DE102022205117A1 - Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren und Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren (10), wobei zur Prüfung der Eignung der Metalloberfläche mittels einer Farbmessung (12) der Metalloberfläche deren Farbort (18) in einem Farbraum ermittelt wird und wenigstens zwei der Koordinaten des Farbortes (18) ausgewertet werden, um ein Maß für die Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren (10) zu erhalten.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren sowie ein Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels eines Schweißverfahrens.
• Das Verschweißen von Bauteilen erfordert es oftmals, dass eine Metalloberfläche eines an der Verschweißung beteiligten Bauteils eine bestimmte Oberflächenqualität aufweist. Dies betrifft insbesondere das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit von Oxidschichten. Derartige Oxidschichten auf Metalloberflächen können die Qualität einer Schweißverbindung erheblich beeinträchtigen.
• Nach dem Stand der Technik ist es daher bekannt, Metalloberflächen vor dem Durchführen der Schweißung zu reinigen bzw. von Oxidschichten zu befreien. Alternativ und/oder ergänzend können Beschichtungen aufgetragen werden, die die Metalloberflächen vor Korrosion schützen. Beides bedeutet jedoch zusätzliche Arbeitsschritte, die mit entsprechenden Kosten verbunden sind. Zudem können derartige Beschichtungen eine Umweltbelastung darstellen und die Recyclingfähigkeit des Metalls beeinträchtigen.
• Es ist weiterhin möglich, dass die Metalloberflächen vor der Durchführung des Schweißverfahrens durch eine sachkundige Person beurteilt werden. Der Nachteil ist, dass entsprechende Personalkosten entstehen. Zudem handelt es sich um eine subjektive Beurteilung, quantitativ vergleichbare Ergebnisse lassen sich daher Aufgrund des Einflusses Individueller Faktoren, wie der Tagesform und/oder der von Person zu Person unterschiedlichen Wahrnehmung, nicht erzielen.
• Aus der US 2019/0312282 ist schließlich ein Verfahren zur Beurteilung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren bekannt, bei dem die Oberfläche einer Metallfolie eine Beschichtung aufweist. Die Dicke dieser Beschichtung ist relevant für die Verschweißbarkeit dieser Metallfolie mittels eines Ultraschallschweißverfahrens. Die Dicke der Beschichtung der Folie kann durch die Messung der Helligkeit bzw. Luminanz L* im L*a*b* Farbraum bestimmt werden.
• Derartige Verfahren, die lediglich auf der Helligkeit basieren, versagen jedoch oftmals bei der Beurteilung der „natürlich“ entstehenden Oxidschichten. Diese sind oft unregelmäßig und inhomogen, beispielsweise abhängig von der Art der Lagerung der Bauteile. Hinzu kommt, dass Metalle abhängig von den Oxidationsbedingungen dazu neigen können, unterschiedliche Arten von Oxiden an ihrer Oberfläche auszubilden. Die Helligkeitsmessung führt daher im Ergebnis nicht zu ausreichend zuverlässigen Ergebnissen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren sowie ein Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels eines Schweißverfahrens aufzuzeigen, bei denen die vorstehend beschriebenen Merkmale nicht oder zumindest in geringerem Umfang auftreten.
• Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren sowie ein Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels eines Schweißverfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.
• Das Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren sieht vor, dass zur Prüfung der Eignung der Metalloberfläche mittels einer Farbmessung der Metalloberfläche deren Farbort in einem Farbraum ermittelt wird.
• Die Farbmessung kann hierbei mit einem Farbmessgerät, insbesondere mit einem Spektralfotometer, durchgeführt werden. Dabei kann im Rahmen der Durchführung der Farbmessung einer Beleuchtung der Metalloberfläche erfolgen. Die Beleuchtung kann insbesondere mittels einer Normlichtart erfolgen. Vorzugsweise findet die Normlichtart D65 nach DIN 5033-7 Anwendung.
