DE102021130686A1 - Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von hochfesten Stahlflachprodukten und Flachstahlverbund mit verschweißten Stahlflachprodukten - Google Patents

Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von hochfesten Stahlflachprodukten und Flachstahlverbund mit verschweißten Stahlflachprodukten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von mindestens zwei hochfesten Stahlflachprodukten (12, 14) mit einer jeweiligen Zugfestigkeit größer als 800 MPa, die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen (18, 20; 22, 24) aufweisen, mit den Schritten:- Bereitstellen der Stahlflachprodukte (12, 14) in überlappender Anordnung, bei der die Stahlflachprodukte (12, 14) übereinandergelegt sind,- zumindest teilweises Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels in einem für das Überlappschweißen vorgesehenen Überlappbereich (42) der Stahlflachprodukte (12, 14) und- nachfolgendes Überlappschweißen der Stahlflachprodukte (12, 14) durch Bestrahlung einer nach außen weisenden Oberfläche eines ersten Stahlflachproduktes (12) dieser Stahlflachprodukte (12, 14) in dem Überlappbereich (42) mit einem Laserstrahl (36).Es ist vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche (18) des ersten Stahlflachproduktes (12) im Gegensatz zu dem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen (20, 22) der Stahlflachprodukte (12, 14), zumindest in einem Oberflächenbereich (44) der die nachfolgend durch das Überlappschweißen entstehenden Schweißverbindung (16) umfasst, vor dem Überlappschweißen entfernt wird.Die Erfindung betrifft neben diesem Verfahren auch einen entsprechenden Flachstahlverbund (10) mit zumindest zwei Stahlflachprodukten (12, 14), die eine jeweilige Zugfestigkeit größer als 800 MPa sowie mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen (18, 20, 22, 24) aufweisen und in Überlappgeometrie per Laser-Überlappschweißen miteinander verschweißt sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von mindestens zwei hochfesten Stahlflachprodukten mit einer jeweiligen Zugfestigkeit größer als 800 MPa, die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft neben diesem Verfahren auch einen entsprechenden Flachstahlverbund mit zumindest zwei Stahlflachprodukten, die eine jeweilige Zugfestigkeit größer als 800 MPa sowie mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen aufweisen und in Überlappstoßgeometrie per Laser-Überlappschweißen miteinander verschweißt sind.
  • Hochfeste Stähle spielen im modernen Fahrzeug- und Maschinenbau eine wesentliche Rolle. Werden diese Stähle bei der Herstellung von Bauteilen geschweißt, können bewegliche Wasserstoffatome an der Schweißverbindung Probleme verursachen: Die Atome sammeln sich langsam an Bauteilbereichen mit hohen Eigenspannungen an und machen dort den Stahl spröde. Die Folge sind sogenannte Kaltrisse, die für Bauteilausschuss sorgen können. Die wichtigsten Ursachen für die Kaltrissbildung beim Schweißen sind dabei die Aufhärtung des Materials in der Wärmeeinflusszone (WEZ) beim Schweißen, die Kombination von Eigenspannungen und Lastspannungen und die Wasserstoffversprödung.
    Von besonderem Interesse sind bei dem hier betrachteten Laser-Überlappschweißen von hochfesten Stahlflachprodukten die wasserstoffinduzierten Kaltrisse mit verzögerter Rissbildung (Delayed Fracture), auf denen im Zusammenhang mit der Erfindung der Fokus liegt. Der hier verwendete Begriff Laser-Überlappschweißen bezeichnet dabei ein Laserstrahlschweißen am Überlappstoß und insbesondere ein Laserstrahlschweißen für I-Nähte am Überlappstoß.
