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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Verbinden von Bauteilen.
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Zwei Bauteile können durch Schweißen miteinander verbunden werden, wobei unterschiedliche Schweißverfahren verwendet werden können.
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Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von Schweißbuckeln an hochfestem Stahl sind aus der Druckschrift
DE 10 2015 009 211 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 205 349 A1 beschreibt eine Bauteilanordnung und ein Verfahren zum Laserstrahlschweißen.
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Ein Verfahren zum Erzeugen einer geschweißten Anordnung ist in der Druckschrift
US 2013/0105046 A1 beschrieben.
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Ein Überlappungsschweißverfahren für Stahlblech ist aus der Druckschrift
US 2018/236589 A1 bekannt. Die Druckschrift
DE 10 2016 008 611 A1 beschreibt ein Verfahren zum Anformen eines Funktionselements an ein Bauteil. Eine Laserverschweißnaht für verzinkte Bleche ist aus der Druckschrift
DE 102 61 655 A1 bekannt. Die Druckschrift
DE 10 2015 101 869 A1 zeigt eine Elektrode für ein Widerstandspunktschweißen unähnlicher Metalle. Eine durch Laserschweißen bereitgestellte Verbindung ist aus der Druckschrift
JP 2015/033706 A bekannt. Die Druckschrift
US 2009/218323 A1 beschreibt ein Punktschweißverfahren.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, Bauteile auf einen Schweißvorgang vorzubereiten.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein System mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Verbinden von Bauteilen vorgesehen, wobei in einem ersten Schritt auf einer ersten Seite, bspw. einer vorderen Seite bzw. Vorderseite, eines ersten primären Bauteils mit mindestens einer Elektrodenkappe eines Widerstandspunktschweißgeräts durch Widerstandspunktschweißen mindestens ein Schweißbuckel als Erhebung auf dieser ersten Seite geformt wird. In einem zweiten, nachfolgenden Schritt wird bspw. eine zweite, hintere Seite bzw. Rückseite eines sekundären Bauteils auf der ersten, bspw. vorderen Seite des ersten primären Bauteils, auf der der mindestens eine Schweißbuckel geformt ist, angeordnet, wobei das sekundäre Bauteil und das erste primäre Bauteil durch Laserschweißen miteinander verbunden werden.
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In optionaler Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Durchführen des ersten Schritts auf einer weiteren Seite, bspw. einer zweiten hinteren Seite bzw. Rückseite, des ersten primären Bauteils, die der ersten Seite abgewandt ist, ein zweites primäres Bauteil angeordnet, wobei die beiden primären Bauteile beim Widerstandspunktschweißen, wenn auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils der mindestens eine Schweißbuckel geformt wird, zusätzlich miteinander verbunden werden.
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Bei dem Verfahren zum Verbinden von mehreren Bauteilen werden im ersten Schritt mit der mindestens einen Elektrodenkappe auf und/oder an der ursprünglich üblicherweise flachen und/oder ebenen ersten Seite, bspw. Vorderseite, des ersten primären Bauteils der mindestens eine Schweißbuckel, bspw. mindestens eine Noppe oder eine entsprechende Erhebung, geformt. Optional wird dabei auf und/oder an der weiteren zweiten Seite des ersten primären Bauteils zusätzlich das zweite primäre Bauteil durch Widerstandspunktschweißen mit dem ersten primären Bauteil verbunden.
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In dem zweiten Schritt wird eine ursprünglich üblicherweise flache und/oder ebene zweite hintere Seite bzw. Rückseite des sekundären Bauteils auf der ursprünglich ebenen ersten Seite bzw. Vorderseite des ersten primären Bauteils, auf und/oder an der nunmehr der mindestens eine Schweißbuckel geformt ist bzw. geformt worden ist, angeordnet. In dem zweiten Schritt werden das sekundäre Bauteil und das erste primäre Bauteil durch Laserschweißen, bspw. Laserstrahlschweißen, miteinander verbunden.
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Demnach ist es möglich, dass das erste primäre Bauteil auf und/oder an seiner weiteren zweiten Seite bzw. Rückseite durch Widerstandspunktschweißen im ersten Schritt zunächst mit dem zweiten primären Bauteil und im zweiten Schritt danach durch Laserschweißen auf und/oder an seiner ersten Seite mit dem sekundären Bauteil verbunden wird.