• Die geometrischen Randbedingungen für die Durchführung der Messung können insbesondere entsprechend den Empfehlungen der DIN 5033-7 gewählt sein. Insbesondere kann es sich um eine Messgeometrie mit diffuser Beleuchtung und/oder Glanzeinschluss handeln. Die Beobachterfunktion beträgt dabei insbesondere 0° bis 10°. Hierunter ist insbesondere der Winkel zu verstehen, in dem der Sensor relativ zur Normalen der Metalloberfläche ausgerichtet ist. Dabei kann der Winkel der Beobachterfunktion insbesondere in Abhängigkeit von dem durchzuführenden Schweißverfahren gewählt werden. Vorzugsweise entspricht der Winkel der Beobachterfunktion dabei dem Winkel, unter dem bei einem Laserstrahl-Schweißverfahren der Laser relativ zu der Metalloberfläche orientiert ist.
• Das Ergebnis der Farbmessung kann als Farbort in einem Farbraum wiedergegeben werden. Unter dem Farbort ist die punktförmige Position in einem durch eine Mehrzahl Koordinaten aufgespannten Farbraum zu verstehen. Beispielsweise kann der L*a*b* Farbraum nach DIN EN ISO/CIE 11664-4 (Farbmetrik-Teil 4: CEE 1976 L*a*b* Farbraum) für die Ermittlung des Farbortes der Metalloberfläche verwendet werden. Dieser Farbraum, auch als Lab- Farbraum bezeichnet, verwendet das Koordinatensystem mit den drei Koordinaten L*, a*, b*. Dabei ist die a*-b*-Koordinatenebene in Anwendung der Gegenfarbentheorie konstruiert. Auf der a*-Achse liegen sich grün und rot gegenüber, auf der b*-Achse liegen sich blau und gelb gegenüber. Die L*-Achse beschreibt die Helligkeit oder Luminanz der Farbe. Sie erstreckt sich zwischen den Endpunkten schwarz (L* = 0) und Weiß (L* = 100).
• Das Verfahren sieht vor, dass wenigstens zwei der Koordinaten, beispielsweise zwei der Koordinaten L*, a*, b*, des Farbortes ausgewertet werden, um ein Maß für die Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren zu erhalten.
• Es hat sich gezeigt, dass für die Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren, jedenfalls wenn es um Oxidschichten auf der Metalloberfläche geht, die alleinige Auswertung der Helligkeit aufgrund der eingangs beschriebenen Inhomogenitäten derartiger Oxidschichten nicht ausreicht, um eine hinreichend belastbare Vorhersage über die Eignung für ein Schweißverfahren zu treffen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass wenn wenigstens zwei der Koordinaten des Farbortes in einem Farbraum ausgewertet werden, eine wesentlich höhere Aussagekraft der Ergebnisse erzielt werden kann. Insbesondere kann eine Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren erfolgen, die objektiv ist, sich automatisieren lässt und somit bauteilbezogen eine Vorhersage erlaubt, ob ein jeweiliges, vor der Durchführung eines Schweißverfahren geprüftes Bauteil, bzw. dessen Metalloberfläche, sich für die Durchführung dieses Schweißverfahrens eignet.
• Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass bei der Auswertung geprüft wird, ob der ermittelte Farbort innerhalb eines zuvor festgelegten Referenzbereichs eines Farbraumes liegt. Dabei erstreckt sich der Referenzbereich in den wenigstens zwei Dimensionen, deren Koordinaten ausgewertet werden, über einen endlichen Teilbereich des Farbraumes. Es hat sich gezeigt, dass innerhalb des Farbraumes ein Referenzbereich festgelegt werden kann, der all diejenigen Farborte beinhaltet, deren Ermittlung im Rahmen des Verfahrens den Schluss zulässt, dass die geprüfte Metalloberfläche für ein Schweißverfahren geeignet ist.