  • Im Herstellungs- und Verarbeitungsprozess von Stahlflachprodukten, wie zum Beispiel Stahlblechen, werden deren Oberflächen oftmals mit Korrosionsschutz- und/oder (Vor-)Schmiermitteln versehen. Handelt es sich bei diesen Stahlflachprodukten um Stahlflachprodukte aus besagten hochfesten Stählen (hochfeste Stahlflachprodukte) einer Festigkeitsklasse oberhalb von 800 MPa, so kommt es bei Schweißverbindungen solcher hochfester Stahlflachprodukte, die durch Laserschweißen erstellt sind, vermehrt zu besagten wasserstoffinduzierten Kaltrisse mit verzögerter Rissbildung, da das durch das Laserschweißen verdampfende Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel Wasserstoffverbindungen freisetzt.
  • Das Problem der Kaltrissbildung beim Schweißen von hochfesten Stahlflachprodukten ist im Zusammenhang mit einer Stumpfstoßschweißung aus dem Dokument JPH 0839278 A bekannt. Dieses Dokument beschreibt die Herstellung eines Rohres durch Längsnahtschweißen eines zum Hohlzylinder geformten hochfesten Stahlflachprodukts im Stumpfstoß. Auch hier ist auf den Oberflächen des entsprechenden Stahlflachprodukts ein Schmiermittel in Form eines Öles, welches im Zusammenhang mit der Umformung des Stahlflachprodukts genutzt wird. Dieses Schmiermittel wird unmittelbar vor dem Schweißvorgang entfernt. Bei der Stumpfstoß-Geometrie gibt es jedoch nur zwei relevante Oberflächen, die zum Schweißen von Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel befreit werden müssen. Diese sind auch kurz vor dem Verschweißen noch gut zugänglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von hochfesten Stahlflachprodukten und einen entsprechenden Flachstahlverbund mit derart verschweißten Stahlflachprodukten anzugeben, bei denen eine Bildung von wasserstoffinduzierten Kaltrissen mit verzögerter Rissbildung bei den Schweißverbindungen trotz mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehener Oberflächen der Stahlflachprodukte unterbunden oder zumindest stark unterdrückt wird.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von mindestens zwei hochfesten Stahlflachprodukten mit einer jeweiligen Zugfestigkeit größer als 800 MPa, die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen aufweisen, welches die folgenden Schritte umfasst:
    1. (a) Bereitstellen der Stahlflachprodukte in überlappender Anordnung, bei der die Stahlflachprodukte übereinander gelegt sind,
    2. (b) zumindest teilweises Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels in einem für das Überlappschweißen vorgesehenen Überlappbereich der Stahlflachprodukte und
    3. (c) nachfolgendes Überlappschweißen der Stahlflachprodukte durch Bestrahlung einer nach außen weisenden Oberfläche eines ersten Stahlflachproduktes dieser Stahlflachprodukte in dem Überlappbereich mit einem Laserstrahl, ist vorgesehen, dass bei Schritt (b) das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche des ersten Stahlflachproduktes im Gegensatz zu dem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen der Stahlflachprodukte, zumindest in einem Oberflächenbereich, der die nachfolgend durch das Überlappschweißen entstehenden Schweißverbindung umfasst, vor dem Überlappschweißen entfernt wird.
  • Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass die Tendenz zur wasserstoffinduzierten, verzögerten Kaltrissbildung vornehmlich durch die Präsenz von Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche des ersten Stahlflachproduktes, also auf der Seite des Laserstrahls, bestimmt wird. Hier sammelt sich vom Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel bereitgestellter Wasserstoff an den Rändern der Wärmeeinflusszone, wo sich besonders hohe Eigenspannungen bilden, an und versprödet dort den Stahl. Das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den Oberflächen der Stahlflachprodukte, die innenliegend angeordnet und einander zugewandt sind, trägt dagegen überraschenderweise nur sehr wenig zur wasserstoffinduzierten, verzögerten Kaltrissbildung bei.
  • Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass auch das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche des auf der dem Laserstrahl abgewandten Seite angeordneten letzten Stahlflachproduktes nur sehr wenig zur wasserstoffinduzierten, verzögerten Kaltrissbildung beiträgt, was auf den ersten Blick aber auch plausibler erscheint als der fehlende Beitrag des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels auf den innenliegenden Oberflächen zur wasserstoffinduzierten, verzögerten Kaltrissbildung. Auf der gegenüberliegenden Seite sind die Eigenspannungen im Material nämlich deutlich moderater.
