, 60) comes into contact with the second component (20, 40, 70), - Force-fitting pressing together of the components at at least two fixing points (15, 16; 35, 36; 62, 63) of the joining section, which are arranged on both sides of the projection (12, 32, 65, 66), whereby a spring element section (12, 32) of the first component (10, 30) or a spring element section (72) of the second component (70) is elastically deformed, - Joining the components pressed together at the fixing points (15, 16; 35, 36; 62, 63) and - Welding the components on the spring element section (12, 32, 72) using a laser beam. Verfahren nach Patentanspruch 1, bei dem das erste und zweite Bauteil an den Fixierstellen (15, 16; 35, 36; 62, 63) mittels Widerstandspunktschweißen verbunden werden.Procedure according to Claim 1 , in which the first and second component are connected at the fixing points (15, 16; 35, 36; 62, 63) by means of resistance spot welding. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem der Federelementabschnitt durch den Vorsprung (12, 32) gebildet ist.Procedure according to Claim 1 or 2nd , in which the spring element section is formed by the projection (12, 32). Verfahren nach Patentanspruch 3, bei dem der Federelementabschnitt (12) als ein durch mindestens eine Sicke (13) vom restlichen Fügeabschnitt (11) beabstandeter Blechabschnitt ausgebildet ist.Procedure according to Claim 3 , in which the spring element section (12) is designed as a sheet metal section spaced apart from the rest of the joining section (11) by at least one bead (13). Verfahren nach Patentanspruch 4, bei dem das Verschweißen im Radiusauslauf der mindestens einen Sicke (13) erfolgt.Procedure according to Claim 4 , in which the welding takes place in the radius outlet of the at least one bead (13). Verfahren nach Patentanspruch 3, bei dem der Federelementabschnitt (32) als ein gegenüber dem restlichen Fügeabschnitt (31) schräg angestellter Flansch ausgebildet ist.Procedure according to Claim 3 , in which the spring element section (32) is designed as a flange which is inclined relative to the remaining joining section (31). Verfahren nach Patentanspruch 6, bei dem das Verschweißen als Stirnkehlnaht (37) entlang einer Stirnfläche (33) des Flansches erfolgt.Procedure according to Claim 6 , in which the welding takes place as a fillet weld (37) along an end face (33) of the flange. Verfahren nach Patentanspruch 6 oder 7, bei dem zwischen dem ersten Bauteil (30) und dem zweiten Bauteil (40) im Fügeabschnitt (31) weiterhin ein Klebstoff (50) angeordnet wird.Procedure according to Claim 6 or 7 , in which an adhesive (50) is also arranged between the first component (30) and the second component (40) in the joining section (31). Verfahren nach Patentanspruch 6, bei dem das zweite Bauteil (40) eine dem angestellten Flansch (32) gegenüberliegende Vertiefung (42) aufweist.Procedure according to Claim 6 , in which the second component (40) has a recess (42) opposite the flange (32). Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem der Federelementabschnitt (72) im zweiten Bauteil (70) angeordnet ist, der Vorsprung (65, 66) durch eine Sicke ausgebildet ist und das Verschweißen in der Sicke erfolgt.Procedure according to Claim 1 or 2nd , in which the spring element section (72) is arranged in the second component (70), the projection (65, 66) is formed by a bead and the welding takes place in the bead. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem das Laserstrahlschweißen ein Remote-Laserstrahlschweißen ist.Method according to one of the preceding claims, in which the laser beam welding is a remote laser beam welding. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem die Bauteile (10, 20, 30, 40, 60, 70) Karosseriebauteile sind.Method according to one of the preceding claims, in which the components (10, 20, 30, 40, 60, 70) are body components. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, bei dem zumindest ein Bauteil (10, 20, 30, 40, 60, 70) ein Blechbauteil mit einer Antikorrosionsbeschichtung ist.Method according to one of the preceding claims, in which at least one component (10, 20, 30, 40, 60, 70) is a sheet metal component with an anti-corrosion coating.
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