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Der mindestens eine im ersten Schritt bereitgestellte Schweißbuckel, der als Noppe, insbesondere Schweißnoppe, ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden kann, wird im zweiten Schritt beim Laserschweißen zur Zinkentgasung zwischen dem ersten primären Bauteil und dem sekundären Bauteil verwendet.
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Hierbei werden die ursprünglich flache und/oder ebene erste Seite bzw. Vorderseite des ersten primären Bauteils und die zweite Seite bzw. Rückseite des sekundären Bauteils, die auf und/oder an der ersten Seite bzw. Vorderseite des ersten primären Bauteils angeordnet wird bzw. ist, durch den mindestens eine Schweißbuckel auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils beim Durchführen des Laserschweißens voneinander beabstandet.
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Außerdem wird im zweiten Schritt eine von außen zugängliche Seite, bspw. Vorderseite, des sekundären Bauteils, die von der ersten Seite des ersten primären Bauteils, bspw. seiner Vorderseite, abgewandt ist, durch das Laserschweißen erhitzt.
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In das sekundäre Bauteil wird auf der von außen zugänglichen Seite mindestens ein räumlich ausgedehnter Schweißpunkt, bspw. Laserschweißpunkt, eingeschweißt, wobei das sekundäre Bauteil bei dem Laserschweißen an dem mindestens einen Laserschweißpunkt geschmolzen wird, wobei die Rückseite des sekundären Bauteils, die der ersten Seite des ersten primären Bauteils zugewandt ist, geschmolzen und mit der ersten Seite des ersten primären Bauteils verbunden wird. Hierbei ist es möglich, dass in das sekundäre Bauteil eine Laserschweißnaht eingeschweißt wird, die definitionsgemäß aus mehreren linienförmig aneinanderhängenden Schweißpunkten, bspw. Laserschweißpunkten, gebildet wird, die die üblicherweise linienförmige Laserschweißnaht bilden.
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Bei dem Verfahren wird bzw. werden im ersten Schritt eine Kraft, mit der die mindestens eine Elektrodenkappe beim Widerstandspunktschweißen auf die erste Seite des ersten primären Bauteils gedrückt wird, und/oder ein Strom, der beim Widerstandspunktschweißen fließt, eingestellt.
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In Ausgestaltung wird beim ersten Schritt auf einem Bereich bzw. Abschnitt des ersten primären Bauteils, der eine ursprünglich üblicherweise flache und/oder ebene erste Seite, bspw. Vorderseite, und eine bspw. ebenfalls flache und/oder ebene zweite Seite, bspw. Rückseite, aufweist, auf der flachen und/oder ebenen ersten Seite beim Widerstandspunktschweißen durch die mindestens einen Elektrodenkappe der mindestens eine Schweißbuckel geformt. Weiterhin wird im zweiten Schritt ein Bereich bzw. Abschnitt des sekundären Bauteils mit einer üblicherweise flachen und/oder ebenen Seite, bspw. Rückseite, auf der ursprünglich flachen und/oder ebenen ersten Seite des ersten primären Bauteils, auf und/oder an der nunmehr der mindestens eine Schweißbuckel geformt ist bzw. geformt worden ist, angeordnet, wobei das erste primäre Bauteil und das sekundäre Bauteil durch Laserschweißen verbunden werden, wobei der mindestens eine Schweißbuckel zur Zinkentgasung verwendet wird.
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Das erfindungsgemäße System zum Verbinden von Bauteilen weist ein Widerstandspunktschweißgerät mit mindestens einer Elektrodenkappe und ein Laserschweißgerät auf. Das Widerstandspunktschweißgerät ist dazu ausgebildet, mit der mindestens einen Elektrodenkappe in einem ersten Schritt auf einer ersten bzw. vorderen Seite, bspw. Vorderseite, eines ersten primären Bauteils mindestens einen Schweißbuckel zu formen. In einem zweiten Schritt ist ein sekundäres Bauteil, d. h. eine Seite, bspw. Rückseite, des sekundären Bauteils auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils, auf der der mindestens eine Schweißbuckel geformt ist, anzuordnen. Das Laserschweißgerät ist dazu ausgebildet, das sekundäre Bauteil und das erste primäre Bauteil in einem zweiten Schritt durch Laserschweißen miteinander zu verbinden.