  • Das Problem der wasserstoffinduzierten, verzögerten Kaltrissbildung bei Laserschweißungen von mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehener hochfester Stahlflachprodukte in Überlappstoß-Geometrie tritt in diesem Zusammenhang vor allem bei Schweißgeschwindigkeiten auf, die derart hoch sind, dass es in der Regel nicht zu einem vollständigen Durchschweißen bis zu der nach außen weisenden Oberfläche des auf der dem Laserstrahl abgewandten Seite angeordneten letzten Stahlflachproduktes kommt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsteht durch das Laser-Überlappschweißen eine Schweißverbindung, deren Wärmeeinflusszone nicht oder nur mit einer Spitze bis zu der nach außen weisenden Oberfläche des dem ersten Stahlflachprodukt gegenüberliegenden letzten Stahlflachprodukts reicht. Dies ist das zuvor erwähnte nicht vollständige Durchschweißen bis zu der nach außen weisenden Oberfläche des letzten Stahlflachproduktes.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche des ersten Stahlflachproduktes mittels des Laserstrahls oder eines ausgekoppelten Teils des Laserstrahls für das Laser-Überlappschweißen entfernt wird. Mittels des Laserstrahls oder eines ausgekoppelten Teils des Laserstrahls wird das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche des ersten Stahlflachproduktes in einem Bereich der nachfolgend per Laserstrahl erstellten Schweißverbindung verdampft. Es handelt sich dabei bevorzugt um ein Verdampfen mittels eines voreilendem prozessintegrierten Laserstrahls, insbesondere gemäß eines Strahlpendel-Verfahrens oder eines Trifocal-Verfahrens entwickelt für das Laserlöten von ZM-Oberflächen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehenen Oberflächen der Stahlflachprodukte eine Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelauflage von 0,5 g/m2 oder mehr als 0,5 g/m2 auf.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel ein Schmier- und/oder Korrosionsschutzöl ist. Gerade Korrosionsschutzöle werden in der Regel großflächig auf den gesamten Oberflächen der Stahlflachprodukte aufgetragen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zumindest eines der Stahlflachprodukte mindestens eine Zink beinhaltende Beschichtung aufweist, welche mindestens eine der Oberflächen dieses Stahlflachproduktes bildet. Auch bei Stahlflachprodukten, bei denen ein Stahlsubstrat mit einer Zink beinhaltenden Beschichtung versehen ist, hat sich das besagte Vorgehen bewährt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen Flachstahlverbund mit zumindest zwei Stahlflachprodukten, die eine jeweilige Zugfestigkeit größer als 800 MPa sowie mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen aufweisen und in Überlappgeometrie per Laser-Überlappschweißen miteinander verschweißt sind. Es ist vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche eines ersten Stahlflachproduktes dieser Stahlflachprodukte im Gegensatz zu dem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen der Stahlflachprodukte, zumindest in einem Oberflächenbereich, der die durch das Überlappschweißen entstandene Schweißverbindung umfasst, entfernt ist. Dieser Flachstahlverbund ist insbesondere ein mittels eines vorstehend genannten Verfahrens hergestellter Flachstahlverbund.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flachstahlverbunds weist die Schweißverbindung eine Wärmeeinflusszone auf, die nicht oder nur mit einer Spitze bis zu der nach außen weisenden Oberfläche des dem ersten Stahlflachprodukt gegenüberliegenden letzten Stahlflachprodukts reicht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Flachstahlverbunds weist bei diesem die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehenen Oberflächen der Stahlflachprodukte eine Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelauflage von 0,5 g/m2 oder mehr als 0,5 g/m2 auf.
  • Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel als großflächiger Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm auf den Oberflächen vorliegt. Bei Verwendung zum Korrosionsschutz werden die Oberflächen mit großflächigen Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilmen versehen, die diese Oberflächen in der Regel vollständig bedecken sollen.
