DE4240824A1

DE4240824A1 - Schweiß-Verbindung eines Stahlblech-Bauteiles mit einem Aluminiumblech-Bauteil

Info

Publication number: DE4240824A1
Application number: DE4240824A
Authority: DE
Inventors: Arno Dipl Ing Jambor; Gunther Dipl Ing Ellenrieder; Guenther Ast; Roland Tegeler
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1992-12-04
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1994-01-13

Description

Die Erfindung betrifft eine Schweiß-Verbindung eines Stahl blech-Bauteiles mit einem Aluminiumblech-Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der gattungsbildend zugrundegelegten DE-PS 30 38 824 als bekannt hervorgeht.

Die DE-PS 30 38 824 betrifft eine Schweiß-Verbindung von einem Stahlblech mit einem auf Stoß angeordneten Leichtmetallblech, wobei auf der Rückseite des Stoßes ein Profilstreifen angelegt ist. Der Profilstreifen ist aus Leichtmetall gefertigt und im Bereich des angelegten Stahlbleches mit Stahl plattiert. Zum Verschweißen wird der Profilstreifen mit seinem plattierten Bereich an das Stahlblech und mit seinem aus Leichtmetall ge bildeten Bereich an das Leichtmetallblech angelegt und an schließend widerstandselektrisch mit dem jeweiligen Blech ver schweißt. Da die beiden Bleche in etwa auf Stoß geschweißt sind, sind auf der Sichtseite der Verbindung nur geringe Ver putzarbeiten notwendig. Vorteilhafterweise kann bei dieser Verbindungsart auch auf sonstige, arbeitsintensive Verbin dungen, wie Nieten, Schrauben oder dgl. verzichtet werden. Dennoch ist der Arbeitsablauf aufwendig, da für jede Schweißung ein Zwischenblech eingelegt werden muß. Ferner muß beim Einle gen des Profilstreifens darauf geachtet werden, daß die jeweils richtige Werkstoffseite dem entsprechenden Blech zugeordnet wird, womit zum einen Verwechslungsgefahr und zum anderen eine genau definierte Relativlage der Teile zueinander verbunden ist. Des weiteren ist diese Art der Verschweißung auf Bauteile begrenzt, die hintergreifbar sind; d. h. geschlossene Hohlprofile sind mit diesem Verfahren nicht fertigbar.

Aus dem deutschen Fachartikel ′′Widerstandspunktschweißen der Werkstoffkombination Aluminium-Stahl" aus der DE-Z: Schweißen und Schneiden 34, 1982, Heft 1, S. 15-20 ist eine weitere widerstandelektrisch geschweißte Verbindung eines Stahlbleches mit einem Leichtmetallblech bekannt, bei der sich die beiden Bleche randseitig überlappen. Die Verschweißung erfolgt unter Zuhilfenahme eines bimetallischen Verbundwerkstoffes, der aus einem walzplattierten Zwischenblech, das, quer zu seiner Flachseite betrachtet, zur Hälfte aus Stahl und zur anderen Hälfte aus Aluminium besteht. Zum Verschweißen werden die bei den Bleche überlappend zueinander angeordnet und das Zwischen blech aus dem Verbundwerkstoff im Überlappungsbereich zwi schengelegt. Das Zwischenblech ist hierbei mit seiner stäh lernen Flachseite dem Stahlblech und mit seiner leichtmetal lischen Flachseite dem Aluminiumblech zugewandt. Bei dieser Vorgehensweise ist der Arbeitsablauf ebenfalls aufwendig, da auch hier zu jeder Schweißung das Zwischenblech eingelegt wer den muß. Bei Einlegen des Zwischenbleches ist auch hierbei zu beachten, daß die jeweils richtige Flachseite dem entsprechen den Blech zugeordnet wird, womit eine Verwechslungsgefahr ver bunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrunde gelegte Schweiß-Verbindung dahingehend weiterzuentwickeln, daß die werkstoff-verschiedenen Bauteile einfacher miteinander verschweißt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merk malen des Anspruches 1 gelöst. Durch die randseitige Beschich tung des Stahlblech-Bauteiles mit einem Aluminiumbelag erübrigt sich das separate Zusatzteil und die damit verbundenen und teilweise die Anwendungsmöglichkeiten beschränkenden Arbeits schritte.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Un teransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Ausbildung eines hohlen Stahlblech-Bauteiles mit daran durch eine widerstandselektrische Schweißung an geschweißtem Aluminiumblech-Bauteil und

Fig. 2 eine weitere Ausbildung eines hohlen Stahlblech-Bautei les mit ebenfalls durch eine widerstandselektrische Schweißung überlappend angeschweißtem Aluminiumblech- Bauteil und