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Das Widerstandspunktschweißgerät ist optional dazu ausgebildet, in dem ersten Schritt das erste primäre Bauteil und ein zweites primäres Bauteil auf einer zweiten bzw. hinteren Seite, bspw. Rückseite, des ersten primären Bauteils, die der ersten Seite abgewandt ist, durch Widerstandspunktschweißen miteinander zu verbinden.
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In Ausgestaltung weist die mindestens eine Elektrodenkappe des Widerstandspunktschweißgeräts an ihrer Spitze und/oder ihrem Ende, das beim Widerstandspunktschweißen mit einer Zangenkraft auf die erste Seite des ersten primären Bauteils zu drücken ist bzw. gedrückt wird, eine Ausnehmung, bspw. eine Höhle auf. Diese Ausnehmung ist bspw. als punktförmige bzw. kreisförmige und/oder halbkugelförmige Vertiefung an dem Ende und/oder der Spitze der mindestens einen Elektrodenkappe ausgebildet. Es ist auch möglich, dass die Ausnehmung als ringförmige Vertiefung, bspw. als halbtorusförmige Vertiefung, ausgebildet ist.
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Mit der mindestens einen vorgesehenen, bspw. modifizierten Elektrodenkappe des Widerstandspunktschweißgeräts wird bereits bei dem Widerstandspunktschweißen als Schweißprozess, der dem nachfolgenden Laserschweißen vorgelagert ist, ein Schweißbuckel zur Bereitstellung einer möglichen Ausnehmung zur Zinkentgasung in die erste Seite des ersten primären Bauteils eingebracht, der im Nachgang beim Laserschweißen bzw. Laserstrahlschweißen zur Zinkentgasung genutzt wird.
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Bei einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens wird das erste primäre Bauteil zunächst durch das Widerstandspunktschweißen einerseits mit dem zweiten primären Bauteil und nachfolgend bei dem Laserschweißen andererseits mit dem sekundären Bauteil verbunden. Dabei werden die primären Bauteile in dem ersten Schritt in einer Untergruppe bei dem Widerstandspunktschweißen bspw. aneinander fixiert und somit miteinander verbunden.
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Durch Bereitstellen des mindestens einen Schweißbuckels, bspw. mindestens einer entsprechenden Noppe bzw. mindestens einer entsprechenden Erhebung, auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils wird zur Vorbereitung des zweiten Schritts, wenn auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils das zweite primäre Bauteil angeordnet wird, ein Entgasungsspalt zwischen dem ersten primären Bauteil und dem sekundären Bauteil bereitgestellt.
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Die miteinander zu verbindenden Bauteile sind üblicherweise aus Stahl gebildet, wobei es möglich ist, dass Oberflächen von Seiten dieser Bauteile, d. h. Vorderseiten und/oder Rückseiten, beschichtet sind. Eine derartige Beschichtung kann bspw. aus Feuerzink, ELO-Zink oder aus einer Aluminium-Silizium-Legierung (Al-Si) bestehen. Somit ist vorgesehen, dass die Bauteile neben Eisen auch andere Metalle, insbesondere Zink, aufweisen. Bei dem Verfahren ist es möglich, den bspw. als Noppen ausgebildeten und/oder zu bezeichnenden Schweißbuckel bereits bei dem Widerstandspunktschweißen mit Hilfe der mindestens einen Elektrodenkappe in die erste Seite des ersten primären Bauteils einzubringen, ohne dass hierzu ein zusätzlicher Prozess erforderlich ist. Durch Einbringen des mindestens einen Schweißbuckels zur Vorbereitung für das Laserschweißen ist es u. a. möglich, eine Bildung von Nahtfehlstellen zwischen dem ersten primären Bauteil und dem sekundären Bauteil zu verhindern. Demnach kann ein zusätzlicher Arbeitsschritt zum mechanischen Einbringen von Schweißbuckeln, bspw. von Noppen, entfallen.
