DE102019215050A1 - Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components - Google Patents

Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components Download PDF

Info

Publication number
DE102019215050A1
DE102019215050A1 DE102019215050.0A DE102019215050A DE102019215050A1 DE 102019215050 A1 DE102019215050 A1 DE 102019215050A1 DE 102019215050 A DE102019215050 A DE 102019215050A DE 102019215050 A1 DE102019215050 A1 DE 102019215050A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser
sheet steel
soldered connection
additional material
steel component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102019215050.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019215050B4 (en
Inventor
Erwin Blumensaat
Adrian Paton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority to DE102019215050.0A priority Critical patent/DE102019215050B4/en
Publication of DE102019215050A1 publication Critical patent/DE102019215050A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019215050B4 publication Critical patent/DE102019215050B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/19Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/226Non-corrosive coatings; Primers applied before welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006Vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/34Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Laserlötverbindung (3) zwischen beschichteten Stahlblechbauteilen (1, 2) umfassend die Schritte:- Bereitstellen eines ersten beschichteten Stahlblechbauteils (1) und eines zweiten beschichteten Stahlblechbauteils (2), - Verbinden der beiden Stahlwerkblechbauteile (1, 2) durch Laserlöten mittels eines Zusatzmaterials (5) entlang mindestens einer Lötfuge (4). Die Erfindung betrifft ferner eine lasergelötete Verbindung (3) zwischen einem ersten beschichteten Stahlblechbauteil (1) und einem zweiten beschichteten Stahlblechbauteil (2).The invention relates to a method for producing a laser soldered connection (3) between coated sheet steel components (1, 2) comprising the steps: - providing a first coated sheet steel component (1) and a second coated sheet steel component (2), - connecting the two sheet steel components (1) 2) by laser soldering using an additional material (5) along at least one solder joint (4). The invention also relates to a laser-soldered connection (3) between a first coated sheet steel component (1) and a second coated sheet steel component (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Laserlötverbindung zwischen beschichteten Stahlblechbauteilen umfassend die Schritte:

  • - Bereitstellen eines ersten beschichteten Stahlblechbauteils und eines zweiten beschichteten Stahlblechbauteils, - Verbinden der beiden Stahlblechbauteile durch Laserlöten mittels eines Zusatzmaterials entlang mindestens einer Lötfuge. Die Erfindung betrifft ferner eine lasergelötete Verbindung zwischen einem ersten beschichteten Stahlblechbauteil und einem zweiten beschichteten Stahlblechbauteil.
The invention relates to a method for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components, comprising the steps:
  • Providing a first coated sheet steel component and a second coated sheet steel component, connecting the two sheet steel components by laser soldering by means of an additional material along at least one solder joint. The invention also relates to a laser-soldered connection between a first coated sheet steel component and a second coated sheet steel component.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, beschichtete Stahlbleche mit zinkbasierten Überzügen im Automobilkarosseriebau zu verwenden, welche eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Um die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern und das Umformverhalten im Presswerk zu optimieren, wurden Beschichtungssysteme auf Zinkbasis mit Zusätzen von Magnesium und Aluminium entwickelt, vgl. EP 1 851 352 B1 . Das Laserlöten bzw. Laserstrahllöten von auf Zinkbasis beschichteten Stahlblechen ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2018 120 523 A1 bekannt.It is known from the prior art to use coated steel sheets with zinc-based coatings in automobile body construction, which have good corrosion resistance. In order to improve the corrosion resistance and optimize the forming behavior in the press shop, coating systems based on zinc with the addition of magnesium and aluminum have been developed, cf. EP 1 851 352 B1 . The laser soldering or laser beam soldering of zinc-based coated steel sheets is, for example, from the German Offenlegungsschrift DE 10 2018 120 523 A1 known.

Der Vorteil beim (Laser-)Löten im Vergleich zum (Laser-)Schweißen ist, dass das Grundmaterial (Blech) nicht aufschmilzt, was sonst zu einer höheren Korrosionsanfälligkeit führen würde. Beschichtungssysteme auf Zinkbasis mit Zusätzen von Magnesium und Aluminium sind wie Beschichtungssysteme rein auf Zinkbasis zwar gut schweißbar, haben aber beim Laserlöten den Nachteil, dass die Zusätze (Mg und AI) im Überzug während des Ausbildens einer Laserlötnaht beim Verbinden zweier Bleche die Diffusion erschweren und es dadurch zu einem verringerten Anbindungsquerschnitt kommen kann, insbesondere keine vollständige Anbindung der Laserlötnahtwurzel gewährleistet werden kann. Ein verringerter Anbindungsquerschnitt kann dazu führen, dass die im Einzelfall gewünschte bzw. durch den Kunden geforderte Festigkeit nicht erreicht wird. Dieser Effekt tritt beim Laserlöten von rein auf Zinkbasis beschichteten Stahlblechbauteilen nicht auf, sodass das gewünschte Festigkeitsniveau in der Laserlötverbindung sichergestellt werden kann, insbesondere eine im Wesentlichen vollständige Anbindung der Laserlötnahtwurzel gewährleistet werden kann.The advantage of (laser) soldering compared to (laser) welding is that the base material (sheet metal) does not melt, which would otherwise lead to a higher susceptibility to corrosion. Coating systems based on zinc with additions of magnesium and aluminum are, like coating systems based purely on zinc, easy to weld, but have the disadvantage with laser soldering that the additives (Mg and Al) in the coating make diffusion more difficult during the formation of a laser soldered seam when joining two sheets this can lead to a reduced connection cross-section, in particular no complete connection of the laser solder seam root can be guaranteed. A reduced connection cross-section can mean that the strength desired in individual cases or required by the customer is not achieved. This effect does not occur when laser soldering sheet steel components coated purely on a zinc basis, so that the desired level of strength in the laser soldered connection can be ensured, in particular an essentially complete connection of the laser solder seam root can be guaranteed.

Um ein vergleichbares Festigkeitsniveau wie bei Beschichtungssystemen rein auf Zinkbasis zu erhalten, könnte dieser Effekt durch konstruktive Maßnahmen bei der Auslegung und der Fügesituation der beschichteten Stahlblechbauteile kompensiert werden, zum Beispiel durch zusätzliche Fügepunkte, Verlegen der Laserlötverbindung in weniger beanspruchte Bereiche, etc.In order to achieve a level of strength comparable to that of coating systems based purely on zinc, this effect could be compensated for by constructive measures in the design and the joint situation of the coated sheet steel components, for example by additional joining points, relocation of the laser soldered connection in less stressed areas, etc.

