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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponente, die durch Schweißen hergestellt wird, und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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HINTERGRUND
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Beim Schweißen von Blechen bzw. Platten aus Stahl oder Aluminium oder Platten, die aus sich voneinander unterscheidenden Materialien bestehen, kann Laser-Lötschweißen in Abhängigkeit der Qualitätssicherung beim Schweißen und den Anforderungen an das Außendesign verwendet werden.
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Im Falle des Laser-Lötschweißens kann jedoch nach dem Beenden des Schweißens ein Rückfederungsphänomen auftreten, da das Schweißen durchgeführt wird, während zwei Platten gegeneinander gedrückt werden. Wenn Schweißlinien von drei oder mehr Platten einander schneiden, um verschweißt zu werden, schneiden sich insbesondere zwei oder mehr Schweißlinien. An einem Schnittpunkt wird aufgrund eines Buckelteils an dem Endpunkt der Schweißwulst ein angehobener bzw. erhabener Zwischenraum zwischen den Platten erzeugt, wobei dadurch ein Problem einer schlechten Schweißung verursacht wird.
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Um dieses Problem zu lösen, ist es erforderlich, Schweißbereiche zu vermeiden, die überlappt werden. In diesem Fall besteht jedoch darin ein Problem, dass eine Umsetzung eines Designs für ein erwünschtes Produkt schwierig wird.
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Voranstehendes soll lediglich beim Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung helfen und nicht bedeuten, dass die vorliegende Erfindung innerhalb des Bereiches der verwandten Technik liegt, die jemandem mit Fähigkeiten in der Technik bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Komponente, die durch Schweißen hergestellt wird, und ein Verfahren zum Herstellen derselben. Bestimmte Ausführungsformen liefern eine Komponente, die durch Schweißen hergestellt wird, und ein Verfahren zum Herstellen derselben, das das Auftreten eines Mangels eines Schweißbereiches beim Herstellen durch Schweißen einer Vielzahl von Platten mit einander zu kreuzenden Schweißlinien durch Laser-Lötschweißen und dergleichen verhindern kann.
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Bestimmte Ausführungsformen liefern eine durch Schweißen hergestellte Komponente, wobei die Komponente einen ersten Teil, in dem ein erster Verbindungsteil konfiguriert ist, einen zweiten Teil, in dem ein zweiter Verbindungsteil und ein Kreuz- bzw. Querverbindungsteil, der den zweiten Verbindungsteil schneidet, konfiguriert sind, wobei der zweite Teil derart mit dem ersten Teil gekoppelt wird, dass ein Teil des ersten Verbindungsteils und der zweite Verbindungsteil überlappt werden, und eine vorangehende Schweißung für den zweiten Verbindungsteil und den ersten Verbindungsteil durchgeführt wird, und einen dritten Teil enthält, in dem ein dritter Verbindungsteil konfiguriert ist, wobei ein Teil des dritten Verbindungsteils von einem gegenüberliegenden Teil des ersten Verbindungsteils überlappt wird, ein restlicher Teil des dritten Verbindungsteils von dem Querverbindungsteil überlappt wird und der erste Teil und der zweite Teil durch Durführen einer anschließenden Schweißung für jeden der überlappten Teile mit dem dritten Teil gekoppelt werden, wobei die anschließende Schweißung quer durch einen Punkt kreuzt, der mit einem bestimmten Abstand von einem Anfangspunkt und einem Endpunkt der vorangehenden Schweißung beabstandet ist.
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Die vorangehende Schweißung und die anschließende Schweißung können Laserschweißen sein.
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Der erste Verbindungsteil, der zweite Verbindungsteil und der Querverbindungsteil, und der dritte Verbindungsteil können jeweils auf einem ersten Kantenteil, einem zweiten Kantenteil und einem dritten Kantenteil konfiguriert sein, die jeweils entlang Kanten des ersten Teils, des zweiten Teils und des dritten Teil ausgebildet sind.
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Der erste Teil, der zweite Teil und der dritte Teil können aus gleichen oder unterschiedlichen Metallen bestehen.
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Der zweite Verbindungsteil und der Querverbindungsteil können durch Unterteilen eines Abschnitts entlang einer Kante des zweiten Teils konfiguriert werden, wodurch der zweite Verbindungsteil und der Querverbindungsteil an einem Punkt miteinander gekreuzt werden können, an dem der zweite Verbindungsteil und der Querverbindungsteil aufeinander treffen.
