DE4439000A1 - Verfahren zum Laserschweißen von gestoßenen Schnittflächen an jeweils Bandanfang und Bandende miteinander zu verbindender Stahl- oder Metallbänder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laserschweißen von gestoßenen Schnittflächen an jeweils Bandanfang und Bandende miteinander zu verbindender Stahl- oder Metallbänder, wonach das Bandende und der Bandanfang zentriert, exakt ge­ schnitten, zusammengeführt und mittels eines Laserstrahls verschweißt werden.

Im Zuge des Verbindens von Stahl- oder Metallbändern ist es bekannt, das Bandende des jeweils vorlaufenden Bandes mit dem Bandende des jeweils nachlaufenden Bandes zu ver­ schweißen. Dazu wird regelmäßig das Widerstandsschweißen angewendet. Aus dem Widerstandsschweißen resultiert ein Schweißgrat, der anschließend abgehobelt werden muß. Infolge verhältnismäßig langsamer Abkühlung der Schweißnaht können auf z. B. beschichteten Rollen, welche von den verschweißten Stahl- oder Metallbändern nach dem Schweißvorgang durch­ laufen werden, Brandmarken auftreten.

Im Gegensatz dazu entsteht beim Laserschweißen kein Schweißgrat. Ein weiterer Vorteil des Laserschweißens ist in einer sekundenschnellen Abkühlung der Schweißnaht selbst bei dicken Stahl- oder Metallbändern zu sehen, so daß keinerlei Brandmarken beim Durchlaufen nachfolgender Rollen entstehen. Die Schweißnaht muß nicht abgearbeitet werden. Es fallen weder Schweißperlen noch -späne an. Der Zeitaufwand für das Positionieren der Schweißnaht und das beidseitige Bearbeiten der Schweißnaht entfällt.