Sollten diese konstruktiven Maßnahmen jedoch aus technischen, zum Beispiel Package-Restriktionen, oder optischen Gründen für den Kunden nicht möglich sein, besteht hier ein Optimierungsbedarf hinsichtlich der Laserlöteignung von Beschichtungssystemen auf Zinkbasis mit Zusätzen von Magnesium und optional Aluminium.However, if these constructive measures are not possible for the customer due to technical, e.g. package restrictions, or optical reasons, there is a need for optimization with regard to the laser soldering suitability of zinc-based coating systems with the addition of magnesium and optionally aluminum.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Laserlötverbindung zwischen beschichteten Stahlblechbauteilen anzugeben, mit welchem eine ausreichende Festigkeit in der Laserlötverbindung bereitgestellt werden kann.The invention is thus based on the object of specifying a method for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components, with which a sufficient strength can be provided in the laser soldered connection.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by a method with the features of claim 1.

Die Erfinder haben festgestellt, dass die für die Verbindungs- und/oder Diffusionsprozesse erforderliche Energie (Laserleistung) beim standardmäßig eingesetzten Laserlötverfahren, wie in der DE 10 2018 120 523 A1 beschrieben, nicht ausreichend ist, da der zinkbasierte Überzug mit Magnesium und optional Aluminium keine sichere Anbindung der Laserlötnahtwurzel respektive keine vollständige Anbindung des Laserlötnahtquerschnitts erlaubt und zwecks Verbesserung der Lötverbindung erhöht werden müsste. Der Laserstrahl wird durch das beim Laserlöten verwendete Zusatzmaterial im kritischen Bereich (im Aufschmelzbereich des Zusatzmaterials) der Lötverbindung abgeschattet, sodass nur eine reine Erhöhung der Laserleistung nicht sinnvoll wäre, dadurch zu einem Anschmelzen der Oberfläche des Grundmaterials führen würde, was aber beim Laserlötprozess keinesfalls gewünscht ist.The inventors have found that the energy (laser power) required for the connection and / or diffusion processes in the standard laser soldering process used, as in FIG DE 10 2018 120 523 A1 is not sufficient, as the zinc-based coating with magnesium and optionally aluminum does not allow a secure connection of the laser solder seam root or a complete connection of the laser solder seam cross-section and would have to be increased in order to improve the soldered connection. The laser beam is shaded by the additional material used in laser soldering in the critical area (in the fused area of the additional material) of the soldered connection, so that simply increasing the laser power would not make sense and would result in the surface of the base material melting, which is by no means desirable in the laser soldering process is.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Stahlblechbauteil mit einem zinkbasierten Überzug beschichtet ist, wobei der Überzug neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Magnesium mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium mit einem Gehalt bis zu 5 Gew.-% enthält, und dass beim Laserlöten zumindest vorlaufend vor dem Einbringen und Aufschmelzen des Zusatzmaterials die Lötfuge thermisch beaufschlagt wird.According to the invention, it is provided that the first and / or the second sheet steel component is coated with a zinc-based coating, with the coating, in addition to zinc and unavoidable impurities, additional elements such as magnesium with a content of 0.3 to 5% by weight and optionally aluminum a content of up to 5% by weight, and that during laser soldering, the soldering joint is thermally applied at least in advance of the introduction and melting of the additional material.

Ein vergleichbares Verfahren ist beispielhaft aus dem Artikel „Two-beam laser brazing of thin sheet steel for automotive industry using Cu-base filler material“, C. Mittelstadt et al. bekannt. Dieser Artikel zielt auf eine Laserlötverbindung von pressgehärteten, mit einem AlSi-Überzug versehenen Mangan-Bor-Stähle ab, um eine Fügeverbindung zwischen pressgehärteten Bauteilen bereitzustellen, durch welche die mittels Presshärten eingestellten Eigenschaften der Bauteile nicht nachteilig beeinflusst werden.A comparable method is exemplified in the article "Two-beam laser brazing of thin sheet steel for automotive industry using Cu-base filler material", C. Mittelstadt et al. known. This article aims at a laser soldered connection of press-hardened manganese-boron steels provided with an AlSi coating in order to provide a joint connection between press-hardened components, which does not adversely affect the properties of the components, which are set by press hardening.

Das erste und/oder zweite Stahlblechbauteil ist mit zinkbasiertem Überzug beschichtet, welcher vorzugsweise durch Schmelztauchbeschichten aufgebracht ist, wobei der Überzug neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Magnesium mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium mit einem Gehalt bis zu 5 Gew.-% enthält. Stahlbleche mit zinkbasiertem Überzug weisen einen sehr guten kathodischen Korrosionsschutz auf, welche seit Jahren im Automobilbau eingesetzt werden. Ein verbesserter Korrosionsschutz ist sichergestellt, wenn der Überzug Magnesium mit einem Gehalt von mindestens 0,3 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,6 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,9 Gew.-% enthält. Aluminium kann zusätzlich zu Magnesium mit einem Gehalt von mindestens 0,3 Gew.-% zugegeben werden, um insbesondere eine Anbindung des Überzugs an das Stahlblech zu verbessern und insbesondere eine Diffusion von Eisen aus dem Stahlblech in den Überzug bei einer Wärmebehandlung des beschichteten Stahlblechs im Wesentlichen zu vermeiden. Sowohl Magnesium wie auch Aluminium können jeweils insbesondere auf einen maximalen Gehalt von 4 Gew.-%, vorzugsweise auf 3 Gew.-% beschränkt sein. Besonders bevorzug kann der Gehalt von Magnesium und Aluminium in Summe mindestens 1 Gew.-% und maximal 5 Gew.-% betragen.The first and / or second sheet steel component is coated with a zinc-based coating, which is preferably applied by hot-dip coating, with the coating, in addition to zinc and unavoidable impurities, additional elements such as magnesium with a content of 0.3 to 5% by weight and optionally aluminum a content up to 5 wt .-% contains. Steel sheets with a zinc-based coating have very good cathodic corrosion protection, which has been used in automotive engineering for years. Improved protection against corrosion is ensured if the coating contains magnesium with a content of at least 0.3% by weight, in particular at least 0.6% by weight, preferably at least 0.9% by weight. Aluminum can be added in addition to magnesium with a content of at least 0.3% by weight, in particular to improve the bonding of the coating to the steel sheet and in particular a diffusion of iron from the steel sheet into the coating during a heat treatment of the coated steel sheet in the Essential to avoid. Both magnesium and aluminum can each be restricted in particular to a maximum content of 4% by weight, preferably to 3% by weight. The total content of magnesium and aluminum can particularly preferably be at least 1% by weight and at most 5% by weight.

