DE10294581B4

DE10294581B4 - Werkstück-Schweißverfahren

Info

Publication number: DE10294581B4
Application number: DE10294581T
Authority: DE
Inventors: Masato Takikawa; Takanori Yahaba; Yasutomo Ichiyama; Toshiyasu Ukena; Hirobumi Sonoda; Kenji Okuyama; Junichi Ibukuro
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2022-09-14
Also published as: JP2003088968A; JP3762676B2; US20040000539A1; DE10294581T5; CA2428037C; CA2428037A1; WO2003024658A1; GB0311318D0; GB2384455B; US7015417B2; GB2384455A

Abstract

Schweißverfahren zum Schweißen eines Werkstücks (1, 2), das die Schritte aufweist:
Bilden eines geschmolzenen Abschnitts (3) an dem Werkstück (1, 2), indem ein Strahl hoher Energiedichte (L) darauf abgegeben wird; und
in der Schweißrichtung unmittelbar danach, Erzeugen einer Bogenentladung, während dem geschmolzenen Abschnitt (3) ein Fülldraht (8) zur Bildung eines Schweißschmelzbads (4) zugeführt wird, um das Werkstück (1, 2) zu schweißen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück zwei aufeinander liegende, gleich dicke Platten (1, 2) aufweist, wobei der geschmolzene Abschnitt (3) und das Schweißschmelzbad (4) von der einen freien Oberfläche der einen Platte (1) bis in die andere Platte (2) hineinreichen und mit Abstand vor der entgegengesetzten freien Oberfläche der anderen Platte (2) enden.

Description

Technisches Gebit
Diese Erfindung betrifft ein Schweißverfahren, das unter Verwendung eines Strahls hoher Energiedichte und einer Bogenentladung erfolgt.
Technischer Hindergrund
Schweißverfahren, die zum Schweißen eines Werkstücks in der Form eines Blechs, einer Platte, oder dergleichen verwendet werden, enthalten: Schweißen unter Verwendung eines Strahls hoher Energiedichte, wie etwa eines Laserlichts und eines Elektronenstrahls, und Bogenschweißen, wie etwa MIG(Metal Inert Gas)-Schweißen und WIG(Wolfram Inert Gas)-Schweißen.
Das Schweißen mit einem Strahl hoher Energiedichte ist ein Verfahren, in dem die Dichte der Energie, die auf ein Werkstück einwirkt, sehr hoch ist, und beinhaltet somit vorteilhafte Merkmale wie etwa eine höhere Schweißgeschwindigkeit und eine schmalere Schweißbreite einer Raupe, die während des Schweißprozesses auf dem Werkstück gebildet wird.
Im Gegensatz hierzu ist Bogenschweißen ein Verfahren, in dem eine größere Energiemenge auf ein Werkstück pro Zeiteinheit eingebracht werden kann, gleichwenn mit einer niedrigeren Schweißgeschwindigkeit, und kann somit selbst zum Schweißen einer dicken Platte geeignet sein. Das Bogenschweißen hat auch den Vorteil der verbesserten Qualität des geschweißten Abschnitts, weil ein Metallfüller schmilzt und hierdurch einen Wulst auf dem geschweißten Abschnitt formt.
Jedoch ist beim Schweißen unter Verwendung eines Strahls hoher Energiedichte das Verhältnis von Ausdehnung gegen Eindringtiefe der Schweißung geringer, und wenn daher dicke Platten überlappt und miteinander verschweißt werden, wäre ein verschweißter Bereich der Werkstücke so klein, dass in einigen Fällen der gewünschte Wert der Schweißfestigkeit nicht sichergestellt werden könnte.
Andererseits würde in einigen Fällen das Bogenschweißen bewirken, dass sich die Schweißung verwirft, und zwar als Folge der großen eingebrachten Energiemenge. Angemerkt werden sollte daher, dass Qualitätsschwankungen der Schweißoberflächen durch eine Unstabilität der Bogenentladung hervorgerufen werden könnten. Darüber hinaus hat das Bogenschweißen auch den Nachteil einer geringeren Schweißgeschwindigkeit.