  • Schließlich ist mit Vorteil vorgesehen, dass zumindest eines der Stahlflachprodukte mindestens eine Zink beinhaltende Beschichtung aufweist, welche mindestens eine der Oberflächen dieses Stahlflachproduktes bildet. Dabei ist die mindestens eine von dieser Beschichtung gebildete Oberfläche innerhalb des Flachstahlverbundes bevorzugt eine nach Außen weisende Oberfläche. Die Zink beinhaltende Beschichtung ist vorzugsweise eine Heißtauchbeschichtung oder eine elektrolytische Beschichtung, die neben Zink beispielsweise auch Magnesium und/oder Aluminium enthalten.
  • Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand des nachfolgenden Beispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnungen deutlich. Darin zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Flachstahlverbundes gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung in Schnittdarstellung und
    • 2 eine Draufsicht auf den Flachstahlverbund.
  • Die 1 zeigt die schematische Darstellung eines Teils eines Flachstahlverbundes 10 in einer Schnittdarstellung. Der Flachstahlverbund 10 weist zwei als Stahlbänder ausgebildete Stahlflachprodukte 12, 14 auf, die in Überlappgeometrie per Laser-Überlappschweißen miteinander verschweißt sind. Somit umfasst der Flachstahlverbund 10 also neben diesen Stahlflachprodukten 12, 14 auch eine diese Stahlflachprodukte 12, 14 stoffschlüssig verbindende Schweißverbindung 16. Die Stahlflachprodukte 12, 14 ihrerseits bestehen jeweils aus einem Stahl mit einer jeweiligen Zugfestigkeit größer als 800 MPa und weisen Oberflächen 18, 20, 22, 24 auf, die jeweils mit einem als Ölfilm ausgebildeten Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm 26, 28, 30 versehen sind. Das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel dieser Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilme 26, 28, 30 ist im vorliegenden Beispiel jeweils ein Öl, genauer gesagt ein Korrosionsschutzöl. Es ergibt sich eine Art Stapelschicht-Geometrie, auf deren beide Seiten 32, 34 je ein Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm 26, 30 angeordnet ist und bei der auch zwischen den Stahlflachprodukten 12, 14 ein Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm (also ein innenliegender Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm) 28 vorhanden ist. In Stapelrichtung ergibt sich also die folgende Reihenfolge: Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm 26 auf der einen Seite 32, erstes Stahlflachprodukt 12, innenliegender Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm 28, zweites Stahlflachprodukt 14 und Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm 30 auf der anderen Seite 34.
  • Das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilms 26 auf der einen Seite 32 des Flachstahlverbundes 10 kann man auch als Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche 18 des ersten Stahlflachproduktes 12 bezeichnen, das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel des innenliegenden Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilms 28 als Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen 20, 22 der Stahlflachprodukte 12, 14 und das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilms 30 auf der anderen Seite 34 des Flachstahlverbundes 10 als Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche 24 des zweiten beziehungsweise letzten Stahlflachproduktes 14.
  • Die Schweißverbindung 16 ist mittels eines von der einen Seite 32 kommenden Laserstrahls 36 per Laser-Überlappschweißen erstellt. Die Schweißverbindung 16 weist eine Wärmeeinflusszone 38 auf, die im Wesentlichen konisch ausgebildet ist und nur mit einer Spitze 40 bis zu der nach außen weisenden Oberfläche 24 des zweiten (= letzten) Stahlflachprodukts 14 auf der anderen Seite 34 reicht, während die Wärmeeinflusszone 38 auf der nach außen weisenden Oberfläche 18 des ersten Stahlflachprodukts 12 flächig endet.