Die Dicke des Überzugs kann zwischen 1,5 und 15 µm, insbesondere zwischen 2 und 12 µm, vorzugsweise zwischen 3 und 10 µm betragen. Unterhalb der Mindestgrenze kann kein ausreichender kathodischer Korrosionsschutz gewährleistet werden und oberhalb der Höchstgrenze können Fügeprobleme beim Verbinden des Stahlblechs respektive eines daraus gefertigten Stahlblechbauteils mit einem anderen Bauteil auftreten.The thickness of the coating can be between 1.5 and 15 μm, in particular between 2 and 12 μm, preferably between 3 and 10 μm. Below the minimum limit, adequate cathodic corrosion protection cannot be guaranteed and above the maximum limit, joining problems can occur when connecting the sheet steel or a sheet steel component made from it to another component.

Das erste und das zweite Stahlblechbauteil werden mittels Laserlöten miteinander verbunden. Vor der Verbindung werden die Stahlblechbauteile nach Bedarf und Anforderung ausgerichtet und zueinander positioniert, dass sie zwischen sich im zu verbindenden Bereich mindestens eine Lötfuge ausbilden, in welcher durch Energieeinwirkung und Zuführen eines Zusatzmaterials eine Lötverbindung und somit eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Stahlblechbauteilen hergestellt wird.The first and second sheet steel components are connected to one another by means of laser soldering. Before the connection, the sheet steel components are aligned according to needs and requirements and positioned with respect to one another so that they form at least one solder joint between them in the area to be connected, in which a soldered connection and thus a material connection between the sheet steel components is established through the action of energy and the addition of an additional material.

Unter „thermisch beaufschlagt“ im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass die Lötfüge vorlaufend zum eigentlichen Laserlötprozess mit einer Energie (Vorwärmenergie) beaufschlagt wird, die mindestens 15% der Energie (Verbindungsenergie) entspricht, die zum Aufschmelzen des Zusatzmaterials und Ausbilden einer Lötverbindung erforderlich ist. Zur Verbesserung und/oder Stabilisierung des Laserlötprozesses kann die Vorwärmenergie insbesondere mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 30%, bevorzugt mindestens 40% der Verbindungsenergie betragen.Under "thermally applied" in the sense of the invention is to be understood that the solder joint is applied to the actual laser soldering process with an energy (preheating energy) that corresponds to at least 15% of the energy (connection energy) required to melt the additional material and form a soldered connection is. To improve and / or stabilize the laser soldering process, the preheating energy can in particular be at least 20%, preferably at least 30%, preferably at least 40% of the connection energy.

Bedingt durch die im Vorlauf thermische Beaufschlagung der Lötfuge können die im zinkbasierten Überzug enthaltenen Zusätze wie Magnesium und optional Aluminium im Gefüge des Überzugs beeinflusst werden, sodass im anschließenden Laserlötprozess diese Zusätze die Diffusionsprozesse nicht negativ beeinflussen und damit eine vollständige Anbindung des Laserlötnahtquerschnitts sichergestellt werden kann.Due to the thermal exposure of the solder joint in advance, the additives contained in the zinc-based coating, such as magnesium and optionally aluminum, can be influenced in the structure of the coating so that these additives do not negatively influence the diffusion processes in the subsequent laser soldering process and thus a complete connection of the laser soldering seam cross-section can be ensured.

Das Zusatzmaterial wird bevorzugt als Zusatzdraht zugeführt und besteht aus einer kupferbasierten Zusammensetzung. Der Vorschub des Zusatzdrahtes wird insbesondere zwischen 2 und 10 m/min eingestellt, vorzugsweise zwischen 3 und 9 m/min, bevorzug zwischen 3,5 und 8,5 m/min. Der Zusatzdraht kann einen Durchmesser zwischen 1,0 und 1,6 mm aufweisen.The additional material is preferably supplied as an additional wire and consists of a copper-based composition. The feed of the additional wire is set in particular between 2 and 10 m / min, preferably between 3 and 9 m / min, preferably between 3.5 and 8.5 m / min. The filler wire can have a diameter between 1.0 and 1.6 mm.

Die Laserleistung zum Ausbilden einer Lötverbindung wird insbesondere zwischen 1,8 und 10 kW eingestellt, vorzugsweise zwischen 2 und 7 kW, bevorzugt zwischen 2,1 und 5 kW.The laser power for forming a soldered connection is set in particular between 1.8 and 10 kW, preferably between 2 and 7 kW, preferably between 2.1 and 5 kW.

Die Geschwindigkeit zum Ausbilden einer Lötverbindung wird insbesondere zwischen 1,5 und 10 m/min eingestellt, vorzugsweise zwischen 2 und 8 m/min, bevorzugt zwischen 2,1 und 7 m/min.The speed for forming a soldered connection is set in particular between 1.5 and 10 m / min, preferably between 2 and 8 m / min, preferably between 2.1 and 7 m / min.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor. Ein oder mehrere Merkmale aus den Ansprüchen, der Beschreibung wie auch der Zeichnung können mit einem oder mehreren anderen Merkmalen daraus zu weiteren Ausgestaltungen der Erfindung verknüpft werden. Es können auch ein oder mehrere Merkmale aus den unabhängigen Ansprüchen durch ein oder mehrere andere Merkmale verknüpft werden.Further advantageous configurations and developments emerge from the following description. One or more features from the claims, the description as well as the drawing can be combined with one or more other features therefrom to further refinements of the invention linked. One or more features from the independent claims can also be linked by one or more other features.