• Die Aufgabe wird insbesondere dadurch gelöst, dass wenigstens zwei der Koordinaten des Farbortes ausgewertet werden, um ein Maß für die Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren zu erhalten. Es hat sich gezeigt, dass die Auswertung zweier Koordinaten des Farbortes bereits ausreichen kann, um auch bei der Beurteilung natürlich entstehender Oxidschichten ein hinreichendes Maß an Sicherheit für die Vorhersage der Schweißeignung zu erhalten. Bei den Koordinaten, die ausgewertet werden, kann es sich insbesondere um wenigstens zwei der Koordinaten L*, a* und b* des L*a*b*-Farbraums nach DIN EN ISO 1166 4-4 handeln. Insbesondere umfassen die Koordinaten, die ausgewertet werden, wenigstens eine der Koordinaten a* und b* dieses Farbraumes. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere die Einbeziehung wenigstens einer dieser Koordinaten einen signifikanten Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Vorhersage der Schweißeignung hat.
• Vorzugsweise werden sämtliche Koordinaten des Farbortes ausgewertet. Dies kann insbesondere bedeuten, dass im Fall der Verwendung des L*a*b*-Farbraumes die Koordinaten L*. a* und b* ausgewertet werden. Die Auswertung sämtlicher Koordinaten des Farbortes bietet den Vorteil, dass die höchste Zuverlässigkeit der Vorhersage der Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren erzielt werden kann.
• Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass bei der Auswertung der Koordinaten geprüft wird, ob der ermittelte Farbort innerhalb eines zuvor festgelegten Referenzbereichs des Farbraumes liegt. Bei dem Referenzbereich kann es sich um einen definierten Raumbereich im Farbraum handeln. Die Grenzen des Raumbereichs können insbesondere dadurch definiert sein, dass für jede der Koordinaten, die ausgewertet wird, um ein Maß für die Eignung für das Schweißverfahren zu erhalten, ein Referenzwertebereich festgelegt wird. Werden beispielsweise für jede der Koordinaten L*, a* und b* derartige Referenzwertebereiche festgelegt, so ergibt sich im Ergebnis ein „quaderförmiger“ Referenzbereich im L*a*b*-Farbraum. Alternativ und/oder ergänzend können die Referenzwertebereiche für die einzelnen Koordinaten in Abhängigkeit von den jeweils anderen ausgewerteten Koordinaten als Funktionen beschrieben werden. Auf diese Weise lassen sich auch Referenzwertebereiche mit komplizierter Geometrie im Farbraum L*a*b* darstellen.
• Der Referenzbereich des Farbraumes kann durch einen maximalen Farbabstand zu einem Referenzfarbton definiert werden. Hierdurch lässt sich der Referenzbereich vereinfacht quantitativ beschreiben und in der Praxis leichter ermitteln, als wenn die Grenzen des Referenzbereichs sämtlich experimentell ermittelt werden. Bei dem Farbabstand kann es sich insbesondere um den Farbstand ΔE* im L*a*b* - Farbraum nach DIN EN ISO 1166 4-4 handeln.
• Alternativ und/oder ergänzend kann zur Auswertung des Ergebnisses der spektralfotometrischen Messung geprüft werden, ob der Farbabstand des ermittelten Farbortes zu einem Referenzfarbort einen Referenzfarbabstand überschreitet. Der Vorteil dieser Herangehensweise ist es, dass nicht ein ganzer Referenzbereich im Farbraum definiert werden muss. Es reicht vielmehr aus, den ermittelten Farbort in Relation zu einem Referenzfarbort und einem Referenzfarbabstand auszuwerten, um ein Maß für die Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren zu erhalten. Bei dem Farbabstand kann es sich insbesondere um den Farbstand ΔE* im L*a*b* - Farbraum nach DIN EN ISO 1166 4-4 handeln.
• Die Ermittlung des Farbortes und/oder die Auswertung des Farbortes kann insbesondere mittels eines Computers erfolgen. Auf diese Weise lässt sich das Verfahren effizient automatisieren, zudem bieten Computer die Möglichkeit, auch komplex gestaltete Referenzbereiche innerhalb des Farbraums mathematisch und/oder numerisch zu beschreiben und die Farborte im Hinblick darauf auszuwerten, ob Sie innerhalb dieser Referenzbereiche liegen.