Aus der DE 196 08 074 A1 ist ein Schweißverfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Dort wird der Abstand zwischen den zwei Schweißstellen so geregelt, dass die Bogenentladung mit konstantem Abstand vom Laserstrahl innerhalb des Schmelzbereichs des Laserstrahls endet. Jedoch ist die Schweißgeschwindigkeit dort nicht angesprochen.
Der geschmolzene Abschnitt und das Schweißschmelzbad durchdringen das einteilige Werkstück vollständig.
Petring, D. [u. a.]: Erweitertes Anwendungsspektrum des Laserstrahlschweißens durch Laser-MIG-Hybridtechnik. LaserOpto, 2001, Vol. 33, Nr. 1, S. 50–56) offenbart ein ähnliches Verfahren zum Schweißen von Werkstoffen aus Aluminium.
In der JP-2001/246 465 A ist in der 6 gezeigt, ein Werkstück zuerst mit einem Laserstrahl zu bestrahlen und dann einer Bogenentladung zu unterziehen unter zusätzlicher Einwirkung eines Heizdrahts, der keine Fülldraht-Funktion hat.
Die JP 2001-096 365 A zeigt ein Schweißverfahren zum Schweißen von dicken Werkstücken (2). Dabei trifft ein Laserstrahl (12) auf das Werkstück (2) auf und bildet dort einen geschmolzenen Abschnitt. In Schweißrichtung unmittelbar danach wird dann eine Bogenentladung (5) erzeugt, während dem geschmolzenen Abschnitt (9) ein Fülldraht (8) zugeführt wird. Das dabei erzeugte Schmelzbad hat eine Tiefe (15) und endet mit Abstand vor der dem Laserstrahl (12) abgewandten Seite des Werkstücks (2).
Aus der JP 51-79 654 A lässt sich entnehmen, dass ein kombiniertes Laserstrahl- und Lichtbogenschweißverfahren dazu geeignet ist, gleich dicke Werkstücke (2a, 2b) im Überlappstoß zu schweißen.
Offenbarung der Erfindung
Demzufolge ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Schweißverfahren anzugeben, mit dem man ein Werkstück effizient und sicher, unabhängig von der Form und dem Material des Werkstücks verschweißen kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Schweißverfahren gemäß Anspruch 1 angegeben.
Dieses Werkstückschweißverfahren ist ausgestaltet, um die Schweißgeschwindigkeit zu beschleunigen, indem vorab eine Schweißung mit einem Strahl hoher Energiedichte ausgeführt wird, während der geschweißte Abschnitt, der durch den Strahl hoher Energiedichte gebildet ist, unter Verwendung einer nachfolgenden Bogenentladung aufgeweitet wird, um hierdurch einen höhere Schweißfestigkeit zu erhalten.
In dem obigen Werkstückschweißverfahren kann ein Abstand zwischen einer Mittelposition des geschmolzenen Abschnitts, der durch Abgeben des Strahls hoher Energiedichte darauf gebildet wird, und einer Mittelposition der Schweißbadschmelze, die durch die Bogenentladung gebildet wird, länger sein als 0 mm, und kann in der Schweißrichtung maximal 10 mm betragen.
Das Werkstückschweißverfahren ist ausgestaltet, um die thermische Energie, die in dem Strahl hoher Energiedichte enthalten ist, effizient zu nutzen, indem der obige Abstand gesteuert wird, und die Energiemenge zu reduzieren, die der Bogenschweißmaschine zuzuführen ist, so dass die Energieeffizienz insgesamt verbessert werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die ein Werkstückschweißverfahren gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Seitenansicht im Querschnitt von 1;
3 ist eine Vorderansicht im Querschnitt von 1;
4(a), (b), (c) sind Seitenansichten zur Erläuterung einer beispielhaften Anordnung einer Laserlichtquelle und einer Bogenschweißmaschine.