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Ein Verstärkungsflansch, der nach oben gebogen ist, um eine Kantensteifigkeit zu verstärken, kann an einem Endteil des zweiten Katenteils des zweiten Teils vorgesehen werden.
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Der zweite Verbindungsteil kann sich von einer von dem Teil des ersten Verbindungsteils überlappten Position weiter in Richtung der Außenseite erstrecken und die vorangehende Schweißung kann beginnend mit dem zweiten Verbindungsteil, der sich in Richtung einer Außenseite einer Kante des ersten Verbindungsteils erstreckt, anschließend entlang der Kante des ersten Verbindungsteils und endend an dem zweiten Verbindungsteil, der sich in Richtung der Außenseite der Kante des ersten Verbindungsteils erstreckt, durchgeführt werden.
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Ein Buckelteil der Schweißwulst kann an dem Anfangspunkt und dem Endpunkt der vorangehenden Schweißung gebildet werden.
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Der erste Teil kann eine obere Platte einer Außenplattenanordnung einer Heckklappe eines Fahrzeugs sein, der dritte Teil kann eine untere Platte der Außenplattenanordnung der Heckklappe sein und der zweite Teil kann eine Erweiterungsplatte sein, die zwischen der oberen und unteren Platte der Außenplattenanordnung der Heckklappe angeordnet ist.
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In dem ersten Teil und dem dritten Teil können beide Seitenenden derselben miteinander verschweißt werden, ein Mittelteil zwischen denselben kann voneinander beabstandet werden, der zweite Teil kann in dem Mittelteil angeordnet werden und die vorangehende Schweißung und die anschließende Schweißung können einander in einem spitzen Winkel an einem Punkt schneiden, an dem sich der erste Teil, der zweite Teil und der dritte Teil schneiden.
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Ein Verfahren zum Herstellen einer Komponente nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthält das Koppeln eines ersten Teils und eines zweiten Teils miteinander durch Durchführen einer vorangehenden Schweißung in einem Zustand des Überlappens und Beaufschlagens eines Teils eines ersten Verbindungsteils und eines zweiten Verbindungsteils mit Druck und Koppeln des ersten Teils, des zweiten Teil und eines dritten Teils miteinander durch Beaufschlagen mit Druck und Durchführen einer anschließenden Schweißung während des Überlappens eines Teils eines dritten Verbindungsteils mit einem gegenüberliegenden Teil des ersten Verbindungsteils und Überlappens eines restlichen Teils des dritten Verbindungsteils mit einem Querverbindungsteil und Ermöglichen, dass die anschließende Schweißung quer durch einen Punkt kreuzt, der mit einem bestimmten Abstand von einem Anfangspunkt und einem Endpunkt der vorangehenden Schweißung beabstandet ist.
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Beim Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander kann die vorangehende Schweißung beginnend mit dem zweiten Verbindungsteil, der sich in Richtung einer Außenseite einer Kante des ersten Verbindungsteils erstreckt, anschließend entlang der Kante des ersten Verbindungsteils und endend an dem zweiten Verbindungsteil, der sich in Richtung der Außenseite der Kante des ersten Verbindungsteils erstreckt, durchgeführt werden.
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Beim Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander kann ein Buckelteil einer Schweißwulst an dem Anfangspunkt und dem Endpunkt der vorangehenden Schweißung gebildet werden.
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Das Verfahren kann ferner das Ausbilden eines Verstärkungsflansches, der nach oben gebogen ist, um eine Kantensteifigkeit an einem Endteil eines zweiten Kantenteils des zweiten Teils zu verstärken, vor dem Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander enthalten.
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Gemäß der durch Schweißen hergestellten Komponente und dem Verfahren zum Herstellen derselben nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Auftreten eines Mangels eines Schweißbereiches beim Herstellen durch Schweißen einer Vielzahl von Platten mit einander zu kreuzenden Schweißlinien durch Laser-Lötschweißen und dergleichen zu verhindern.
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Figurenliste
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- Die 1 bis 3 sind Ansichten, die einen ersten Teil, einen zweiten Teil und einen dritten Teil einer durch Schweißen hergestellten Komponente nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
- 4 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Teil und der zweite Teil der durch Schweißen hergestellten Komponente nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander gekoppelt sind.
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A der in 4 gezeigten Komponente.
- 6 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem alle durch Schweißen hergestellten Komponenten nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander gekoppelt sind.
- 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils A der in 6 gezeigten Komponente.
- 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B der in 7 gezeigten Komponente.
