DE102021103560B4 - Verfahren zum Verbinden von einem oberen mit einem unteren metallischen Blech - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Verbinden von einem oberen mit einem unteren metallischen Blech (2,3) durch Laserschweißen, wobei in das obere Blech (2) ein Loch (5) eingeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Ränder (7) des Lochs (5) zumindest teilweise von einem ringförmigen Laserstrahl beaufschlagt werden, durch den im unteren Blech (3) im Bereich der Lochränder (7) ein Ringkanal (8) ausgebildet wird, in den vom Lochrand (7) her Material einfließt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von einem oberen mit einem unteren metallischen Blech durch Laserschweißen, wobei in das obere Blech ein Loch eingeformt wird.
• Stand der Technik
• Zwei metallische Bleche werden üblicherweise durch Laserschweißen dadurch verbunden, dass sie randseitig aneinandergelegt werden und der Stoß mittels Laserstrahl aufgeschmolzen und so das Material beider Bleche miteinander verbunden wird. In vielen Fällen ist es aber notwendig, zwei aufeinandergelegte Bleche miteinander zu verbinden. Hierzu ist es üblich, in das obere Blech Löcher einzuformen, auf die dann der Laserstrahl ausgerichtet wird, sodass sich das Material des oberen Blechs in einen vom unteren Blech durch die Wärmeeinwirkung gebildeten Sack verfrachtet. Dabei bleibt aber nicht aus, dass das untere Blech in der Umgebung der Schweißstelle erheblich verdünnt wird, was in vielen Fällen nicht wünschenswert ist.
• In der EP 3 285 956 B1 ist ein Verfahren zum Verarbeiten eines Werkstücks mit mindestens einem Laserstrahl aufgezeigt. Dabei sind mehrere plattenförmige Elemente aufeinandergelegt und sollen miteinander verschweisst werden. Dies geschieht durch einen Verbundlaserstrahl, der einen ersten und einen zweiten Ausgangsstrahl aus einer Mehrkernlichtleitfaser umfasst. Dabei ist mindestens eines der überlappenden Elemente beschichtet. Der erste Ausgangslaserstrahl erzeugt eine Öffnung zum Freisetzen von Druck, der durch Verdampfen der Beschichtung verursacht wird. Der zweite Ausgangslaserstrahl bewirkt im Wesentlichen das Schweissen der Platten.
• Aufgabe
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der oben genannten Art zu schaffen, mit dem eine wesentlich bessere Schweißverbindung von zwei aufeinandergelegten Blechen erfolgt, ohne dass dabei das Umfeld der Schweißstelle in Mitleidenschaft gezogen wird.
• Lösung der Aufgabe
• Zur Lösung der Aufgabe führt, dass Ränder des Lochs zumindest teilweise von einem ringförmigen Laserstrahl beaufschlagt werden, durch den im unteren Blech (3) im Bereich der Lochränder (7) ein Ringkanal (8) ausgebildet wird, in den vom Lochrand (7) her Material einfließt.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Figurenliste
• Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
• 1 eine Seitenansicht eines Teilbereichs um eine Schweissstelle für zwei Bleche, geschweisst entsprechend einem Verfahren nach dem Stand der Technik;
• 2 eine Seitenansicht eines Schnitts durch die Schweissstelle nach 1, jedoch geschweisst entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren;
• 3 eine Draufsicht auf die Schweissstelle gemäss 2.
• Gemäss 1 wird eine Schweissstelle 1 erzeugt, um ein oberes Blech 2 mit einem unteren Blech 3 zu verbinden. Das untere Blech 3 liegt dabei einem Isolator 4 auf.
• Zur Verbindung von oberem Blech 2 mit unterem Blech 3 wird in das obere Blech 2 ein Loch 5 eingeformt. Nach dem Stand der Technik wird diese Schweissstelle 1 mit dem Loch 5 von einem Laserstrahl beaufschlagt, der mit einem Laserpunkt auf die Schweissstelle 1 auftrifft. Dadurch wird im unteren Blech 3 ein Sack 6 ausgebildet, in dem die Randkanten des Loches 5 einfliessen können. Hierdurch wird das untere Blech 3 im Bereich der Schweissstelle 1 erheblich verdünnt und der Isolator 4 von dem Schweissvorgang in Mitleidenschaft gezogen.
• Nach dem neuen Verfahren gemäss 2 erfolgt die Beaufschlagung der Schweissstelle 1.1 mit einem ringförmigen Laserstrahl, Hierdurch wird unter den Rändern 7 des Lochs 5 in dem unteren Blech 3 eine Ringkanal 8 ausgebildet, der eine Erhöhung 9 umläuft. Das Material des oberen Blechs 2 läuft in diesen Ringkanal 8, wodurch eine bessere Verbindung zwischen den beiden Blechen erreicht wird. Ferner dringt der Ringkanal 8 nicht so tief in das untere Blech 3 ein, so dass dieses weder geschwächt noch ein darunter liegender Isolator 4 in Mitleidenschaft gezogen wird.
• Bezugszeichenliste

1

Schweißstelle

2

Oberes Blech

3

Unteres Blech

4

Isolatoren

5

Loch

6

Sack

7

Lochrand

8

Ringkanal

9

Erhöhung

Claims (3)

1. Verfahren zum Verbinden von einem oberen mit einem unteren metallischen Blech (2,3) durch Laserschweißen, wobei in das obere Blech (2) ein Loch (5) eingeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass Ränder (7) des Lochs (5) zumindest teilweise von einem ringförmigen Laserstrahl beaufschlagt werden, durch den im unteren Blech (3) im Bereich der Lochränder (7) ein Ringkanal (8) ausgebildet wird, in den vom Lochrand (7) her Material einfließt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (8) eine Erhöhung (9) umfängt.
3. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Blech (3) einem Isolator (4) aufliegt.

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