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Somit ist der erste Schritt, bei dem auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils der mindestens eine Schweißbuckel, bspw. die mindestens eine Noppe, eingebracht wird, nachfolgendem Laserschweißen als Fügeprozess vorgelagert, wobei in dem ersten Schritt das erste primäre Bauteil und das zweite primäre Bauteil optional miteinander verbunden werden. Da nunmehr zwei Prozesse, nämlich das Widerstandspunktschweißen und das Einbringen der Schweißbuckel, gleichzeitig durchgeführt werden, kann das Verbinden der Bauteile nun in kürzerer Zeit und kostengünstiger durchgeführt werden, da nunmehr u. a. auf einen Flächenvorhalt bei einer Fertigung der Bauteile sowie zusätzliche Vorrichtungen verzichtet werden kann.
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Somit wird der mindestens eine Schweißbuckel bzw. mindestens eine entsprechende Noppe auf der ersten Seite des ebenen ersten primären Bauteils eingebracht. Optional werden das erste primäre Bauteil und das zweite primäre Bauteil im ersten Schritt verbunden. Bei dem Verfahren ist es möglich, mehrere bspw. flache und/oder plattenförmige Bauteile miteinander zu verbinden. Das Verfahren kann für unterschiedliche metallische Bauteile, bspw. aus Stahl, durchgeführt werden. Dabei ist das Verfahren nicht auf warmumgeformte oder hochlegierte Sorten von Stahl beschränkt.
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Üblicherweise liegen die miteinander zu verbindenden Bauteile flächig aufeinander. Der mindestens eine Schweißbuckel kann auf der ersten Seite des ersten primären Bauteils je nach Definition als Verprägung oder Erhöhung ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden. Es ist möglich, dass die miteinander zu verbindenden Bauteile dünnwandig sind, wobei in die Bauteile bereits mit dem mindestens einen Schweißbuckel eine Kontur eingeprägt wird.
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Durch Vorsehen der mindestens einen Erhebung ist sichergestellt, dass beim Aufbringen einer mechanischen Kraft der oder die Schweißbuckel nicht zusammengedrückt wird bzw. werden und somit ein Entgasungsspalt sichergestellt wird.
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Ein jeweils im Rahmen des Verfahrens durchzuführendes Schweißen bzw. Schweißverfahren, d. h. das Widerstandspunktschweißen und/oder das Laserschweißen, kann bzw. können entweder einseitig oder beidseitig durchgeführt werden. Somit können die bei einem jeweiligen Schweißverfahren miteinander zu verbindenden Bauteile einseitig, d. h. ausgehend von einer ersten Seite, bspw. Vorderseite, oder ausgehend von einer zweiten Seite, bspw. Rückseite, lediglich eines der Bauteile, oder alternativ beidseitig, d. h. ausgehend von einer ersten Seite, bspw. Vorderseite, eines der Bauteile und ausgehend von einer zweiten Seite, bspw. Rückseite, eines weiteren der Bauteile, verschweißt werden.
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Jeweils zwei Bauteile, d. h. die beiden primären Bauteile und/oder das erste primäre Bauteil sowie das sekundäre Bauteil können an einer Überlappnaht, bspw. an einer überlappenden Laserschweißnaht miteinander verbunden werden, die nicht an einer Kante der Bauteile sondern innerhalb einer jeweiligen Seite, bspw. Vorderseite und Rückseite, der jeweiligen Bauteile angeordnet ist. Demnach sitzt die Überlappnaht nicht an einer Kante des Bauteils sondern im Bauteil selbst. Außerdem ist die Laserschweißnaht zu dem mindestens einen Schweißbuckel beabstandet und verläuft nicht durch diesen.