• Bei der Metalloberfläche kann es sich insbesondere um eine Kupferoberfläche oder die Oberfläche einer Kupferlegierung handeln. Kupfer bzw. Kupferlegierungen werden häufig in elektrotechnischen Anwendungen verwendet. Dort kommt es auf die Qualität einer Schweißverbindung in besonderem Maße an, da eine schlechte Schweißverbindung zu einer lokalen Erhöhung eines elektrischen Widerstands und damit zu einer übermäßigen Erhitzung im Falle des Transports hoher Ströme führen kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass gerade bei Kupfer die Auswertung einer Mehrzahl Koordinaten des Farbortes einen signifikanten Vorteil gegenüber anderen Beurteilungsmethoden, beispielsweise der reinen Beurteilung der Helligkeit, mit sich bringt. Das vorliegende Verfahren ist daher für Kupferoberflächen und Oberflächen von Kupferlegierungen in besonderem Maße geeignet.
• Das Verfahren kann vorsehen, dass zur Ermittlung des Referenzbereichs, des Referenzortes und/oder des Referenzabstands an einer Mehrzahl Metalloberflächen mittels Farbmessung der Metalloberflächen deren jeweiliger Farbort in einem Farbraum ermittelt wird. Das Verfahren kann weiterhin vorsehen, dass mittels einer Probeverschweißung mit anschließender Untersuchung der Qualität der Verschweißung die Eignung der jeweiligen Metalloberfläche für das Schweißverfahren untersucht wird. Die Ergebnisse der Untersuchungen können im Zusammenhang mit den ermittelten Farborten zur Ermittlung des Referenzbereichs, des Referenzortes und/oder des Referenzabstands ausgewertet werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Referenzbereich, den Referenzort und/oder den Referenzabstand auf experimentelle Weise für einen jeweiligen Anwendungsfall zu ermitteln. Die Untersuchung der Qualität der Probeverschweißung kann hierbei mittels mechanischer Prüfverfahren, beispielsweise mittels einer Scherzug-Prüfung erfolgen. Alternativ und/oder ergänzend kann eine optische Analyse der Probeverschweißung, beispielsweise mittels eines Schliffes, erfolgen. Alternativ und/oder ergänzend kann eine zerstörungsfreie Prüfung, beispielsweise mittels Röntgen, Computertomografie, Ultraschall und/oder Wirbelstrom erfolgen.
• Die Ermittlung des Referenzbereichs, des Referenzortes und/oder des Referenzabstands kann insbesondere mittels eines Computers erfolgen. Auf diese Weise lässt sich das Verfahren effizient automatisieren, zudem bieten Computer die Möglichkeit, auch komplex gestaltete Referenzbereiche innerhalb des Farbraums mathematisch und/oder numerisch zu beschreiben.
• Das Verfahren kann vorsehen, dass bei der Ermittlung des Referenzbereichs, des Referenzortes und/oder des Referenzabstands Metalloberflächen zur Erzeugung von Oxidation künstlich gealtert werden. Die künstliche Alterung kann insbesondere durch eine Lagerung der Metalloberflächen bei einer definierten, insbesondere gegenüber einer Raumtemperatur von 23°C erhöhten, Temperatur und/oder bei einer definierten, insbesondere gegenüber einer Normalluftfeuchtigkeit von 50% erhöhten, relativen Luftfeuchtigkeit erfolgen. erfolgen. Auf diese Weise ist es möglich, Proben von Metalloberflächen mit unterschiedlich stark ausgeprägten Oxidschichten zu erzeugen, um geeignetes Probenmaterial für die Ermittlung des Referenzbereichs, des Referenzortes und/oder des Referenzabstands zu erhalten.
• Das Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels eines Schweißverfahrens sieht vor, dass an wenigstens einer Metalloberfläche eines an der Verschweißung beteiligten Bauteils eine Prüfung der Eignung dieser Oberfläche für das Schweißverfahren entsprechend einem Verfahren zur Prüfung gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt wird. In Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung wird das Schweißverfahren durchgeführt oder das Bauteil mit der geprüften Metalloberfläche ausgesondert. Das Verfahren kann dabei insbesondere vorsehen, dass das ausgesonderte Bauteil einer Nachbearbeitung zugeführt wird. Die Nachbearbeitung dient insbesondere dazu, die Metalloberfläche des Bauteils in einen für die Durchführung des Schweißverfahrens geeigneten Zustand zu