DE19636212C1 - Verfahren zum Verbinden zweier spaltfrei aneinanderstoßender metallischer Platten durch Laserschweißen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier spaltfrei aneinanderstoßender metallischer Platten durch Laser­ schweißen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist aus EP 0 531 139 B1 und US 5,393,956 bekannt. Mit einem solchen Verfahren sollen unterschiedlich dicke Bleche zu Tiefzieh-Platinen verbunden werden. Daraus sol­ len beispielsweise Karosseriebleche mit unterschiedlichen Dicken­ bereichen geformt werden. Der das Verschweißen der Materia­ lien bewirkende Laserstrahl kann in dem zitierten Stand der Technik senkrecht oder geneigt auf die Oberfläche der zu ver­ schweißenden Platten auftreffen, wobei er jeweils ausschließ­ lich in dem Material der dickeren Platte verläuft.

Die bekannten Verfahren bezüglich der Qualität der erzielbaren Schweißverbindung zu verbessern, ist das Problem der vorliegen­ den Erfindung, die sie durch eine Verfahrensausbildung nach dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 löst.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung dieses Verfahrens zeigt Anspruch 2 auf.

Durch die erfindungsgemäße Neigung des Laserstrahls gegenüber der Ebene der miteinander zu verbindenden Platten wird gegen­ über den bisher bekannten Laserstrahlausrichtungen in der Schweißnaht ein verbesserter Übergang zwischen den beiden mit­ einander verschweißten Platten bzw. Blechen erzielt. Die mit­ einander zu verschweißenden Bleche haben in der Praxis meist nur eine relativ geringe Dicke.

Aus JP 07 132 386 A ist ein Schweißverfahren bekannt, bei dem der Laserstrahl derart geneigt in die dickere Platte eindringt, daß der Strahl in Richtung der angrenzenden dünneren Platte verläuft. Allerdings durchdringt der Laserstrahl dort nicht ausschließlich die dickere, sondern in etwa gleichem Maße auch die dünnere Platte. Mit jenem bekannten Verfahren ist keine mit der Erfindung vergleichbare gute Schweißverbindung erzielbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung als Schnitt durch eine Schweißverbindung dargestellt.

Die mit einem Pfeil versehene Linie ist die Achse 1 eines zum Verschweißen zweier spaltfrei aneinander gelegter Bleche aus Aluminium verwendeten Laserstrahles.

Die Achse 1 verläuft in einer Ebene, die senkrecht zu den Ebenen der beiden miteinander zu verbindenden Bleche 2 und 3 verläuft und die weiterhin senkrecht zu der Längserstreckung der Stoßnaht zwischen den beiden Blechen 2 und 3 ausgerichtet ist. In dieser Ebene ist die Achse 1 um einen Winkel α von etwa 5° gegenüber einer auf den Ebenen der Bleche 2 und 3 stehenden Senkrechten geneigt. Die Achse 1 ist ferner derart ausgerichtet, daß sie den Auslaufbereich 4 der Stoßnaht 5 schneidet. Der Auslaufbereich 4 liegt dabei auf derjenigen Seite der miteinander zu verbindenden Flächen der Bleche 2 und 3, die der Strahlauftreffseite dieser Bleche entgegengerich­ tet liegt.

Die Fokuslage des Laserstrahles ist mit Bezug auf die Lage der Bleche 2 und 3 bezüglich einer optimalen Wirksamkeit je­ weils experimentell zu bestimmen. Sie hängt unter anderem von den Dicken der beiden zu verbindenden Bleche 2 und 3 sowie deren Material ab. Auch die Neigung des Laserstrahles ist ein Parameter, von dem die optimale Lage des Laserstrahlfokus un­ ter anderem abhängt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Verbinden zweier spaltfrei aneinanderstoßen­ der metallischer Platten unterschiedlicher Dicke, insbesondere aus Stahl und Aluminium, durch Laserschweißen mit einem über die Stoßnaht zu führenden Laserstrahl, bei dem die Platten auf ihrer dem Laserstrahleinfall abgewandten Seite oberflächenbün­ dig aneinanderliegen und bei dem die Achse des Laserstrahles ausschließlich durch das Material der dickeren Platte verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (1) des Laserstrahls in einer Ebene, die senk­ recht zu den aneinanderstoßenden Platten (2, 3) und etwa senk­ recht zu der Längserstreckung der Stoßnaht (5) zwischen den beiden Platten (2, 3) verläuft, den Auslaufbereich (4) der Stoßnaht (5) in die bündig aneinanderstoßenden Plattenoberflä­ chen schneidend geneigt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung etwa 5° gegenüber einer auf den Oberflächen der Platten (2, 3) stehenden Senkrechten beträgt.