  • Die 2 zeigt eine Draufsicht auf den Flachstahlverbund 10 von der einen Seite 32 her, also eine Draufsicht auf die nach außen weisenden Oberfläche 18 eines Überlappbereiches 42 des ersten Stahlflachproduktes 12. Neben der als Schweißnaht ausgebildeten Schweißverbindung 16 ist auch ein Oberflächenbereich 44 dieser Oberfläche 18 erkennbar, der die durch das Überlappschweißen entstandene Schweißverbindung 16 umfasst und in dem das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel vor dem Überlappschweißen entfernt wurde. Um diesen Oberflächenbereich 44 herum ist die Oberfläche 18 weiterhin mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel/mit einem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm 26 bedeckt. An einem Ende der als Schweißnaht ausgebildeten Schweißverbindung 16 ist ein Nahtendkrater 46 ausgebildet.
  • Es ergibt sich folgendes Vorgehen bei der Herstellung dieses Flachstahlverbundes 10:
    • Schritt 1: Bereitstellen der Stahlflachprodukte 12, 14 in überlappender Anordnung, bei der die Stahlflachprodukte 12, 14 übereinandergelegt sind,
    • Schritt 2: nachfolgend teilweises Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels in einem für das Überlappschweißen vorgesehenen Überlappbereich 42 der Stahlflachprodukte 12, 14 und
    • Schritt 3: nachfolgendes Überlappschweißen der Stahlflachprodukte 12, 14 durch Bestrahlung der nach außen weisenden Oberfläche 18 des ersten Stahlflachproduktes 12 in dem Überlappbereich 42 mit dem Laserstrahl 36.
  • Bei Schritt 2 wird das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche 18 des ersten Stahlflachproduktes 12 im Gegensatz zu dem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen 20, 22 der Stahlflachprodukte 12, 14 und der anderen nach außen weisenden Oberfläche 24, zumindest in dem Oberflächenbereich 44, der die nachfolgend durch das Überlappschweißen entstehenden Schweißverbindung 16 umfasst, vor dem Überlappschweißen entfernt. Insbesondere wird nur auf der nach außen weisenden Oberfläche 18 des ersten Stahlflachproduktes 12 Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel vor dem Überlappschweißen entfernt.
  • Das Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels der Oberfläche 18 erfolgt dabei insbesondere unmittelbar vor dem Überlappschweißen, bevorzugt als ein in den Laserschweißprozess integriertes Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels mittels des Laserstrahls 36 für das Laser-Überlappschweißen oder eines ausgekoppelten Teils dieses Laserstrahls 36. Der Laserstrahl beziehungsweise der ausgekoppelte Teil dieses Laserstrahls 36 verdampft das im Oberflächenbereich 44 vorhandene Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel dabei. Dazu wird die Laserleistung und/oder die Bestrahlungsdauer entsprechend gewählt. Ein entsprechendes Instrumentarium kann dazu in einen Laserkopf einer entsprechenden Laserschweißvorrichtung integriert sein.
  • Entsprechende Untersuchungen haben gezeigt, dass durch ein einseitiges Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels auf der nach außen weisenden Oberfläche 18 des ersten Stahlflachproduktes 12 die Zahl der in einem Zeitraum von 7 Tagen nach dem Laser-Überlappschweißen auftretenden Kaltrisse auf etwa ein Achtel, also etwa 13%, reduziert werden kann. Werden alle Oberflächen 18, 20, 22, 24 systematisch von Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel befreit, so reduziert sich die Anzahl der in diesem Zeitraum auftretenden Kaltrisse auf nahezu null.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Flachstahlverbund
    12
    Stahlflachprodukt, erstes
    14
    Stahlflachprodukt, zweites
    16
    Schweißverbindung
    18
    Oberfläche
    20
    Oberfläche
    22
    Oberfläche
    24
    Oberfläche
    26
    Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm
    28
    Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm
    30
    Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm
    32
    Seite, eine (Verbund)
    34
    Seite, andere (Verbund)
    36
    Laserstrahl
    38
    Wärmeeinflusszone
    40
    Spitze
    42
    Überlappbereich
    44
    Oberflächenbereich
    46
    Nahtendkrater

Claims (12)