versetzen. Ein derartiges Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen hat den Vorteil, dass sichergestellt ist, dass lediglich Bauteile mit geeigneten Metalloberflächen dem Schweißverfahren zugeführt werden. Die vorstehend beschriebenen Verfahren bieten in diesem Zusammenhang insbesondere den Vorteil, dass die Entscheidung über die Durchführung des Schweißverfahrens in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung automatisiert, beispielsweise durch einen hierzu programmierten Computer, getroffen werden kann. Darüber hinaus können mittels des Verfahrens quantitativ vergleichbare Ergebnisse bei der Prüfung der Metalloberfläche durch verschiedene Parteien erzielt werden, so dass beispielsweise Auftraggeber und Auftragnehmer im Rahmen der Qualitätssicherung bei der Nutzung des Verfahrens zu quantitativ vergleichbaren Ergebnissen kommen.
• Bei dem Schweißverfahren handelt es sich insbesondere um ein Laserschweißverfahren. Laserschweißverfahren stellen besondere Anforderungen an die Eignung von Metalloberflächen. Dies liegt daran, dass bei der Laserverschweißung des Reflektionsverhalten der Metalloberfläche für die Qualität der Laserverschweißung von Bedeutung ist.
• Bei der Metalloberfläche des Bauteils kann es sich um eine bei der Durchführung des Schweißverfahrens mit einem Laser direkt beaufschlagte Metalloberfläche handeln. Das optische Verhalten dieser Metalloberfläche spielt bei einer Laserverschweißung eine besonders entscheidende Rolle, so dass es besonders Vorteilhaft ist, das Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche auf eine solche Metalloberfläche eines zu verschweißenden Bauteils anzuwenden. Beispielsweise kann daher bei der geprüften Metalloberfläche im Falle einer Verschweißung mit einem Überlappstoß um die Oberseite des Oberblechs und/oder die Unterseite des Unterblechs handeln. Alternativ und/oder ergänzend kann eine Prüfung sämtlicher an dem Schweißverfahren beteiligter Metalloberflächen, insbesondere der im Rahmen des Schweißverfahrens miteinander verbundenen und /oder mit einem Laser beaufschlagten Metalloberflächen mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren erfolgen.
• Bei den Bauteilen, mit denen das Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen durchgeführt wird, kann es sich insbesondere um Hochvolt-Verbinder eines Batteriesystems handeln. Derartige Hochvolt-Verbinder, die beispielsweise in Batteriesystemen für Kraftfahrzeuge Anwendung finden, müssen für das Leiten hoher elektrischer Ströme bei hohen Spannungen geeignet sein. Daher bestehen an derartige Bauteile und insbesondere an deren Verschweißungen hohe Anforderungen. Zudem werden diese Bauteile regelmäßig aus Kupfer ausgeführt, weswegen das vorstehend beschriebenen Verfahren insbesondere für das Verschweißen derartiger Hochvolt-Verbinder Anwendung finden kann.
• Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• 1 ein schematisches Verfahrensfließbild eines beispielhaften Verfahrens,
• 2 eine beispielhafte schematische Darstellung eines Referenzbereichs im L* a* b* Farbraum.
• In 1 ist ein beispielhaftes Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels eines Schweißverfahrens 10 als schematisches Verfahrensfließbild dargestellt. Dabei kann es sich bei dem Schweißverfahren 10 beispielhaft um ein Laserschweißverfahren handeln. Das Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels des Schweißverfahrens 10 umfasst eine Prüfung der Eignung wenigstens einer Metalloberfläche an der Verschweißung beteiligter Bauteile mittels eines Verfahrens zur Prüfung der Eignung der Metalloberfläche für ein Schweißverfahren 10.