Modi zur Ausführung der Erfindung
Es wird eine detaillierte Beschreibung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung angegeben.
1 ist eine Perspektivansicht, die das Verschweißen von Platten unter Verwendung eines Schweißprozesses der vorliegenden Ausführung darstellt, 2 ist eine Seitenansicht von 1 und 3 ist eine Vorderansicht im Querschnitt von 1.
Wie in 1 gezeigt, ist der Schweißprozess der vorliegenden Ausführung ein Prozess, in dem Platten 1, 2 als Werkstücke unter Verwendung eines Schweißprozesses mit Abgabe eines Laserlichts L als Strahl hoher Energiedichte sowie einem Schweißprozess mit einer Bogenentladung in Kombination verschweißt werden. Hierin erfolgt das Schweißen zu einer Schweißrichtung hin, die mit einem Pfeil H angegeben ist; das heißt ein Laserlicht L wird zuerst auf überlappte Platten 1, 2 abgegeben, um einen geschmolzenen Abschnitt 3 zu bilden (nachfolgend als Laserschweißschmelzbad bezeichnet) und danach wird eine Bogenentladung durchgeführt, um einen geschmolzenen Abschnitt 4 zu bilden (nachfolgend als Bogenschweißschmelzbad bezeichnet). Eine Raupe 5, die als Ergebnis der Verfestigung des Bogenschweißschmelzbads und vom geschmolzenen Metall des Fülldrahts gebildet wird, verbleibt hinter der Schweißrichtung H.
Die zu verschweißenden Platten 1, 2 sind aus Eisen, Aluminium oder anderen Metallmaterialien hergestellt, oder Legierungen, wie etwa rostfreiem Stahl, und das Material für die Platte 1 kann von jenem für die Platte 2 unterschiedlich sein. Abgesehen vom in 1 gezeigten Fall, wo die Platten 1, 2 vollständig überlappt geschweißt sind, können jegliche anderen Formen angewendet werden, wie etwa Stumpfschweißung, Kehlschweißung etc.
In 1 ist das abzugebende Laserlicht L so geformt, dass es zu einem Punkt in der Nähe der Oberfläche der Platte hin mittels einer optischen Linse oder dergleichen konvergiert, die in einer Laserlichtquelle 6 vorgesehen ist. Zusätzlich wird das Laserlicht L so gesteuert/geregelt, dass eine optische Achse davon in einer Orientierung orthogonal zu den Platten 1, 2 oder in irgendeinem anderen festen Winkel gehalten wird.
Unter Vorrichtungen, die für die Laserlichtquelle 3 verwendbar sind, sind z. B. ein YAG Laser, der ein granatförmiges Yttrium-Aluminium-Kristall verwendet, und ein CO₂ Laser unter Verwendung von Kohlendioxidgas. Der YAG Laser kann ein Laserlicht abgeben, das eine Dauerwellenleistung (CW) von mehreren hundert Watt bei einer Grundwellenlänge von 1,06 Mikrometer hat. Der CO₂ Laser kann ein oszillierendes Laserlicht mit einer Dauerwellenleistung von mehreren zehn Kilowatt bei einer Wellenlänge von 10,6 Mikrometer erzeugen. Der Strahl hoher Energiedichte nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Laserlichter L beschränkt; stattdessen können jegliche anderen Laserlichter mit unterschiedlichen Wellenlängen sowie Elektronenstrahlen verwendet werden. Laserlichter, die in einem gepulsten Modus arbeiten, können auch verwendet werden.