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Nachfolgende Tabelle 1 zeigt Beispiele für ein mögliches quantitatives Verhältnis einer Dicke des ersten primären Bauteils zu einer Dicke eines Schweißbuckels, der im ersten Schritt des Verfahrens in die erste Seite, bspw. Vorderseite, des ersten primären Bauteils eingebracht wird.
| Dicke des ersten primären Bauteils | bis ca. maximal 0,6 mm | ca. 0,7 mm bis ca. 1,0 mm | ca. 1,0 mm bis ca. 1,5 mm |
| Höhe der Erhebung | ca. 0,12 mm bis ca. 0,16 mm | ca. 0,14 mm bis ca. 0,18 mm | ca. 0,16 mm bis ca. 0,2 mm |
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Somit entspricht bei einer Dicke des ersten primären Bauteils im Bereich weniger Millimeter, hier bspw. maximal 0,2 mm, die Höhe des Schweißbuckels maximal einem Viertel oder einem Fünftel und minimal einem Siebtel oder einem Sechstel der Dicke des ersten primären Bauteils. Dabei ist das Verhältnis umso geringer, je dicker das erste primäre Bauteil ist.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung Schritte zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung Schritte zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 3 zeigt in schematischer Darstellung Details einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
- 4 zeigt in schematischer Darstellung ein Detail einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Bezugsziffern sind dieselben Komponenten zugeordnet.
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Die 1a, 1d, 1e, 1f und 1g zeigen in schematischer Darstellung jeweils ein primäres Bauteil 100, auf dessen erster Seite 112, hier Vorderseite, und dessen zweiter Seite 114, hier Rückseite, bei einem ersten Schritt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Elektrodenkappe eines Widerstandspunktschweißgeräts durch Widerstandspunktschweißen jeweils mehrere Schweißbuckel 102a eingebracht sind. Fotografien von Beispielen derartiger Schweißbuckel 102b, 102c sind in den 1 b und 1 c gezeigt.
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Wie 1d zeigt, wird bei einem zweiten Schritt auf der zweiten Seite 114 des ersten primären Bauteils 100, auf der Schweißbuckel 102a geformt sind, ein sekundäres Bauteil 104 angeordnet. Dann werden diese beiden Bauteile 100, 104 durch Laserschweißen miteinander verbunden, wobei die Schweißbuckel 102a zur Zinkentgasung zwischen den Bauteilen 100, 104 verwendet werden, wobei zwischen diesen beiden Bauteilen 100, 104 mehrere Schweißpunkte 108 gebildet werden.
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Außerdem ist bei dem zweiten Schritt möglich, auf der ersten Seite 112 des ersten primären Bauteils 100 ein weiteres sekundäres Bauteil 106 anzuordnen. Dabei ist es möglich, dass alle drei Bauteile 100, 104, 106 in dem zweiten Schritt durch Laserschweißen miteinander verbunden bzw. aneinander befestigt werden, wobei das erste primäre Bauteil 100 zwischen den beiden anderen Bauteilen 104, 106 von den beiden anderen Bauteilen 104, 106 jeweils durch seine Schweißbuckel 102a beanstandet ist. Weiterhin wird eine Laserschweißnaht 110 gebildet, die die drei Bauteile 100, 104, 106 durchdringt und miteinander verbindet.
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Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst zwei Schritte, wobei ein erster Schritt hier anhand von 2a und ein zweiter Schritt anhand der 2b, 2c, 2d und 2e erläutert wird.
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Dabei zeigt im Detail 2a ein erstes primäres Bauteil 2 und ein zweites primäres Bauteil 4 in einer ersten schematischen Schnittdarstellung. 2b zeigt zusätzlich noch ein sekundäres Bauteil 6 in der ersten schematischen Schnittdarstellung. Die 2c und 2d zeigen die drei flachen ebenen Bauteile 2, 4, 6 in einer zweiten um 90° gedrehten schematischen Schnittdarstellung. Weiterhin zeigt 2e die Bauteile 2, 4, 6 gemäß 2b von oben. Die Bauteile 2, 4, 6 sind als Bleche aus Metall gebildet.
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Bei dem ersten Schritt der zweiten Ausführungsform des Verfahrens ( 2a) wird zunächst eine zweite Seite 8, hier eine Rückseite, des ersten primären Bauteils 2 auf einer ersten Seite 10, hier einer Vorderseite, des zweiten primären Bauteils 4 angeordnet. Hierbei ist eine erste Seite 12, hier eine Vorderseite, des ersten primären Bauteils 2 von dem zweiten primären Bauteil 4 bzw. dessen erster Seite 10 abgewandt. Danach wird die erste Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 an mehreren Stellen mit einer hier nicht weiter dargestellten Elektrodenkappe eines Widerstandspunktschweißgeräts beaufschlagt, wobei ein Ende, bspw. eine Spitze, der Elektrodenkappe, die bei einem hierbei durchzuführenden Widerstandspunktschweißverfahren auf die erste Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 gedrückt wird, eine Ausnehmung aufweist. Dabei wird durch das Widerstandspunktschweißen mit der Ausnehmung an dem Ende der Elektrodenkappe an den jeweiligen Stellen jeweils ein hier bspw. als Noppe ausgebildeter und/oder zu bezeichnender Schweißbuckel 14 auf der ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 eingebracht.