• Das Verfahren zur Prüfung der Eignung der Metalloberfläche sieht vor, dass mittels einer Farbmessung 12 der Farbort 18 der Metalloberfläche in einem Farbraum ermittelt wird. Die Farbmessung 12 erfolgt insbesondere nach der Bereitstellung 14 der Bauteile, deren Metalloberfläche im Hinblick auf ihre Eignung für das Schweißverfahren 10 geprüft werden soll, und vor der Durchführung des Schweißverfahren 10 an den bereitgestellten Bauteilen. Wenigstens zwei der Koordinaten des Farbortes 18 werden ausgewertet, um ein Maß für die Eignung der Metalloberfläche des Schweißverfahrens 10 zu erhalten. Bei der Auswertung der Koordinaten kann insbesondere geprüft werden, ob der ermittelte Farbort 18 innerhalb eines zuvor festgelegten Referenzbereichs 16 des Farbraums liegt.
• In Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung mittels der Farbmessung 12 wird das Schweißverfahren 10 durchgeführt oder das Bauteil mit der mittels Farbmessung 12 geprüften Metalloberfläche ausgesondert. Die Aussonderung des Bauteils erfolgt insbesondere dann, wenn der mittels der Farbmessung 12 ermittelte Farbort 18 außerhalb des zuvor festgelegten Referenzbereichs 16 des Farbraums liegt. Entsprechend kann das Verfahren insbesondere vorsehen, dass das Schweißverfahren 10 durchgeführt wird, wenn der ermittelte Farbort 18 innerhalb des Referenzbereichs 16 liegt. Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass, wie beispielhaft dargestellt, die nach der Farbmessung 12 ausgesonderten Bauteile einer Nachbearbeitung 20 zugeführt werden. Bei der Nachbearbeitung 20 kann es sich insbesondere um ein Oberflächennachbearbeitungsverfahren, insbesondere um ein Verfahren zur Entfernung einer Oxidschicht von der Metalloberfläche, handeln. Nach erfolgter Nachbearbeitung 20 können die Bauteile wie beispielhaft dargestellt erneut einer Prüfung der Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren 10 mittels einer Farbmessung 12 zugeführt werden.
• Das Verfahren kann insbesondere vorsehen, dass zur Ermittlung 22 des Referenzbereichs 16 an einer Mehrzahl Metalloberflächen mittels Farbmessung 24 der Metalloberflächen deren jeweiliger Farbort 18 in einem Farbraum ermittelt wird. Mittels einer Probeverschweißung 26 mit einer anschließenden Untersuchung 28 der Qualität der Probeverschweißung 26 kann die Eignung der jeweiligen Metalloberfläche für das Schweißverfahren 10 untersucht und die Ergebnisse der Untersuchung 28 im Zusammenhang mit den ermittelten Farborten 18 zur Ermittlung 22 des Referenzbereichs 16 ausgewertet werden.
• Wie beispielhaft dargestellt kann das Verfahren vorsehen, dass nach der Bereitstellung 14 der Bauteile für die Ermittlung 22 des Referenzbereichs 16 Metalloberflächen zur Erzeugung der Oxidation künstlich gealtert werden. Die künstliche Alterung 30 erfolgt insbesondere vor der Farbmessung 24 für die Ermittlung 22 des Referenzbereichs 16. Auf diese Weise können Metalloberflächen in unterschiedlichen Oxidationszuständen bereitgestellt werden.
• In 2 ist die Auswertung des mittels der Farbmessung 12 ermittelten Farbortes 18 schematisch dargestellt. Wie im gezeigten Beispiel kann der Farbort 18 im Farbraum L*a*b* ermittelt werden. Die Auswertung erfolgt im Hinblick auf wenigstens zwei der Koordinaten L*, a* oder b* des Farbortes 18, ihm gezeigten Beispiel erfolgt die Auswertung vorteilhafter Weise anhand aller drei Koordinaten L*, a*, b* des Farbraumes.
• Der wie vorstehend beschrieben experimentell ermittelte Referenzbereich 16 umfasst all diejenigen Farborte 18 im Farbraum, im gezeigten Beispiel dem L*a*b* -Farbraum, deren Ermittlung bei der Farbmessung 12 dazu führt, dass die geprüfte Metalloberfläche als für das Schweißverfahren 10 geeignet angesehen wird. Entsprechend wird bei der Prüfung der Eignung der Metalloberfläche geprüft, ob der mittels der Farbmessung 12 ermittelte Farbort 18, wie in der 2 beispielhaft dargestellt, innerhalb des Referenzbereichs 16 liegt. Ist dies der Fall, so wird mit dem entsprechenden Bauteil das Schweißverfahren 10 durchgeführt. Andernfalls wird das Bauteil ausgesondert.
• Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
• Bezugszeichenliste