- 9 ist eine Querschnittsansicht einer Linie C-C der in 7 gezeigten Komponente.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 1 bis 3 sind Ansichten, die einen ersten Teil, einen zweiten Teil und einen dritten Teil einer durch Schweißen hergestellten Komponente nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 4 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Teil und der zweite Teil der durch Schweißen hergestellten Komponente nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander gekoppelt sind. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A der in 4 gezeigten Komponente. 6 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem alle durch Schweißen hergestellten Komponenten nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander gekoppelt sind. 7 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils A der in 6 gezeigten Komponente. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie B-B der in 7 gezeigten Komponente. 9 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C der in 7 gezeigten Komponente.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen eine durch Schweißen hergestellte Komponente und ein Verfahren zum Herstellen derselben, das das Erzeugen eines Mangels eines Schweißbereiches beim Herstellen durch Schweißen einer Vielzahl von Platten mit einander zu kreuzenden Schweißlinien durch Laser-Lötschweißen und dergleichen verhindern kann.
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Die 1 bis 3 sind Ansichten, die den ersten Teil 100, den zweiten Teil 300 und den dritten Teil 500 der durch Schweißen hergestellten Komponente nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. Die durch Schweißen hergestellte Komponente enthält den ersten Teil 100, in dem ein erster Verbindungsteil 120 konfiguriert ist, und den zweiten Teil 300, in dem ein zweiter Verbindungsteil 320 und ein Querverbindungsteil 340, der den zweiten Verbindungsteil 320 schneidet, konfiguriert sind. Der erste Teil 100 wird mit dem zweiten Teil derart gekoppelt, dass ein Teil 122 des ersten Verbindungsteils und der zweite Verbindungsteil 320 überlappt werden, und eine vorangehende Schweißung W1 wird für den zweiten Verbindungsteil 320 und den ersten Verbindungsteil 120 durchgeführt. Die Komponente enthält ferner einen dritten Teil 500, in dem ein dritter Verbindungsteil 520 konfiguriert ist. Ein Teil 524 des dritten Verbindungsteils 520 wird von einem gegenüberliegenden Teil 124 des ersten Verbindungsteils überlappt, ein restlicher Teil 522 des dritten Verbindungsteils 520 und der Querverbindungsteil 340 werden überlappt und eine anschließende Schweißung W2 wird für jeden der überlappten Teile durchgeführt, wodurch der erste Teil 100 und der zweite Teil 300 miteinander gekoppelt werden. Auch die anschließende Schweißung W2 kann quer durch einen Punkt kreuzen, der mit einem bestimmten Abstand von einem Anfangspunkt und einem Endpunkt der vorangehenden Schweißung W1 beabstandet ist.
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Insbesondere ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fall, in dem drei oder mehr Teile zusammengefügt werden, um eine Einzelkomponentenanordnung zu bilden, und beispielsweise werden die Platten durch Schweißen miteinander verbunden.
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Eine beispielhafte Ausführungsform, auf die die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, ist eine Außenplattenanordnung, die eine Außenfläche einer Heckklappe eines Fahrzeugs bildet, wobei der erste Teil 100 eine obere Platte der Außenplattenanordnung der Heckklappe des Fahrzeugs ist, der dritte Teil 500 eine untere Platte der Außenplattenanordnung der Heckplatte ist und der zweite Teil 300 eine Erweiterungsplatte sein kann, die zwischen der oberen und unteren Platte der Außenplattenanordnung der Heckklappe angeordnet ist. Der technische Gedanke der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird jedoch nicht nur auf die Heckklappe angewandt, sondern ist auch auf eine Türplatte oder verschiedene Außenplatten eines Fahrzeugs und ferner auf verschiedene industrielle Komponenten anwendbar.
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Zudem können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf einen Fall angewandt werden, in dem Schweißlinien einander schneiden, und die vorangehende Schweißung W1 und die anschließende Schweißung W2 können durch Laserschweißen durchgeführt werden. Insbesondere kann das Laserschweißen mit dem Laser-Lötschweißen gleichgesetzt werden. Wenn zwei Schweißlinien einander schneiden, wird an sich ein Buckelteil der Schweißwulst W1', in dem eine Schweißwulst agglomeriert wird, an einem Anfangspunkt oder einem Endpunkt einer zuvor hergestellten Schweißlinie gebildet. Wenn eine zusätzliche Platte auf diesen Buckelteil der Schweißwulst W1' gesetzt wird und eine anschließende Schweißung durchgeführt wird, wird ein erhabener Zwischenraum auf der zusätzlichen Platte erzeugt und folglich wird eine Wahrscheinlichkeit, dass die anschließende Schweißung einen Mangel aufweist, hoch.