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Weiterhin werden das erste primäre Bauteil 2 und das zweite primäre Bauteil 4 an der zweiten Seite 8 des ersten primären Bauteils 2 und der ersten Seite 10 des zweiten primären Bauteils 4 unter Bereitstellung von Schweißpunkten 16, hier von Widerstandsschweißpunkten, miteinander verbunden bzw. aneinander befestigt, bspw. aneinander fixiert, wobei aus den beiden primären Bauteilen 2, 4 im ersten Schritt eine erste Untergruppe gebildet wird.
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Bei dem zweiten Schritt wird eine zweite Seite 18, hier eine Rückseite, des sekundären Bauteils 6 auf den Schweißbuckeln 14 angeordnet, die in die erste Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 bereits im ersten Schritt eingebracht worden sind. Weiterhin wird hierbei eine erste Seite 20, hier eine Vorderseite, des sekundären Bauteils 6 von der ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 abgewandt. Durch die auf der ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 befindlichen Schweißbuckel, die bspw. als Erhebungen oder Noppen ausgebildet sind, wird zwischen der zweiten Seite 18 des sekundären Bauteils 6 und der ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 ein Entgasungsspalt bereitgestellt.
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Nachfolgend ist bei dem zweiten Schritt vorgesehen, dass die erste Seite 20 des sekundären Bauteils 6 unter Durchführung eines Laserschweißverfahrens mit einem nicht weiter dargestellten Laserschweißgerät beaufschlagt wird. Hierbei wird eine Laserschweißnaht 21 gebildet, die hier aus mehreren linienförmig miteinander verbundenen Laserschweißpunkten gebildet ist. Abhängig davon, wie lange das Laserschweißverfahren durchgeführt wird und welche Energie ein erzeugter Laserstrahl aufweist, durchdringt die Laserschweißnaht 21 das sekundäre Bauteil 6 zwischen seiner ersten Seite 20 und seiner zweiten Seite 18 und weiterhin auch eine Oberfläche an der ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 (2c). Es ist jedoch auch möglich, dass die Laserschweißnaht 21 alle drei Bauteile 2, 4, 6 durchdringt (2d). Dabei ergibt sich, dass über den Entgasungsspalt zwischen der ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 und der zweiten Seite 18 des sekundären Bauteils 6 eine Zinkentgasung möglich ist.
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Die 3a und 3b zeigen in schematischer Darstellung eine erste Elektrodenkappe 22 und eine zweite Elektrodenkappe 24 eines Widerstandspunktschweißgeräts der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Hierbei wird anhand der 3a, 3b und 3c verdeutlicht, wie mit den Elektrodenkappen 22, 24 der erste Schritt der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden des ersten und des zweiten primären Bauteils 2, 4, wie sie bereits anhand von 2 vorgestellt worden sind, durchgeführt wird. Hierbei ist vorgesehen, dass in einer ebenen Oberfläche eines hier abgeflachten Endes der ersten Elektrodenkappe 22 eine halbkugelförmige Ausnehmung 26 eingebracht ist, wohingegen die zweite Elektrodenkappe 24 ein abgeflachtes Ende mit einer ebenen Oberfläche aufweist. Dabei wird die hier flache bzw. ebene zweite Seite 8 des ersten primären Bauteils 2 auf der hier flachen bzw. ebenen ersten Seite 10 des zweiten primären Bauteils 4 angeordnet (3a). Danach werden die beiden primären Bauteile 2, 4 zwischen den beiden Elektrodenkappen 22, 24 eingeklemmt und/oder eingespannt.