10

Schweißverfahren

12

Farbmessung

14

Bereitstellung

16

Referenzbereich

18

Farbort

20

Nachbearbeitung

22

Ermittlung des Referenzbereichs

24

Farbmessung

26

Probeverschweißung

28

Untersuchung der Qualität

30

künstliche Alterung

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• 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.
• Zitierte Patentliteratur
• US 2019/0312282 [0005]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• DIN EN ISO/CIE 11664-4 [0012]
• DIN EN ISO 1166 4-4 [0016, 0019, 0020]

Claims (10)

1. Verfahren zur Prüfung der Eignung einer Metalloberfläche für ein Schweißverfahren (10), wobei zur Prüfung der Eignung der Metalloberfläche mittels einer Farbmessung (12) der Metalloberfläche deren Farbort (18) in einem Farbraum ermittelt wird und wenigstens zwei der Koordinaten des Farbortes (18) ausgewertet werden, um ein Maß für die Eignung der Metalloberfläche für das Schweißverfahren (10) zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung der Koordinaten geprüft wird, ob der ermittelte Farbort (18) innerhalb eines zuvor festgelegten Referenzbereichs (16) des Farbraumes liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzbereich (16) des Farbraums durch einen maximalen Farbabstand zu einem Referenzfarbort definiert wird, insbesondere wobei der maximale Farbabstand als euklidischer Abstand ΔE* im L*a*b*-Farbraum nach DIN EN ISO 11664-4 berechnet wird.
4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung des Ergebnisses der spektralphotometrischen Messung geprüft wird, ob der Farbabstand des ermittelten Farbortes (18) zu einem Referenzfarbort einen Referenzfarbabstand überschreitet, insbesondere wobei der Farbstand als euklidischer Abstand ΔE* im L*a*b* - Farbraum nach DIN EN ISO 1166 4-4 berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Metalloberfläche um eine Kupferoberfläche oder die Oberfläche einer Kupferlegierung handelt.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Referenzbereichs (16), des Referenzortes und/oder des Referenzabstands an einer Mehrzahl Metalloberflächen mittels Farbmessung (24) der Metalloberflächen deren jeweiliger Farbort (18) in einem Farbraum ermittelt wird und mittels einer Probeverschweißung (26) mit anschließender Untersuchung (28) der Qualität der Probeverschweißung (26) die Eignung der jeweiligen Metalloberfläche für das Schweißverfahren (10) untersucht wird und die Ergebnisse der Untersuchungen (28) im Zusammenhang mit den ermittelten Farborten (18) zur Ermittlung des Referenzbereichs (16), des Referenzortes und/oder des Referenzabstands ausgewertet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ermittlung (22) des Referenzbereichs (16), des Referenzortes und/oder des Referenzabstands Metalloberflächen zur Erzeugung von Oxidation künstlich gealtert werden.
8. Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels eines Schweißverfahrens (10), dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Metalloberfläche eines an der Verschweißung beteiligten Bauteils eine Prüfung der Eignung dieser Oberfläche für das Schweißverfahren (10) mittels eines Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche durchgeführt wird und in Abhängigkeit des Ergebnisses der Prüfung das Schweißverfahren (10) durchgeführt oder das Bauteil mit der geprüften Metalloberfläche ausgesondert und insbesondere einer Nachbearbeitung zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Schweißverfahren um ein Laser-Schweißverfahren handelt, insbesondere wobei es sich bei der Metalloberfläche des Bauteils um eine bei der Durchführung des Schweißverfahrens (10) mit einem Laser direkt beaufschlagte Metalloberfläche handelt.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Bauteilen um Hochvolt-Verbinder oder um Teile von Hochvolt-Verbindern eines Batteriesystems handelt.

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