Allerdings verlangt das Laserschweißen exakt gerade Schnitt­ linien an den gestoßenen Schnittflächen von einerseits Bandanfang und andererseits Bandende. Tatsächlich dürfen die gestoßenen Schnittflächen bzw. Schnittlinien keine Ab­ weichungen aufweisen, die größer als 1/10 mm sind. Schnitt­ linien, die einen konvexen oder konkaven Verlauf mit Abweichungen von 2/10 mm und mehr aus der Geraden haben, führen zu Ausfall oder ermöglichen nur eine örtlich kurze Schweißnaht. - Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Laserschweißen von gestoßenen Schnittflächen an jeweils Bandanfang und Bandende miteinander zu verbindender Stahl- oder Metallbänder der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, wonach sich in rationeller Weise einwandfreie Schweißnähte herstellen lassen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch, daß das betreffende Stahl- oder Metall­ band vor dem Laserschweißen dressiert, nach dem Dressieren streckbiegegerichtet, nach dem Streckbiegerichten erneut dressiert und dann der ungerichtete Bandanfang und das ungerichtete Bandende abgeschnitten werden. Anschließend werden Bandende und Bandanfang in einer nachfolgenden Laser­ schweißmaschine zentriert, exakt geschnitten, zusammen­ geführt und mit einem Laserstrahl verschweißt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich dann die gestoßenen Schnittflächen an jeweils Bandanfang und Bandende miteinander zu verbindender Stahl- oder Metallbänder ein­ wandfrei im Wege des Laserschweißens miteinander ver­ schweißen lassen, wenn diese Bänder plan sind und nur geringe Eigenspannungen aufweisen. Nach Lehre der Erfindung wird das wellige Kaltband oder Warmband daher streckbiege­ gerichtet. Jedoch sind insbesondere C-arme Stähle und Bau­ stähle bei plastischer Verformung hochempfindlich gegen Lüders-Linien, Levellerbreaks und Coilbreaks, und zwar infolge ausgeprägter oberer und unterer Streckgrenzen. Diese Ausprägung wird nach Lehre der Erfindung dadurch dauerhaft verhindert, daß das betreffende Stahl- oder Metallband vor dem Streckbiegerichten und nach dem Streckbiegerichten dressiert wird, und zwar bei Raumtemperatur. Tatsächlich wird das Bandmaterial durch das Dressieren gegenüber Lüders-Linien, Levellerbreaks und Coilbreaks unempfindlich, während vorhandene Eigenspannungen weitgehend egalisiert werden. Die auf diese Weise plangerichteten Bandanfänge bzw. Bandenden erlauben eine einwandfreie Verbindung im Wege des Laserschweißens. Selbst unterschiedlich dicke Stahl- oder Blechbänder lassen sich einwandfrei verschweißen, wenn beispielsweise die Oberkante der dickeren Stahl- oder Metallbänder durch Abschmelzen abgerundet wird.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So wird das Stahl- oder Metallband dem ersten Dressieren vorzugsweise knickfrei zugeführt, um Rollknicke zu vermeiden. Ferner sieht die Erfindung vor, daß das Stahl- oder Metallband beim zweiten Dressieren mit einem Dressiergrad von 0,2% bis 0,3% dressiert wird, der aus­ reicht, um noch vorhandene Eigenspannungen zu egalisieren. Im Rahmen der Erfindung können Stahl- oder Metallbänder mit einer Banddicke von 1,5 mm bis 6 mm und mit einer Bandbreite von 700 mm bis 2000 mm verwendet werden. Auch unterschied­ liche Banddicken der miteinander zu verbindenden Stahl- oder Metallbänder sind möglich, wobei als Stahl- oder Metall­ bänder bevorzugt warmgewalzte Bänder verwendet werden, wenngleich sich auch kaltgewalzte Bänder in der bean­ spruchten Weise für das Laserschweißen vorbehandeln bzw. richten lassen.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage zur Durch­ führung des beanspruchten Verfahrens, mit einer Laser­ schweißmaschine, einer der Laserschweißmaschine in Band­ laufrichtung vorgeordneten Zentriervorrichtung und einer der Zentriervorrichtung vorgeordneten Schneidvorrichtung. Diese Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvor­ richtung eine Streckbiegevorrichtung vorgeordnet und der Streckbiegevorrichtung ein erstes Dressiergerüst vorgeordnet und ein zweites Dressiergerüst nachgeordnet ist. Zwischen dem zweiten Dressiergerüst und der Schneidvorrichtung kann eine weitere Schneidvorrichtung angeordnet sein, wobei beide Schneidvorrichtungen in einem vorgegebenen Abstand von­ einander angeordnet sind und einerseits zum Abschneiden der ungerichteten Bandenden, andererseits zum Abschneiden der ungerichteten Bandanfänge dienen. Dagegen erfolgt das exakte Schneiden von jeweils Bandanfang und Bandende unter Bildung gerader Schnittlinien bzw. Schnittflächen in der Laser­ schweißmaschine selbst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Anlage zum Laserschweißen von gestoßenen Schnittflächen an jeweils Bandanfang und Bandende miteinander zu verbindender Stahl- oder Metallbänder 1 in schematischer Darstellung. Diese Anlage weist eine Laser­ schweißmaschine 2 mit zumindest einer in Bandlaufrichtung vorgeordneten Zentriervorrichtung 3 und einer der Zentrier­ vorrichtung 3 vorgeordneten Schneidvorrichtung 4 auf. Der Schneidvorrichtung 4 ist eine Streckbiegevorrichtung 5 vorgeordnet. Der Streckbiegevorrichtung 5 ist ein erstes Dressiergerüst 6 vorgeordnet und ein zweites Dressiergerüst 7 nachgeordnet. Zwischen dem zweiten Dressiergerüst 7 und der nachfolgenden Schneidvorrichtung 4 ist eine weitere Schneidvorrichtung 8 angeordnet, wobei die beiden Schneid­ vorrichtungen 4, 8 in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnet sind. Die beiden Schneidvorrichtungen 4, 8 dienen zum Abschneiden des ungerichteten Bandanfanges bzw. Bandendes der jeweiligen Stahl- oder Metallbänder 1. Darüber hinaus weist die Laserschweißmaschine 2 selbst auch noch eine Schneidvorrichtung 9 zum exakten Schneiden gerader Schnittlinien an jeweils Bandanfang und Bandende der mit­ einander zu verbindenden Stahl- oder Metallbänder auf. - Eine dem ersten Dressiergerüst 6 vorgeordnete Abwickelvor­ richtung 10 ist so angeordnet, daß eine knickfreie Band­ zuführung gewährleistet ist. Das betreffende Stahl- oder Metallband 1 wird vor dem Laserschweißen dressiert, nach dem Dressieren streckbiegegerichtet, nach dem Streckbiegerichten erneut dressiert und dann werden der ungerichtete Bandanfang und das ungerichtete Bandende mittels der dem zweiten Dressiergerüst 7 nachgeordneten Schneidvorrichtungen 4, 8 abgeschnitten. Anschließend werden das betreffende Bandende bzw. der betreffende Bandanfang zentriert, in der Laser­ schweißmaschine 2 exakt geschnitten, zusammengeführt und mittels eines Laserstrahls verschweißt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Laserschweißen von gestoßenen Schnitt­ flächen an jeweils Bandanfang und Bandende miteinander zu verbindender Stahl- oder Metallbänder, wonach das Bandende und der Bandanfang zentriert, exakt geschnitten, zusammenge­ führt und mittels eines Laserstrahls verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahl- oder Metallband vor dem Laserschweißen dressiert, nach dem Dressieren streckbiegegerichtet, nach dem Streckbiegerichten erneut dressiert und dann der ungerichtete Bandanfang und das ungerichtete Bandende abgeschnitten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahl- oder Metallband dem ersten Dressieren knickfrei zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahl- oder Metallband beim zweiten Dressieren mit einem Dressiergrad von 0,2% bis 0,3% dressiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stahl- oder Metallbänder mit einer Band­ dicke von 1,5 mm bis 6 mm und mit einer Bandbreite von 700 mm bis 2000 mm verwendet bzw. miteinander verschweißt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stahl- oder Metallbänder mit unter­ schiedlichen Banddicken miteinander verschweißt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stahl- oder Metallbänder warmge­ walzte Bänder verwendet werden.

7. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Laserschweißmaschine, einer der Laserschweißmaschine in Bandlaufrichtung vorgeordneten Zentriervorrichtung und einer der Zentriervorrichtung vor­ geordneten Schneidvorrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidvorrichtung (4) eine Streck­ biegevorrichtung (5) vorgeordnet und der Streckbiegevor­ richtung (5) ein erstes Dressiergerüst (6) vorgeordnet und ein zweites Dressiergerüst (7) nachgeordnet ist.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Dressiergerüst (7) und der Schneidvor­ richtung (4) eine weitere Schneidvorrichtung (8) angeordnet ist und beide Schneidvorrichtungen (4, 8) in einem vorge­ gebenen Abstand voneinander angeordnet sind.