Der Schweißprozess, der eine Bogenentladung verwendet, wird durch Erzeugen einer Bogenentladung zwischen einem Elektrodendraht 8, der sich von einer Bogenschweißmaschine 7 zu den Platten 1, 2 erstreckt, und der Platte 1 ausgeführt, um die Platten 1, 2 zu schmelzen. In dieser Stufe wird ein Inertgas G gegen die Platte 1 aus einer Öffnung 9 der Bogenschweißmaschine 7, die um den Elektrodendraht 8 herum ausgebildet ist, geblasen, um eine fehlerhafte Schweißung zu verhindern, die durch Oxidation des geschmolzenen Metalls hervorgerufen werden könnte. Unter Schweißmaschinen, die für die Bogenschweißmaschine 7 geeignet sind, sind z. B. eine MIG(Metall Inertgas)-Schweißmaschine, eine MAG(Metall Aktivgas)-Schweißmaschine und eine WIG(Wolfram Inertgas) -Schweißmaschine. Wenn die MIG-Schweißmaschine verwendet wird, schmilzt der Elektrodendraht 8, so dass er als Fülldraht dient; wenn die WIG-Schweißmaschine verwendet wird, wird ein Fülldraht durch einen Zufuhrmechanismus (nicht gezeigt) in das Plasma der Bogenentladung geführt.
Wie in 2 gezeigt, die eine Seitenansicht von 1 ist, wird die Bogenschweißmaschine 7 so angeordnet, dass eine Längsachse 7A, entlang der sich der Elektrodendraht 8 erstreckt, einen bestimmten Führungswinkel θ1 mit der Platte 1 bildet. Der Führungswinkel θ1 ist ein Winkel zwischen einer vertikalen Achse V der Platte 1 und der Längsachse 7A der Bogenschweißmaschine 7, der von 0 bis 40 Grad reicht. Dies dient zu dem Zweck, sicherzustellen, dass ein Inertgas G ausreichend zu einem Punkt geblasen wird, wo eine Bogenentladung auf der Platte 1 erfolgt, auch wenn sich die Bogenschweißmaschine 7 in Bezug auf die Platte 1 vorwärts bewegt, um eine Oxidation des geschmolzenen Metalls zuverlässig zu verhindern.
In dem oben beschriebenen Kombinationsschweißprozess, der unter Verwendung der Laserlichtquelle 6 und der Bogenschweißmaschine 7 ausgeführt wird, wird das durch das Laserlicht L gebildete Laserschweißschmelzbad 3 in einem relativ schmalen Bereich tief zur Platte 2 hinunter gebildet, wie in 3 gezeigt, die eine Vorderansicht im Querschnitt von 3 ist, um eine geschweißte Oberfläche 10 an der Grenze zwischen der Platte 1 und der Platte 2 zu bilden. Da die Fläche der geschweißten Oberfläche 10, die in dieser Stufe gebildet wird, klein ist, ist die Schweißfestigkeit gering. Ferner wird nachteilig die Oberfläche der Platte 1 konkav gemacht, und hat somit die Tendenz, eine Spannungskonzentration hervorzurufen.
Daher ist die vorliegende Ausführung konstruiert, um eine Bogenentladung zwischen dem durch das Laserlicht L gebildeten Laserschweißschmelzbad 3 wie oben beschrieben, und dem Elektrodendraht 8 der Bogenschweißmaschine 7 zu erzeugen. Die Platten 1, 2 werden ferner über eine breitere Fläche durch die Wärme, die der Bogenentladung zugeordnet ist, geschmolzen, bevor das Laserschweißschmelzbad 3 wieder fest geworden ist, (d. h. unmittelbar nachdem das Laserschweißschmelzbad 3 gebildet ist), unter Bildung eines Bogenschweißschmelzbads 4. Das Bogenschweißschmelzbad 4 wird unter Nutzung des Laserschweißschmelzbads 3 gebildet, und wird dann über eine breitere Fläche auch mit einer geringeren erzeugten Wärmemenge gebildet. Das so gebildete Bogenschweißschmelzbad 4 vergrößert eine geschweißte Fläche zur Kombination der Platte 1 mit der Platte 2 und erhöht somit die Schweißfestigkeit.