Gemäß einer Ausgestaltung wird ein Laser verwendet, wobei eine Laserstrahlung ausgehend vom Laser derart auf das Zusatzmaterial gerichtet wird, dass ein Teil der Strahlung (Verbindungsenergie) vom Zusatzmaterial zum Aufschmelzen des Zusatzmaterials und Ausbilden der Lötverbindung absorbiert wird und ein Teil der Strahlung (Vorwärmenergie) von dem Zusatzmaterial vorlaufend auf die Lötfuge zur Vorwärmung der Lötfuge reflektiert wird. Anhand von Simulationen und/oder „trial and error“-Versuchen kann die notwendige Laserleistung und der notwendige Winkel, der die beiden Teilaufgaben erfüllt, ermittelt werden.According to one embodiment, a laser is used, a laser radiation emanating from the laser being directed onto the additional material in such a way that part of the radiation (connection energy) is absorbed by the additional material for melting the additional material and forming the soldered connection and part of the radiation (preheating energy) is absorbed by the additional material is reflected in advance on the solder joint to preheat the solder joint. With the help of simulations and / or “trial and error” tests, the required laser power and the required angle that fulfills the two subtasks can be determined.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung werden ein Laser, durch welchen eine Laserstrahlung auf das Zusatzmaterial gerichtet und dadurch ein Aufschmelzen des Zusatzmaterials und Ausbilden der Lötverbindung bewirkt wird, und mindestens eine weitere Wärmequelle, welche von dem Zusatzmaterial vorlaufend auf die Lötfuge zur Vorwärmung der Lötfuge einwirkt, verwendet. Die weitere Wärmequelle kann ein Laser (s. beispielsweise oben genannten Artikel), eine Diode oder eine andere geeignete Wärmequelle sein, welche nur die Lötfuge gezielt lokal thermisch beaufschlagen kann. Bei diesem Ansatz können der Laser zum Löten wie auch die weitere Wärmequelle zur Vorwärmung individuell und unabhängig voneinander angesteuert und/oder ausgerichtet werden.According to an alternative embodiment, a laser is used, by means of which laser radiation is directed onto the additional material, thereby causing the additional material to melt and the soldered joint to be formed, and at least one further heat source, which acts on the soldering joint in advance to preheat the soldering joint . The further heat source can be a laser (see, for example, the above-mentioned article), a diode or another suitable heat source which can only locally apply heat to the solder joint in a targeted manner. With this approach, the laser for soldering as well as the additional heat source for preheating can be controlled and / or aligned individually and independently of one another.

Gemäß einer Ausgestaltung wird das erste beschichte Stahlblechbauteil mit einem Höhenversatz zum zweiten beschichteten Stahlblechbauteil positioniert.According to one embodiment, the first coated sheet steel component is positioned with a height offset to the second coated sheet steel component.

Gemäß einer Ausgestaltung besteht das erste und/oder das zweite Stahlblechbauteil aus einem Kohlenstoffstahl mit einer Zugfestigkeit Rm bis maximal 600 MPa, insbesondere bis maximal 500 MPa, vorzugsweise bis maximal 400 MPa. Die Zugfestigkeit des ersten und/oder zweiten Stahlblechbauteils bezieht sich auf den Endzustand bzw. Einbauzustand der Stahlblechbauteile. Der Kohlenstoffstahl ist ein kalt umformbarer Stahl, insbesondere ein Tiefziehstahl, BH-Stahl (bake-hardening) oder IF-Stahl (interstitial free). Das erste und/oder zweite Stahlblechbauteil kann eine Dicke bis maximal 2 mm, insbesondere bis maximal 1,5 mm, vorzugsweise bis maximal 1 mm, bevorzugt bis maximal 0,8 mm aufweisen.According to one embodiment, the first and / or the second sheet steel component consists of a carbon steel with a tensile strength Rm up to a maximum of 600 MPa, in particular up to a maximum of 500 MPa, preferably up to a maximum of 400 MPa. The tensile strength of the first and / or second sheet steel component relates to the final state or installed state of the sheet steel components. Carbon steel is a cold-formable steel, in particular deep-drawing steel, BH steel (bake-hardening) or IF steel (interstitial free). The first and / or second sheet steel component can have a thickness of up to a maximum of 2 mm, in particular up to a maximum of 1.5 mm, preferably up to a maximum of 1 mm, preferably up to a maximum of 0.8 mm.

Gemäß einer zweiten Lehre betrifft die Erfindung eine lasergelötete Verbindung zwischen einem ersten beschichteten Stahlblechbauteil und einem zweiten beschichteten Stahlblechbauteil, wobei das erste und/oder das zweite Stahlblechbauteil mit einem zinkbasierten Überzug beschichtet ist, wobei der Überzug neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Magnesium mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium mit einem Gehalt bis zu 5 Gew.-% enthält, wobei die lasergelötete Verbindung zwischen den Stahlblechbauteilen eine vollständige Anbindung des Lasernahtquerschnitts aufweist.According to a second teaching, the invention relates to a laser-soldered connection between a first coated sheet steel component and a second coated sheet steel component, the first and / or the second sheet steel component being coated with a zinc-based coating, the coating having additional elements such as magnesium in addition to zinc and unavoidable impurities a content of 0.3 to 5% by weight and optionally aluminum with a content of up to 5% by weight, the laser-soldered connection between the sheet steel components having a complete connection of the laser seam cross-section.

Unter „vollständige Anbindung“ des Lasernahtquerschnitts im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass eine Laserlötnaht im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen durchgehend lunker- und/oder porenfrei zur angrenzenden Oberfläche des mindestens einen Stahlblechbauteils, vorzugsweise zu den angrenzenden Oberflächen der Stahlblechbauteile ausgebildet ist. Insbesondere sind Abweichungen im Rahmen der Toleranz zulässig.“Complete connection” of the laser seam cross-section in the context of the invention is to be understood as meaning that a laser soldered seam, viewed in cross-section, is essentially free of voids and / or pores to the adjoining surface of the at least one sheet steel component, preferably to the adjoining surfaces of the sheet steel components. In particular, deviations within the scope of the tolerance are permitted.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die lasergelötete Verbindung als Bördelnaht oder Kehlnaht ausgebildet. Eine Bördelnaht kommt beispielsweise im Bereich einer Dachkonstruktion im Automobilkarosseriebereich zur Anwendung. Eine Kehlnaht kommt beispielsweise im Bereich eines bewegten, insbesondere großflächigen Karosserieteils im Automobilkarosseriebereich zur Anwendung, vorzugsweise an einer Tür, Motorhaube oder Heckklappe.According to a preferred embodiment, the laser-soldered connection is designed as a flanged seam or fillet weld. A flanged seam is used, for example, in the area of a roof structure in the automotive body area. A fillet weld is used, for example, in the area of a moving, in particular large-area, body part in the automobile body area, preferably on a door, engine hood or tailgate.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile sind stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigen:

  • 1: eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 2: eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,
  • 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung und
  • 5a, b: jeweils einen Ausschnitt eines Schliffbildes einer lasergelöteten Verbindung gemäß dem Stand der Technik (a) und einer lasergelöteten Verbindung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform (b).
The invention is explained in more detail below with reference to drawings. The same parts are always provided with the same reference symbols. Show in detail:
  • 1 : a schematic representation of a first embodiment of the invention,
  • 2 : a schematic representation of a second embodiment of the invention,
  • 3 a schematic representation of a third embodiment of the invention,
  • 4th a schematic representation of a fourth embodiment of the invention and
  • 5a, b : each a section of a micrograph of a laser-soldered connection according to the prior art (a) and a laser-soldered connection according to an embodiment of the invention (b).