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Um solch einen Fall zu verhindern, unterscheidet eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung klar jeden der Schweißteile beim Schweißen des zweiten Teils 300, der zwischen dem ersten Teil 100 und dem dritten Teil 500 platziert wird, wodurch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sicherstellt, dass das Schweißen durchgeführt wird, während der Buckelteil der Schweißwulst W1' an dem Endpunkt eines Schweißteils vermieden wird, und folglich wird die gesamte Schweißqualität gesichert.
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Insbesondere können der erste Verbindungsteil 120, der zweite Verbindungsteil 320 und der Querverbindungsteil 340, und der dritte Verbindungsteil 520 jeweils auf dem ersten Kantenteil, dem zweiten Kantenteil und dem dritten Kantenteil konfiguriert werden, die jeweils entlang den Kanten des ersten Teils 100, des zweiten Teils 300 und des dritten Teils 500 ausgebildet sind. Jeder Flansch kann als ein Konzept verstanden werden, das einen bestimmten Bereich der Kante jedes Teils definiert. Zudem können der erste Teil 100, der zweite Teil 300 und der dritte Teil 500 aus den gleichen oder unterschiedlichen Metallmaterialien bestehen.
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Wie in 2 gezeigt, werden der zweite Verbindungsteil 320 und der Querverbindungsteil 340 durch Unterteilen eines Abschnitts entlang der Kante des zweiten Teils 300 konfiguriert, wodurch sich der zweite Verbindungsteil 320 und der Querverbindungsteil 340 an einem Punkt schneiden können, an dem der zweite Verbindungsteil 320 und der Querverbindungsteil 340 aufeinander treffen. Wie gezeigt, kann der zweite Teil 300 in Form einer Ellipse sein, deren obere Kante den zweiten Verbindungsteil 320 bildet und deren untere Kante den Querverbindungsteil 340 bildet und wobei die obere und untere Kante konfiguriert sein können, um an beiden Enden des zweiten Teils 300 aufeinander zu treffen und sich an denselben zu schneiden.
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Zudem kann ein Verstärkungsflansch 360, der nach oben gebogen ist, um eine Kantensteifigkeit zu verstärken, an einem Endteil des zweiten Kantenteils des zweiten Teils 300 vorgesehen werden. Der Verstärkungsflansch 360 repräsentiert einen nach oben gebogenen Teil, wie in dem linken Endteil des zweiten Teils in den 2, 8 und 9 gezeigt. An sich wird die Steifigkeit des zweiten Kantenteils des zweiten Teils 300 durch den nach oben gebogenen Teil sichergestellt.
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Wie in 7 gezeigt, erstreckt sich der zweite Verbindungsteil 320 zudem von einer von einem Teil 122 des ersten Verbindungsteils 120 überlappten Position weiter in Richtung der Außenseite. Die vorangehende Schweißung W1 wird beginnend von dem zweiten Verbindungsteil 320, der sich von einer Kante des ersten Verbindungsteils 120 in Richtung der Außenseite erstreckt, anschließend entlang der Kante des ersten Verbindungsteils 120 und dann endend an dem zweiten Verbindungsteil 320, der sich von der Kante des ersten Verbindungsteils 120 in Richtung der Außenseite erstreckt, durchgeführt. Durch den Prozess solch einer vorangehenden Schweißung W1 ist der Buckelteil der Schweißwulst W1' an dem Endpunkt der vorangehenden Schweißung W1 ausreichend nach außen versetzt zu positionieren.
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Das Laser-Lötschweißen ist ein Verfahren, bei dem ein Fülldraht, der durch eine Laserwärmequelle zum Schmelzen gebracht wird, an einer Oberfläche eines Basismaterials angebracht wird, in einen Zwischenraum zwischen Platten durch ein Kapillarphänomen zugeführt wird und die Platten verbindet, wodurch eine bucklige Schweißwulst an dem Anfangs- und Endpunkt des Lase-Lötschweißens gebildet wird.