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Dabei sind in 3b und 3c gerade Pfeile 28 gezeigt, die eine Kraft, bspw. eine Zangenkraft, andeuten, mit der die beiden primären Bauteile 2, 4 zwischen den beiden Elektrodenkappen 22, 24 aneinander gedrückt werden. Weiterhin ist zum Durchführen des Widerstandspunktschweißens vorgesehen, dass zwischen den beiden Elektrodenkappen 22, 24 durch die beiden primären Bauteile 2, 4 ein Strom, bspw. ein Schweißstrom fließt. Aufgrund des Stroms, der zwischen den beiden Elektrodenkappen 22, 24 durch die beiden primären Bauteile 2, 4 fließt, werden die beiden primären Bauteile 2, 4 erhitzt und jeweils zumindest teilweise geschmolzen. Dabei wird zwischen der zweiten Seite 8 des ersten primären Bauteils 2 und der ersten Seite 10 des zweiten primären Bauteils 4 der hier als Widerstandsschweißpunkt ausgebildete Schweißpunkt 16 gebildet, über den die beiden primären Bauteile 2, 4 miteinander verbunden werden. Durch Erhitzen der beiden primären Bauteile 2, 4 wird nicht nur der Schweißpunkt 16 innerhalb der beiden primären Bauteile 2, 4 sondern auch aufgrund der Ausnehmung 26 an der ersten Elektrodenkappe 22 auf der hier flachen bzw. ebenen ersten Seite 12 des ersten primären Bauteils 2 der hier bspw. halbkugelförmige Schweißbuckel 14, bspw. eine Noppe, gebildet.
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Hierzu sind in 3c gebogene Pfeile 30 angedeutet, die einen Materialfluss des Materials des primären Bauteils 2 in die Ausnehmung 26 der ersten Elektrodenkappe 22 andeuten. Ein derartiger Materialfluss ergibt sich aufgrund der Kraft, mit der die beiden primären Bauteile 2, 4 zwischen den beiden Elektrodenkappen 22, 24 gepresst werden, und einer Wärmeeinwirkung des Schweißstroms auf die beiden primären Bauteile 2, 4 während des Widerstandspunktschweißens im ersten Schritt.
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4 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Beispiel für eine Elektrodenkappe 32 eines Widerstandspunktschweißgeräts einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems. Hierbei weist eine ebene Oberfläche eines abgeflachten Endes der Elektrodenkappe 32 eine ringförmige bzw. halbtorusförmige Ausnehmung 38 auf, die hier in Schnittdarstellung gezeigt ist. Außerdem deutet 4 einen Schweißpunkt 34 auf einer ersten Seite eines ersten primären Bauteils 40 an. Hierbei ist die Elektrodenkappe 32 dazu ausgebildet, bei dem ersten Schritt des Verfahrens auf die erste Seite des ersten primären Bauteils 40 gedrückt zu werden. Weiterhin ist das erste primäre Bauteil 40 hier ebenfalls mit einem zweiten primären Bauteil, das in 4 jedoch nicht dargestellt ist, durch Widerstandspunktschweißen zu verbinden. Dabei wird auf der Oberfläche des ersten primären Bauteils 40 mit der Ausnehmung 38 der Elektrodenkappe 32 in dem Schweißpunkt 34 ein ringförmiger bzw. halbtorusförmiger Schweißbuckel 36 gebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 2, 4
- primäres Bauteil
- 6
- sekundäres Bauteil
- 8
- zweite Seite
- 10, 12
- erste Seite
- 14
- Schweißbuckel
- 16
- Schweißpunkt
- 18
- zweite Seite
- 20
- erste Seite
- 21
- Laserschweißnaht
- 22,24
- Elektrodenkappe
- 26
- Ausnehmung
- 28
- gerader Pfeil
- 30
- gebogener Pfeil
- 32
- Elektrodenkappe
- 34
- Schweißpunkt
- 36
- Schweißbuckel
- 38
- Ausnehmung
- 40
- primäres Bauteil
- 100
- primäres Bauteil
- 102a, 102b, 102c
- Schweißbuckel
- 104, 106
- sekundäres Bauteil
- 108
- Schweißpunkt
- 110
- Laserschweißnaht
- 112
- erste Seite
- 114
- zweite Seite