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Zwei beschichtete Stahlblechbauteile (1, 2), wobei das erste Stahlblechbauteil (1.1) und das zweite Stahlblechbauteil (2.1) jeweils aus einem Kohlenstoffstahl mit einer Zugfestigkeit Rm bis maximal 600 MPa bestehen, jeweils eine Dicke bis maximal 2 mm aufweisen und jeweils mit einem zinkbasierten Überzug (1.2, 2.2) beschichtet sind, wobei der Überzug (1.2, 2.2) neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Magnesium mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium mit einem Gehalt bis zu 5 Gew.-% enthält, werden über eine Kehlnahtverbindung mittels Laserlöten unter Verwendung eines Zusatzmaterials (5), vorzugsweise in Form eines kupferbasierten Zusatzdrahtes, miteinander verbunden. Um eine ausreichende Festigkeit in der Laserlötverbindung (3) und eine vollständige Anbindung des Laserlötnahtquerschnitts (3.1), vgl. 3b), sicherstellen zu können, wird beim Laserlöten zumindest vorlaufend vor dem Einbringen und Aufschmelzen des Zusatzmaterials (5) die Lötfuge (4) thermisch beaufschlagt. Es kann beispielsweise ein nicht dargestellter Laser verwendet werden, wobei eine Laserstrahlung (6) ausgehend vom Laser derart auf das Zusatzmaterial (5) gerichtet wird, dass ein Teil der Strahlung vom Zusatzmaterial (5) zum Aufschmelzen des Zusatzmaterials (5) und Ausbilden der Lötverbindung (3) absorbiert wird und ein Teil der Strahlung (6.1) von dem Zusatzmaterial (5) vorlaufend auf die Lötfuge (4) zur Vorwärmung der Lötfuge (4) reflektiert wird. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention. Two coated sheet steel components ( 1 , 2 ), where the first sheet steel component ( 1.1 ) and the second sheet steel component ( 2.1 ) each consist of a carbon steel with a tensile strength Rm up to a maximum of 600 MPa, each have a thickness of up to a maximum of 2 mm and each with a zinc-based coating ( 1.2 , 2.2 ) are coated, the coating ( 1.2 , 2.2 ) in addition to zinc and unavoidable impurities, contains additional elements such as magnesium with a content of 0.3 to 5% by weight and optionally aluminum with a content of up to 5% by weight, are welded via a fillet weld connection by means of laser soldering using an additional material ( 5 ), preferably in the form of a copper-based filler wire, connected to one another. To ensure sufficient strength in the laser soldered joint ( 3 ) and a complete connection of the laser solder seam cross-section ( 3.1 ), see. 3b) to be able to ensure, is with laser soldering at least in advance of the introduction and melting of the additional material ( 5 ) the solder joint ( 4th ) thermally applied. For example, a laser (not shown) can be used, whereby a laser radiation ( 6th ) starting from the laser on the additional material ( 5 ) is directed that part of the radiation from the additional material ( 5 ) to melt the additional material ( 5 ) and forming the soldered connection ( 3 ) is absorbed and part of the radiation ( 6.1 ) of the additional material ( 5 ) leading to the solder joint ( 4th ) to preheat the solder joint ( 4th ) is reflected.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel können ein nicht dargestellter Laser, durch welchen eine Laserstrahlung (6) auf das Zusatzmaterial (5) gerichtet und dadurch ein Aufschmelzen des Zusatzmaterials (5) und Ausbilden der Lötverbindung (3) bewirkt wird, und mindestens eine wietere nicht dargestellte Wärmequelle, welche von dem Zusatzmaterial (5) vorlaufend auf die Lötfuge (4) zur Vorwärmung der Lötfuge (4) einwirkt, symbolisch durch den Pfeil (7) gezeigt, verwendet werden. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the invention. In contrast to the first exemplary embodiment, a laser (not shown) through which laser radiation ( 6th ) on the additional material ( 5 ) and thereby a melting of the additional material ( 5 ) and forming the soldered connection ( 3 ) is effected, and at least one other heat source, not shown, which is from the additional material ( 5 ) leading to the solder joint ( 4th ) to preheat the solder joint ( 4th ) acts, symbolically by the arrow ( 7th ) shown can be used.

Die in den 1 und 2 gezeigte lasergelötete Verbindung (3) in Form einer Kehlnaht kommt beispielsweise im Bereich eines bewegten Karosserieteils, insbesondere einer Tür, Motorhaube oder Heckklappe, im Automobilkarosseriebereich zur Anwendung.The ones in the 1 and 2 shown laser-soldered connection ( 3 ) in the form of a fillet weld is used, for example, in the area of a moving body part, in particular a door, bonnet or tailgate, in the automobile body area.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel werden zwei beschichtete Stahlblechbauteile (1, 2) über eine Bördelnahtverbindung mittels Laserlöten unter Verwendung eines Zusatzmaterials (5) miteinander verbunden. 3 shows a schematic representation of a third embodiment of the invention. In contrast to the first exemplary embodiment, two coated sheet steel components ( 1 , 2 ) via a flanged seam connection by means of laser soldering using an additional material ( 5 ) connected with each other.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel werden zwei beschichtete Stahlblechbauteile (1, 2) über eine Bördelnahtverbindung mittels Laserlöten unter Verwendung eines Zusatzmaterials (5) miteinander verbunden. Des Weiteren wurde das erste beschichtete Stahlblechbauteil (1) mit einem Höhenversatz (H) zum zweiten beschichteten Stahlblechbauteil (2) positioniert. 4th shows a schematic representation of a fourth embodiment of the invention. In contrast to the second exemplary embodiment, two coated sheet steel components ( 1 , 2 ) via a flanged seam connection by means of laser soldering using an additional material ( 5 ) connected with each other. Furthermore, the first coated sheet steel component ( 1 ) with a height offset (H) to the second coated sheet steel component ( 2 ) positioned.

Die in den 3 und 4 gezeigte lasergelötete Verbindung (3) in Form einer Bördelnaht kommt beispielsweise im Bereich einer Dachkonstruktion im Automobilkarosseriebereich zur Anwendung.The ones in the 3 and 4th shown laser-soldered connection ( 3 ) in the form of a flanged seam is used, for example, in the area of a roof structure in the automotive body area.