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Beim Herstellen einer Heckklappe eines Fahrzeugs durch Schweißen beginnt das Schweißen folglich an dem Kantenteil der Erweiterungsplatte benachbart zu dem Verstärkungsflansch der Erweiterungsplatte und folglich wird kein Zwischenraum gebildet, damit das Schweißmaterial durch das Kapillarphänomen in denselben einzieht, und zwangsläufig eine bucklige Schweißwulst an dem entsprechenden Teil erzeugt. In einem Fall, in dem andere Platten gepaart bzw. zusammengefügt werden, während dieselben die bucklige Schweißwulst aufweisen, wird durch die bucklige Schweißwulst ein erhabener Zwischenraum zwischen den Platten erzeugt. Wenn das Laser-Lötschweißen in diesem Zustand durchgeführt wird, zieht die Schweißwulst durch das Kapillarphänomen in den erhabenen Zwischenraum ein und folglich erhält die Form der Laser-Lötwulst ein schlechtes Erscheinungsbild.
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Im Falle der vorliegenden Erfindung wird, wie in den 7 und 9 gezeigt, der Buckelteil der Schweißwulst W1' der vorangehenden Schweißung W1 in einem Zustand positioniert, in dem sich der zweite Teil 300 ausreichend nach außen erstreckt, wodurch der dritte Teil 500 positioniert wird, während derselbe den Buckelteil der Schweißwulst W1' der vorangehenden Schweißung W1 umgeht, auch wenn derselbe zum Schweißen zusammengefügt wird. Wie in 8 gezeigt, wird folglich in einem Zustand, in dem der dritte Teil 500 mit dem ersten Teil 100 durch eine Weise einer stabilen Oberflächenadhäsion zusammengefügt ist, die anschließende Schweißung W2 durchgeführt und folglich verhindert, dass sich ein schlechtes Schweißen ereignet.
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Wie in 6 gezeigt, sind zudem in dem ersten Teil 100 und dem dritten Teil 500 beide Seitenenden derselben miteinander verschweißt, wobei der Mittelteil zwischen denselben einen Raum zwischen dem ersten Teil 100 und dem dritten Teil 500 liefert, wodurch ein leerer Raum bzw. Leerraum in dem Mittelteil gebildet wird und der zweite Teil 300 an dem Mittelteil des Leerraums angeordnet wird. An einem Punkt, an dem der erste Teil 100, der zweite Teil 300 und der dritte Teil 500 alle einander schneiden, schneiden sich zudem die vorangehende Schweißung W1 und die anschließende Schweißung W2 in einem spitzen Winkel, wie in 7 gezeigt.
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Solch ein Verfahren zum Herstellen der Komponente nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch Schweißen enthält das Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander durch Durchführen der vorangehenden Schweißung in einem Zustand des Überlappens und Beaufschlagens eines Teils des ersten Verbindungsteils und des zweiten Verbindungsteils mit Druck und das Koppeln des ersten Teils, des zweiten Teils und des dritten Teils miteinander durch Beaufschlagen mit Druck und Durchführen der anschließenden Schweißung während des Überlappens eines Teils des dritten Verbindungsteils mit einem gegenüberliegenden Teil des ersten Verbindungsteils und Überlappens eines restlichen Teils des dritten Verbindungsteils mit dem Querverbindungsteil und das Ermöglichen, dass die anschließende Schweißung quer durch einen Punkt kreuzt, der mit einem bestimmten Abstand von dem Anfangspunkt und dem Endpunkt der vorangehenden Schweißung beabstandet ist.
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Zudem sollte beim Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander die vorangehende Schweißung beginnend mit dem zweiten Verbindungsteil, der sich in Richtung der Außenseite der Kante des ersten Verbindungsteils erstreckt, anschließend entlang der Kante des ersten Verbindungsteils und endend an dem zweiten Verbindungsteil, der sich in Richtung der Außenseite der Kante des ersten Verbindungsteils erstreckt, durchgeführt werden.
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Beim Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander ist die bucklige Schweißwulst zudem an dem Anfangspunkt und dem Endpunkt der vorangehenden Schweißung zu bilden.
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Vor dem Koppeln des ersten Teils und des zweiten Teils miteinander kann das Verfahren zudem ferner das Ausbilden des Verstärkungsflansches enthalten, der an dem Endteil des zweiten Kantenteils des zweiten Teils nach oben gebogen wird, um die Kantensteifigkeit zu verstärken.
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Gemäß der durch Schweißen hergestellten Komponente und dem Verfahren zum Erzeugen derselben nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Auftreten eines Mangels eines Schweißbereiches beim Herstellen durch Schweißen einer Vielzahl von Platten mit sich schneidenden Schweißlinien durch Laser-Lötschweißen und dergleichen zu verhindern.
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Zwar wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben, aber jemand mit Fähigkeiten in der Technik wird einsehen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem technischen Bereich und Wesen der Erfindung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart sind.