Wenn die MIG-Schweißmaschine für die Bogenschweißmaschine 7 verwendet wird, schmilzt der Elektrodendraht 8 und trennt sich ab, um in Form eines Tröpfchens auf das Bogenschweißschmelzbad 4 zu fallen, so dass ein Wulst, d. h. die Raupe 5 auf der Platte 1 ausgebildet werden kann. Demzufolge wird die geschweißte Oberfläche der Platte konvex gemacht, und daher kann eine Spannungskonzentration auf der geschweißten Oberfläche verhindert werden.
Gemäß dem Schweißprozess der vorliegenden Ausführung kann die Schweißfestigkeit größer gemacht werden im Vergleich zu der, die erreicht wird, wenn alleine die Laserschweißung durchgeführt wird. Darüber hinaus kann die zum Schweißen benötigte Energiemenge reduziert werden im Vergleich zu jener, die erforderlich ist, wenn die Bogenschweißung alleine ausgeführt wird; daher kann ein Verwerfen der Schweißung zwischen den Platten 1, 2 reduziert werden, was das Auftreten eines Schweißbruchs verhindert, und kann die Schweißgeschwindigkeit verbessert werden.
Die vorgenannten Effekte können deutlich erreicht werden, indem ein geeigneter Abstand d, wie in 2 gezeigt, in der Schweißrichtung H zwischen einer Abstrahlposition des Laserlichts L und einer Mittelposition des Bogenschweißschmelzbads 4 geeignet eingestellt wird. Der Abstand d, der mit der Leistung der Laserlichtquelle 6 und der Bogenschweißmaschine 7, den Materialien und Dicken der Platten 1, 2 und dergleichen variiert, ist bevorzugt länger als 0 mm und beträgt maximal 4 mm.
Ein Grund dafür ist z. B. folgendes: wenn der Abstand d zwischen der Abstrahlposition des Laserlichts L und der Mittelposition des Bogenschweißschmelzbads 4 nicht länger als 0 mm wäre, d. h. wenn die Bogenentladung an einer Position vor der Abstrahlposition des Laserlichts in der Schweißrichtung H ausgeführt würde, dann würde in Folge dessen ein Schweißvorgang unter Nutzung einer Bogenentladung allen anderen vorauslaufen und daher könnte die zum Schweißen erforderliche Energiemenge nicht reduziert werden. Ein anderer Grund ist wie folgt: Wenn der Abstand d nicht länger als 0 mm wäre, dann würde die thermische Energie des Laserlichts L durch das Schweißschmelzbad 4, das durch Schmelzen mit der Bogenentladung gebildet wird, verstreut und absorbiert, und dann könnte die von dem Laserlicht L erhaltene thermische Energie nachteilhaft nicht effizient genutzt werden. Wenn andererseits der Abstand d länger als 4 mm wäre, dann würden die Platten 1, 2, wenn sie einmal geschmolzen wären, ungünstig wieder fest werden.
Der Abstand d kann auch im Lichte der Schweißgeschwindigkeit betrachtet werden und es versteht sich somit, dass der Abstand d nicht der Schweißgeschwindigkeit unterliegt unter den Vorgaben, dass die Leistung des Laserlichts L konstant ist und dass die für die Bogenentladung zugeführte elektrische Energiemenge konstant ist. Ein Grund ist daher z. B. der folgende: wenn die Schweißung mit einer erhöhten Geschwindigkeit erfolgt, nimmt die Energiemenge, die pro Flächeneinheit der Platten 1, 2 und pro Zeiteinheit bereitgestellt wird, ab, und die geschmolzenen Platten 1, 2 werden mit höherer Wahrscheinlichkeit wieder verfestigt, wobei aber die Zeit, die seit dem Schmelzen durch das Laserlicht L abläuft, bis die Bogenentladung ausgeführt wird, kürzer wird, mit dem Ergebnis, dass beide Effekte einander aufheben. Ein anderer Grund ist andererseits folgender: wenn die Schweißung mit einer reduzierten Geschwindigkeit durchgeführt wird, nimmt die Energiemenge, die pro Flächeneinheit der Platten 1, 2 und pro Zeiteinheit bereitgestellt wird, zu, wobei aber die Zeit, die seit dem Schmelzen durch das Laserlicht L bis zur Ausführung der Bogenentladung abläuft, größer wird, mit dem Ergebnis, dass beide Effekte einander aufheben.