5 zeigt jeweils einen Ausschnitt eines Schliffbildes, wobei die Schliffe für eine lichtmikroskopische Untersuchung poliert und mit 3%iger HN03-Säure geätzt wurden, wobei Aufnahmen mit 25-facher Vergrößerung gemacht wurden, einer lasergelöteten Verbindung in Form einer Bördelnaht gemäß dem Stand der Technik 5a) und einer lasergelöteten Verbindung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform 5b). 5 each shows a section of a micrograph, the micrographs being polished for a light microscopic examination and etched with 3% HNO3 acid, photos being taken with 25x magnification, of a laser-soldered connection in the form of a flanged seam according to the prior art 5a) and a laser-soldered connection according to an embodiment of the invention 5b) .

Der Unterschied zwischen der Ausführung gemäß des Standes der Technik und der erfindungsgemäßen Ausführung ist deutlich in dem Schliffbild zu erkennen. 5a) zeigt Fehlstellen innerhalb des Lasernahtquerschnitts (3.1) auf, jeweils strichliniert eingekreist, wodurch ein verringerter Anbindungsquerschnitt ausgebildet wird, welcher nicht die gewünschte bzw. geforderte Festigkeit aufweisen kann und dadurch bei entsprechender Belastung auch frühzeitig in der Laserlötverbindung (3) versagen kann. 5b) hingegen zeigt eine vollständige Anbindung des Lasernahtquerschnitts (3.1), bedeutet, dass die Laserlötverbindung (3) im Querschnitt betrachtet im Wesentlichen durchgehend lunker- und/oder porenfrei zur angrenzenden Oberfläche des ersten beschichteten Stahlblechbauteils (1) wie auch zur angrenzenden Oberfläche des zweiten Stahlblechbauteils (2) ausgebildet ist. Das Verfahren zur Herstellung der Laserlötverbindung (3) in 5b) kann auch gemäß der gezeigten Anordnung wie in 1 oder 2 ausgeführt werden.The difference between the embodiment according to the prior art and the embodiment according to the invention can be clearly seen in the micrograph. 5a) shows imperfections within the laser seam cross-section ( 3.1 ), each circled with dashed lines, whereby a reduced connection cross-section is formed, which cannot have the desired or required strength and therefore also early in the laser soldered connection with corresponding load ( 3 ) can fail. 5b) however, shows a complete connection of the laser seam cross-section ( 3.1 ), means that the laser solder joint ( 3 ) viewed in cross section essentially free of voids and / or pores to the adjacent surface of the first coated sheet steel component ( 1 ) as well as to the adjacent surface of the second sheet steel component ( 2 ) is trained. The procedure for making the laser solder joint ( 3 ) in 5b) can also according to the arrangement shown as in FIG 1 or 2 are executed.

In einer Untersuchung wurden mehrere Proben aus unterschiedlich beschichteten Stahlblechbauteilen mittels unterschiedlichen Laserlötverfahren mit Zusatzmaterial jeweils über eine Laserlötverbindung in Form einer Bördelnaht gemäß der 5a) und 5b) miteinander verbunden. Die Stahlblechbauteile bestanden aus einem Kohlenstoffstahl mit Zugfestigkeiten bis maximal 600 MPa und jeweils Dicken bis maximal 2 mm. Ein Teil der untersuchten Stahlblechbauteile waren mit einem reinen zinkbasierten Überzug (Z) versehen, der andere Teil der untersuchten Stahlblechbauteile waren mit einem zinkbasierten Überzug mit zusätzlichen Elementen wie Magnesium (Mg) mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium (AI) mit einem Gehalt bis zu 5 Gew.-% versehen. Als Lötverfahren kamen der Standardprozess (S), sowie die in den 1, 3 und 2, 4 gezeigten Anordnungen (A1, A2) des Lasers zum Einsatz, wobei bei der Anordnung (A2) gemäß 2, 4 als Wärmequelle ein weiterer Laser verwendet wurde. Die lasergelöteten Proben wurden einer Zugprüfung nach DVS 2614-1 unterzogen. Pro Probe wurden jeweils zwei gleiche Stahlblechbauteile mit gleichem Überzug verwendet. Als Zusatzmaterial wurde ein kupferbasierter Zusatzdraht verwendet, ein Zusatzdraht der Güte CuSi31Mn1. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Untersuchungen dargestellt. Tabelle 1 Probe Überzug [Gew.%] Anordnung Laserleistung [kW] Lötgeschwindigkeit [m/min] Drahtvorschub [m/min] Versagen 1 Z S 4 4,5 2,6 + 2 Mg1, Al1 S 4 4,5 2,6 - 3 Mg2, AI2 S 4 4,5 2,6 - 4 Mg1, Al1 A1 4,75 6 8 + 5 Mg2, Al1 A2 4/1 5 2,8 + 6 Mg1, AI2 A1 4,75 6 8 + 7 Mg2, AI2 A2 4/1 5 2,8 + In an investigation, several samples of differently coated sheet steel components were made using different laser soldering methods with additional material, each using a laser soldered connection in the form of a flanged seam according to the 5a) and 5b) connected with each other. The sheet steel components consisted of a carbon steel with tensile strengths of up to a maximum of 600 MPa and a thickness of up to a maximum of 2 mm. Some of the steel sheet components examined were provided with a pure zinc-based coating (Z), the other part of the steel sheet components examined were provided with a zinc-based coating with additional elements such as magnesium (Mg) with a content of 0.3 to 5% by weight and optionally provided aluminum (AI) with a content of up to 5% by weight. The standard process (S) and the one in the 1 , 3 and 2 , 4th shown arrangements (A1, A2) of the laser are used, with the arrangement (A2) according to 2 , 4th Another laser was used as a heat source. The laser-soldered samples were subjected to a tensile test according to DVS 2614-1. Two identical sheet steel components with the same coating were used for each sample. A copper-based additional wire was used as additional material, an additional wire of quality CuSi31Mn1. The results of the investigations are shown in Table 1 below. Table 1 sample Coating [wt.%] arrangement Laser power [kW] Soldering speed [m / min] Wire feed [m / min] to fail 1 Z S. 4th 4.5 2.6 + 2 Mg1, Al1 S. 4th 4.5 2.6 - 3 Mg2, AI2 S. 4th 4.5 2.6 - 4th Mg1, Al1 A1 4.75 6th 8th + 5 Mg2, Al1 A2 4/1 5 2.8 + 6th Mg1, AI2 A1 4.75 6th 8th + 7th Mg2, AI2 A2 4/1 5 2.8 +