  1. Verfahren zum Laser-Überlappschweißen von mindestens zwei hochfesten Stahlflachprodukten (12, 14) mit einer jeweiligen Zugfestigkeit größer als 800 MPa, die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen (18, 20; 22, 24) aufweisen, mit den Schritten: - Bereitstellen der Stahlflachprodukte (12, 14) in überlappender Anordnung, bei der die Stahlflachprodukte (12, 14) übereinandergelegt sind, - zumindest teilweises Entfernen des Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittels in einem für das Überlappschweißen vorgesehenen Überlappbereich (42) der Stahlflachprodukte (12, 14) und - nachfolgendes Überlappschweißen der Stahlflachprodukte (12, 14) durch Bestrahlung einer nach außen weisenden Oberfläche eines ersten Stahlflachproduktes (12) dieser Stahlflachprodukte (12, 14) in dem Überlappbereich (42) mit einem Laserstrahl (36), dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche (18) des ersten Stahlflachproduktes (12) im Gegensatz zu dem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen (20, 22) der Stahlflachprodukte (12, 14), zumindest in einem Oberflächenbereich (44), der die nachfolgend durch das Überlappschweißen entstehenden Schweißverbindung (16) umfasst, vor dem Überlappschweißen entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung (16) eine Wärmeeinflusszone (38) aufweist, die nicht oder nur mit einer Spitze (40) bis zu der nach außen weisenden Oberfläche (24) des dem ersten Stahlflachprodukt (12) gegenüberliegenden letzten Stahlflachprodukts (14) reicht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche (18) des ersten Stahlflachproduktes (12) mittels des Laserstrahls (36) oder eines ausgekoppelten Teils des Laserstrahls (36) für das Laser-Überlappschweißen entfernt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehenen Oberflächen (18, 20; 22, 24) der Stahlflachprodukte (12, 14) eine Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelauflage von 0,5 g/m2 oder mehr als 0,5 g/m2 aufweisen.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel ein Schmier- und/oder Korrosionsschutzöl ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stahlflachprodukte (12, 14) mindestens eine Zink beinhaltende Beschichtung aufweist, die mindestens eine der Oberflächen (18, 20; 22, 24) dieses Stahlflachproduktes (12, 14) bildet.
  7. Flachstahlverbund (10) mit zumindest zwei Stahlflachprodukten (12, 14), die eine jeweilige Zugfestigkeit größer als 800 MPa sowie mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehene Oberflächen (18, 20; 22, 24) aufweisen und in Überlappgeometrie per Laser-Überlappschweißen miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf der nach außen weisenden Oberfläche (18) eines ersten Stahlflachproduktes (12) dieser Stahlflachprodukte (12, 14) im Gegensatz zu dem Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel auf den innenliegend angeordneten und einander zugewandten Oberflächen (20, 22) der Stahlflachprodukte (12, 14), zumindest in einem Oberflächenbereich (44), der die durch das Überlappschweißen entstandene Schweißverbindung (16) umfasst, entfernt ist.
  8. Flachstahlverbund nach Anspruch 7, ausgebildet als Flachstahlverbund (10), der mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.
  9. Flachstahlverbund nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung (16) eine Wärmeeinflusszone (38) aufweist, die nicht oder nur mit einer Spitze (40) bis zu der nach außen weisenden Oberfläche (24) des dem ersten Stahlflachprodukt (12) gegenüberliegenden letzten Stahlflachprodukts (14) reicht.
  10. Flachstahlverbund nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem die mit Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel versehenen Oberflächen der Stahlflachprodukte (12, 14) eine Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelauflage von 0,5 g/m2 oder mehr als 0,5 g/m2 aufweisen.
  11. Flachstahlverbund nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittel als großflächiger Schmier- und/oder Korrosionsschutzmittelfilm (26, 28, 30) auf den Oberflächen (18, 20, 22, 24) vorliegt.
  12. Flachstahlverbund nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Stahlflachprodukte (12, 14) mindestens eine Zink beinhaltende Beschichtung aufweist, die mindestens eine der Oberflächen (18, 20; 22, 24) dieses Stahlflachproduktes (12, 14) bildet.
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