Als ein Beispiel der vorliegenden Ausführung wurde eine Überlappungsverbindungsschweißung dicker Platten (Dicke 2 mm) durchgeführt, die aus Aluminium von 5XXX Legierung hergestellt waren, wobei der Abstand d auf 2 mm eingestellt war, unter Verwendung eines YAG Lasers als der Laserlichtquelle 6 und einer MIG Schweißmaschine als der Bogenschweißmaschine 7. Die Schweißfestigkeit von 200 MPa oder größer wurde bei einer Geschwindigkeit von 3 m/Minute erhalten, und es wurde ein geringeres Verwerfen der Schweißung und eine Verhinderung des Auftretens von Schweißbrüchen beobachtet. Diese Schweißgeschwindigkeit ist adäquat hoch im Vergleich zu der, die erreicht wird, wenn eine Bogenschweißung alleine ausgeführt wird, während diese Schweißfestigkeit adäquat hoch ist im Vergleich zu jener, die erreicht wird, wenn Laserschweißung für dicke Platten durchgeführt wird. Hierauf erzeugte das Laserlicht L eine Dauerwellenleistung von 4 kW mit einem Punktdurchmesser von ϕ0,6–0,8 mm. Die MIG-Schweißung wurde mit Stromwerten von 100–250 A und Spannungswerten von 10–25 V ausgeführt, und das hierfür benutzte Inertgas G war Argongas.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungen beschränkt, und es kann ein breiter Bereich verschiedener anderer Ausführungen in die Praxis umgesetzt werden.
Zum Beispiel wird, wie in 2 gezeigt, die Laserlichtquelle 6 in einer zur Platte 1 orthogonalen Orientierung angeordnet, und die Bogenschweißmaschine 7 wird unter Bildung eines Führungswinkels θ1 orientiert, wobei aber, wie in 4(a) gezeigt, die Laserlichtquelle 6 und die Bogenschweißmaschine 7 beide in einer zur Platte 1 orthogonalen Orientierung angeordnet werden können. Eine solche Anordnung kann in Fällen verwendet werden, wo ein Inertgas G ausreichend zu einer Fläche um den Punkt herum, in dem die Bogenentladung erzeugt wird, geblasen werden kann, z. B. in einem Fall, wo die Schweißung mit einer relativ geringen Geschwindigkeit ausgeführt wird, oder anderen. Alternativ kann, wie in 4(b) gezeigt, die Laserlichtquelle 6, wie die Bogenschweißmaschine 7, auch so orientiert werden, dass eine Längsachse 6A davon einen bestimmten Führungswinkel α1 bildet. Der Führungswinkel θ2 der Bogenschweißmaschine 7 reicht bevorzugt von 0 bis 40 Grad, wie in der obigen Ausführung erwähnt, wobei aber der Führungswinkel α1 der Laserlichtquelle 6 auf jeden Winkel gesetzt werden kann. Ferner kann, wie in 4(c) gezeigt, die Laserlichtquelle 6 in der Schweißrichtung H rückwärts gekippt werden, so dass eine Rückschrittschweißung mit einem gebildeten Führungswinkel α2 durchgeführt wird. Die Bogenschweißmaschine 7 ist in 4(c) in einer zur Platte 1 orthogonalen Orientierung angeordnet, kann jedoch in einer Rückschrittsequenz zur Bildung eines Führungswinkels θ2 orientiert werden. In allen Fällen, einschließlich den oben erwähnten Ausführungen, sind die Laserlichtquelle 6 und die Bogenschweißmaschine 7 auf ein und derselben Linie parallel zur Schweißrichtung H angeordnet, können jedoch jeweils in einer anderen Richtung als der Schweißrichtung H gewinkelt sein.