Da Proben 1 bis 7 bis zum Versagen (Reißen) beansprucht wurden, bedeutet +, dass die Probe in einem der Stahlblechbauteile versagt hat und nicht in der Laserlötverbindung, sodass eine ausreichende Festigkeit in der Laserlötnaht eingestellt werden konnte. - bedeutet ein Versagen in der Laserlötverbindung, was nicht zufriedenstellend war, vgl. Proben 2 und 3. Bei den Proben 5 und 7 bezieht sich die erste Laserleistung auf die Verbindungsenergie und die zweite Laserleistung auf die Vorwärmeenergie.Because rehearsals 1 to 7th were stressed until failure (tearing), + means that the sample failed in one of the sheet steel components and not in the laser soldered joint, so that sufficient strength could be achieved in the laser soldered seam. - means a failure in the laser soldered connection, which was unsatisfactory, see samples 2 and 3 . At the rehearsals 5 and 7th the first laser power relates to the connection energy and the second laser power to the preheating energy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1851352 B1 [0002]EP 1851352 B1 [0002]
  • DE 102018120523 A1 [0002, 0008]DE 102018120523 A1 [0002, 0008]

Claims (10)

Verfahren zum Herstellen einer Laserlötverbindung (3) zwischen beschichteten Stahlblechbauteilen (1, 2) umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines ersten beschichteten Stahlblechbauteils (1) und eines zweiten beschichteten Stahlblechbauteils (2), - Verbinden der beiden Stahlblechbauteile (1, 2) durch Laserlöten mittels eines Zusatzmaterials (5) entlang mindestens einer Lötfuge (4), dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Stahlblechbauteil (1.1, 2.1) mit einem zinkbasierten Überzug (1.2, 2.2) beschichtet ist, wobei der Überzug (1.2, 2.2) neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Magnesium mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium mit einem Gehalt bis zu 5 Gew.-% enthält, und dass beim Laserlöten zumindest vorlaufend vor dem Einbringen und Aufschmelzen des Zusatzmaterials (5) die Lötfuge (4) thermisch beaufschlagt wird.A method for producing a laser soldered connection (3) between coated sheet steel components (1, 2) comprising the steps: - providing a first coated sheet steel component (1) and a second coated sheet steel component (2), - connecting the two sheet steel components (1, 2) by laser soldering by means of an additional material (5) along at least one solder joint (4), characterized in that the first and / or the second sheet steel component (1.1, 2.1) is coated with a zinc-based coating (1.2, 2.2), the coating (1.2, 2.2 ) in addition to zinc and unavoidable impurities, contains additional elements such as magnesium with a content of 0.3 to 5% by weight and optionally aluminum with a content of up to 5% by weight, and that with laser soldering, at least in advance of the introduction and melting of the additional material (5) the solder joint (4) is thermally applied. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Laser verwendet wird, wobei eine Laserstrahlung (6) ausgehend vom Laser derart auf das Zusatzmaterial (5) gerichtet wird, dass ein Teil der Strahlung (6) vom Zusatzmaterial zum Aufschmelzen des Zusatzmaterials (5) und Ausbilden der Lötverbindung (3) absorbiert wird und ein Teil der Strahlung (6.1) von dem Zusatzmaterial (5) vorlaufend auf die Lötfuge (4) zur Vorwärmung der Lötfuge (4) reflektiert wird.Procedure according to Claim 1 , a laser being used, a laser radiation (6) starting from the laser being directed onto the additional material (5) in such a way that part of the radiation (6) from the additional material is used to melt the additional material (5) and form the soldered connection (3) is absorbed and part of the radiation (6.1) is reflected by the additional material (5) leading to the solder joint (4) to preheat the solder joint (4). Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Laser, durch welchen eine Laserstrahlung (6) auf das Zusatzmaterial (5) gerichtet und dadurch ein Aufschmelzen des Zusatzmaterials (5) und Ausbilden der Lötverbindung (3) bewirkt wird, und mindestens eine weitere Wärmequelle, welche von dem Zusatzmaterial (5) vorlaufend auf die Lötfuge (4) zur Vorwärmung der Lötfuge (4) einwirkt, verwendet werden.Procedure according to Claim 1 , whereby a laser, by which a laser radiation (6) is directed onto the additional material (5) and thereby a melting of the additional material (5) and formation of the soldered connection (3) is effected, and at least one further heat source, which from the additional material (5 ) acts in advance on the solder joint (4) to preheat the solder joint (4). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste beschichte Stahlblechbauteil (1) mit einem Höhenversatz (H) zum zweiten beschichteten Stahlblechbauteil (2) positioniert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the first coated sheet steel component (1) is positioned with a height offset (H) to the second coated sheet steel component (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite Stahlblechbauteil (1.1, 2.1) aus einem Kohlenstoffstahl mit einer Zugfestigkeit Rm bis maximal 600 MPa besteht.Method according to one of the preceding claims, wherein the first and / or the second sheet steel component (1.1, 2.1) consists of a carbon steel with a tensile strength Rm up to a maximum of 600 MPa. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Stahlblechbauteil (1.1, 2.1) eine Dicke bis maximal 2 mm aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein the first and / or second sheet steel component (1.1, 2.1) has a thickness of up to a maximum of 2 mm. Lasergelötete Verbindung (3) zwischen einem ersten beschichteten Stahlblechbauteil (1) und einem zweiten beschichteten Stahlblechbauteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Stahlblechbauteil (1.1, 2.1) mit einem zinkbasierten Überzug (1.2, 2.2) beschichtet ist, wobei der Überzug (1.2, 2.2) neben Zink und unvermeidbaren Verunreinigungen zusätzliche Elemente wie Magnesium mit einem Gehalt von 0,3 bis zu 5 Gew.-% und optional Aluminium mit einem Gehalt von bis zu 5 Gew.-% enthält, wobei die lasergelötete Verbindung (3) zwischen den beschichteten Stahlblechbauteilen (1, 2) eine vollständige Anbindung des Nahtquerschnitts (3.1) aufweist.Laser-soldered connection (3) between a first coated sheet steel component (1) and a second coated sheet steel component (2), characterized in that the first and / or the second sheet steel component (1.1, 2.1) is coated with a zinc-based coating (1.2, 2.2) , wherein the coating (1.2, 2.2) in addition to zinc and unavoidable impurities, additional elements such as magnesium with a content of 0.3 to 5 wt .-% and optionally aluminum with a content of up to 5 wt .-%, the laser-soldered connection (3) between the coated sheet steel components (1, 2) has a complete connection of the seam cross-section (3.1). Lasergelötete Verbindung nach Anspruch 7, wobei die lasergelötete Verbindung (3) als Bördelnaht oder Kehlnaht ausgebildet ist.Laser soldered connection after Claim 7 , wherein the laser-soldered connection (3) is designed as a flanged seam or fillet weld. Lasergelötete Verbindung nach Anspruch 8, wobei eine Bördelnaht im Bereich einer Dachkonstruktion im Automobilkarosseriebereich zur Anwendung kommt.Laser soldered connection after Claim 8 , whereby a flanged seam is used in the area of a roof structure in the automotive body area. Lasergelötete Verbindung nach Anspruch 8, wobei eine Kehlnaht im Bereich eines bewegten Karosserieteils, insbesondere einer Tür, Motorhaube oder Heckklappe, im Automobilkarosseriebereich zur Anwendung kommt.Laser soldered connection after Claim 8 , wherein a fillet weld in the area of a moving body part, in particular a door, bonnet or tailgate, is used in the automobile body area.
DE102019215050.0A 2019-09-30 2019-09-30 Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components Active DE102019215050B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019215050.0A DE102019215050B4 (en) 2019-09-30 2019-09-30 Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019215050.0A DE102019215050B4 (en) 2019-09-30 2019-09-30 Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019215050A1 true DE102019215050A1 (en) 2021-04-01
DE102019215050B4 DE102019215050B4 (en) 2023-09-07