Fig. 3 die lasergeschweißte Überlappschweißung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Ausbildung eines hohlen Stahlblech-Bautei les 1 mit daran widerstandselektrisch angeschweißtem Alumini umblech-Bauteil 5 dargestellt. Das Stahlblech-Bauteil 1 ist hierbei als Rahmenteil einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges und das Aluminiumblech-Bauteil 5 als eine dazugehörige und an das Rahmenteil angeschweißte Bodenplatte dargestellt. Das Stahlblech-Bauteil 1 weist einen viereckigen Querschnitt auf und ist von zwei Stahlblechen 6, 7 begrenzt, die entlang zweier in Längsrichtung des Stahlblech-Bauteiles 1 verlaufender Steg schweißnähte 8, 9 widerstandselektrisch verschweißt sind. Der Rand 4 des inneren Stahlbleches 7 ist auf derjenigen Flachseite 10 randseitig mit einem Aluminiumbelag 3 beschichtet, der von der Anlageseite mit dem anderen, äußeren Stahlblech 6 abliegt. Günstigerweise wird die Stegschweißnaht 9 des dem Aluminiumblech-Bauteiles 5 außerhalb des vom Aluminiumbelag 3 eingenommenen Bereiches gelegt. Der Aluminiumbelag 3 ragt flanschartig über den stählernen Rand 4 des inneren Stahl bleches 7 und damit über den Rand des dem Aluminiumblech-Bau teil 5 zugeordneten Steges des Stahlblech-Bauteiles 1 hinaus. Der Aluminiumbelag 3 ist am Rand des inneren Stahlbleches 7 sinnvollerweise durch eine Walzplattierung aufgetragen. An dem freien Ende des Aluminiumbelages 3 ist das Aluminiumblech-Bau teil 5 angeschweißt (Schweißnaht 11), wodurch sich insgesamt eine gute, belastbare und haltbare Verbindung zwischen dem hohlen Stahlblech-Bauteil 1 und dem Aluminiumblech-Bauteil 5 ergibt. Besonders günstig ist die Erfindung im Hinblick auf den Leichtbau im Karosseriebau des Kraftfahrzeuggewerbes, da hier bei eine einfache und kostengünstige Befestigung eines Ver kleidungsteiles aus leichten Aluminium an einem stabilen und hochelastischen Rahmenteil aus Stahlblech ermöglicht ist. Des weiteren ist die Kante 12 am Stoß des Aluminiumblech-Bauteiles 5 an dem Stahlblech-Bauteil 1 von geringer Höhe, so daß sie leicht verputzt werden kann.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausbildung eines hohlen Stahl blech-Bauteiles 1′ mit daran widerstandselektrisch ange schweißtem Aluminiumblech-Bauteil 5′ dargestellt. Die Erfindung betrifft allerdings nicht nur widerstandselektrische Verschweißungen 11 des Stahlblech-Bauteiles 1, 1′ mit dem Alu miniumblech-Bauteil 5′, sondern auch laserverschweißte Bleche (Laserschweißnaht 11′). Das in Fig. 2 dargestellte gleichfalls hohle Stahlblech-Bauteil 1′ unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Stahlblech-Bauteil 1′ nach Fig. 1 dadurch, daß das innere Stahlblech 7′ des hohlen Stahlblech-Bauteiles 1′ über seine gesamte nach außen weisende Fläche mit dem Alumini umbelag 3′ beschichtet ist. Dies kann je nach Anwendungsfall gegenüber der nur randseitigen Beschichtung trotz des höheren Gewichtes günstiger sein, da hier der Aluminiumbelag 3′ über eine größere Fläche mit dem inneren Stahlblech 7′ verbunden ist. Des weiteren ist hier das Aluminiumblech-Bauteil 5′ an der zugeordneten Stegschweißnaht 9′ des Stahlblech-Bauteiles 1′ nicht auf Stoß angelegt, sondern auf der der Anlageseite mit dem Stahlblech-Bauteil 1′ gegenüberliegen Flachseite 10′. Dies ergibt zwar im Bereich der Anlageseite des Aluminiumblech-Bau teiles 5′ eine höhere Kante 12′, allerdings kann hierbei das Aluminiumblech-Bauteil 5′ auf dem Steg des zugeordneten Stahl blech-Bauteiles 1′ abgelegt werden und muß nicht gesondert ge halten bzw. beim Verschweißen nicht durch die Schweißelektroden angefahren werden.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das dem in Fig. 2 nahezu gleichkommt. Der einzige Unterschied zwischen diesen beiden Beispielen ist, daß hier das Stahlblech-Bauteil 1′′ mit dem Aluminiumblech-Bauteil 5′ durch eine mit einem Laser vorgenommene Schweißnaht 11′ verschweißt ist.

Claims

1. Schweiß-Verbindung eines Stahlblech-Bauteiles mit einem Aluminium-Bauteil durch eine Überlapp- oder Stegschweißnaht, wobei die beiden Bauteile unter Zuhilfenahme eines im Überlap pungs- oder Stegbereich angeordneten Zusatzteiles miteinander verschweißt sind, welches im Bereich der Anlage an dem Stahl blech-Bauteil einen Stahlbelag und im Bereich der Anlage an dem Aluminium-Bauteil einen Aluminiumbelag aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzteil an dem Stahlblech-Bauteil (1, 1′, 1′′) randseitig integriert ist, wobei das Stahlblech-Bauteil (1, 1′, 1′′) zumindest im Überlappungs- oder Stegbereich mit einem Aluminiumbelag (3) beschichtet ist.

2. Schweiß-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumbelag (3) des Randes (4) des Stahlblech-Bau teiles (1, 1′, 1′′) durch Walzplattierung angebracht ist.

3. Schweiß-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumbelag (3) über den Rand (4) des Stahlblech- Bauteiles (1, 1′, 1′′) hinausragt.

4. Schweiß-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlapp- oder Stegschweißnaht (11) zwischen dem Stahlblech-Bauteil (1, 1′) und dem Aluminiumblech-Bauteil (5, 5′) elektrisch widerstandsgeschweißt ist.

5. Schweiß-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlapp- oder Stegschweißnaht (11′) zwischen dem Stahlblech-Bauteil (1′′) und dem Aluminiumblech-Bauteil (5′′) lasergeschweißt ist.