Darüber hinaus müssen die Abstrahlposition des Laserlichts L und eine Erzeugungsposition der Bogenentladung nicht notwendigerweise auf ein und derselben Linie angeordnet sein, die zur Schweißrichtung H parallel ist, und eine Bahn der Abstrahlposition und eine Bahn der Bogenentladung können zueinander parallel gemacht werden – wenn sie jeweils einer geraden Linie angenähert sind. In diesem Fall entspricht eine Komponente in der Schweißrichtung zwischen der Abstrahlposition des Laserlichts L und der Mittelposition des Bogenschweißschmelzbads 4, das durch die Bogenentladung gebildet ist, dem Abstand d, wie oben beschrieben.
Ferner braucht der Abstand d nicht immer während des Schweißprozesses konstant gehalten werden, sondern kann in dem Bereich variiert werden, wie er oben definiert ist.
Ferner kann, anstatt der kontinuierlichen Schweißung der Platten 1, 2 wie in 1 gezeigt, eine Punktschweißung mit etablierten Abständen durchgeführt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem Werkstückschweißprozess der vorliegenden Erfindung werden ein vorauslaufender Strahl hoher Energiedichte und ein folgender Bogenschweißprozess verwendet, um ein Werkstück zu verschweißen, und daher kann eine Schweißgeschwindigkeit verbessert werden, während eine Schweißfestigkeit erhöht werden kann.
Zusätzlich sieht der Schweißprozess einen vorbestimmten Wert vor, auf den ein Abstand in der Schweißrichtung zwischen einer Mittelposition eines geschmolzenen Abschnitts, der durch Abgeben eines Hochenergiestrahls darauf gebildet ist, und einer Position einer Spitze eines Elektrodendrahts der Werkstückschweißmaschine zum Erzeugen von Bogenentladung eingestellt ist; daher kann die Energie effizient genutzt werden, und kann insgesamt die Energieeffizienz verbessert werden.

Claims

Schweißverfahren zum Schweißen eines Werkstücks (1, 2), das die Schritte aufweist: Bilden eines geschmolzenen Abschnitts (3) an dem Werkstück (1, 2), indem ein Strahl hoher Energiedichte (L) darauf abgegeben wird; und in der Schweißrichtung unmittelbar danach, Erzeugen einer Bogenentladung, während dem geschmolzenen Abschnitt (3) ein Fülldraht (8) zur Bildung eines Schweißschmelzbads (4) zugeführt wird, um das Werkstück (1, 2) zu schweißen, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück zwei aufeinander liegende, gleich dicke Platten (1, 2) aufweist, wobei der geschmolzene Abschnitt (3) und das Schweißschmelzbad (4) von der einen freien Oberfläche der einen Platte (1) bis in die andere Platte (2) hineinreichen und mit Abstand vor der entgegengesetzten freien Oberfläche der anderen Platte (2) enden.
Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (d) in der Schweißrichtung (H) länger ist als 0 mm und maximal 4 mm beträgt.
Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei konstanter Leistung des Strahls hoher Energiedichte (L) und konstanter Energiezufuhrmenge für die Bogenentladung und konstantem Abstand (d) zwischen einer Mittelposition des geschmolzenen Abschnitts (3), der durch Abgeben des Strahls hohe Energiedichte (L) darauf gebildet wird, und einer Mittelposition des Schweißschmelzbads (4), in der Schweißrichtung (H) die Schweißgeschwindigkeit ohne Veränderung der eingebrachten Gesamtschweißenergie veränderbar ist.
Schweißverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (1, 2) aus Aluminium hergestellt sind.