Family

ID=74872516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019215050.0A Active DE102019215050B4 (en) 2019-09-30 2019-09-30 Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019215050B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115635156A (en) * 2022-10-13 2023-01-24 中国第一汽车股份有限公司 Laser brazing method for compensation net

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007152381A (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Daihatsu Motor Co Ltd Method and device for laser brazing
DE112015004546T5 (en) * 2014-10-03 2017-06-29 Honda Motor Co., Ltd. Roof construction for a vehicle and method of making the roof structure of the vehicle
EP1851352B1 (en) * 2005-02-22 2017-09-06 Thyssenkrupp Steel Europe AG Coated steel plate
DE102018120523A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 GM Global Technology Operations LLC Laser beam soldering of metallic workpieces with a relative movement between the laser beam and the flux-cored wire

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1851352B1 (en) * 2005-02-22 2017-09-06 Thyssenkrupp Steel Europe AG Coated steel plate
JP2007152381A (en) * 2005-12-02 2007-06-21 Daihatsu Motor Co Ltd Method and device for laser brazing
DE112015004546T5 (en) * 2014-10-03 2017-06-29 Honda Motor Co., Ltd. Roof construction for a vehicle and method of making the roof structure of the vehicle
DE102018120523A1 (en) * 2017-08-24 2019-02-28 GM Global Technology Operations LLC Laser beam soldering of metallic workpieces with a relative movement between the laser beam and the flux-cored wire

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MITTELSTÄDT, Christoph [et al.]: Two-beam laser brazing of thin sheet steel for automotive industry using cu-base filler material. In: Physics Procedia, Vol. 56, 2014, S. 699-708. - ISSN 1875-3884 (P); 1875-3892 (E). DOI: 10.1016/j.phpro.2014.08.077. URL: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S1875389214002223?token=4618A61B59DBC24CF5A41C14523B7670F236AF9F20D6CB5FB3CA72525128EAC17C118A495F7F800495BE5BA3BC69DA32 [abgerufen am 2019-11-14] *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115635156A (en) * 2022-10-13 2023-01-24 中国第一汽车股份有限公司 Laser brazing method for compensation net

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019215050B4 (en) 2023-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010019258B4 (en) Process for the production of tailor-made hot-stamped sheet steel products and sheet steel product
DE102015115915A1 (en) Laser welding process for the production of a semi-finished sheet of hardenable steel with an aluminum or aluminum-silicon based coating
DE102013101953A1 (en) Method of joining metallic steel circuit boards or strips by laser beam welding
EP0771605A2 (en) Laser welding process for coated metal sheets
WO2009046808A1 (en) Method for producing a largely flat component assembly and largely flat component assembly produced using said method
DE102016223875A1 (en) Method for joining components made of different materials
DE102019215050B4 (en) Process for producing a laser soldered connection between coated sheet steel components
DE102019103130A1 (en) Method for creating a functional structure and component
DE102017219854A1 (en) Spot welded joint and method of making such a spot welded joint
WO2021009078A1 (en) Method for producing a coated tailored welded blank by means of laser-beam welding or hybrid laser/gas-metal-arc welding and filler wire and use thereof for this purpose
DE10324274A1 (en) Welding procedure for joining metal bodies with coated upper surfaces, involves repeatedly guiding laser beam over welding seam in order to melt welding seam
DE10315976A1 (en) To prepare coated metal sheets for soldering/welding, for vehicle bodywork parts, the surface coating is removed by a laser beam at the joint surface zones
DE102016003190A1 (en) Method for laser welding a first component with a second component
DE102012021820A1 (en) Composite component for body of motor car i.e. passenger car, has individual components made of steel material, and intermediate regions featured with high strength and ductility with respect to material properties at connection parts
DE102019109167A1 (en) RESISTANCE SPOT WELDING OF WORKPIECE STACKS THAT HAVE STEEL WORKPIECES WITH SURFACE COATINGS
DE202021101463U1 (en) Laser-welded welded construction
DE102018212810A1 (en) Method for welding a galvanized motor vehicle component
EP3835036A1 (en) Prefixing of two substrates
DE102004008108B4 (en) Lap joint for welding coated workpieces
DE102019211646B4 (en) Process arrangement and soldered connection of two sheet metal parts
DE102008057677B4 (en) Method and arrangement for producing a weld seam and joint of two workpieces arranged at least partially with an overlap region
DE102018212030A1 (en) Method for producing a vehicle component with an auxiliary joining element
DE102016009781A1 (en) Method for welding components
WO2018010975A1 (en) Method for producing a layer on a surface of a component and method for producing a welded joint
DE102013001999A1 (en) Support structure for vehicle, has transition zone whose resistance value is reduced to predefined value, such that continuous curve is formed from high resistance value in hard portion down to low-resistance value in soft portion

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R084 Declaration of willingness to licence
R018 Grant decision by examination section/examining division