ES2875607T3 - Método de soldadura por láser y dispositivo de soldadura por láser - Google Patents

Abstract

Un método de soldadura por láser para soldar una pluralidad de elementos metálicos (21, 22) entre sí mediante la irradiación de luz láser (51) sobre una porción en la que se han superpuesto la pluralidad de elementos metálicos, en el que al menos uno de los elementos metálicos de entre la pluralidad de elementos metálicos está formado por una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base, que comprende: irradiar luz láser en una superficie lateral (21a) de uno (21) de los elementos metálicos para formar en la otra superficie lateral (21b) del lado opuesto un saliente (25) que sobresale desde la otra superficie lateral; se superpone uno de los elementos metálicos que tiene el saliente sobre otro (22) de los elementos metálicos de modo que el saliente se interponga entre los mismos; y se irradia luz láser sobre una porción en la que se superponen la pluralidad de elementos metálicos para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí, caracterizado por que el saliente se forma: irradiando luz láser en la superficie de un lado para formar en la otra superficie lateral una porción sobresaliente (24) que sobresale desde la otra superficie lateral escaneando la luz láser en una primera dirección (52a); y generando un flujo de fusión de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente formada mediante el escaneado de luz láser, a partir de una porción de extremo inicial (54) del escaneado de la luz láser en la primera dirección, en una segunda dirección (52b) opuesta a la primera dirección mientras se funde una parte de la porción sobresaliente para formar el saliente (25) que sobresale más lejos de la otra superficie lateral que la altura de la porción sobresaliente.

Description

DESCRIPCIÓN

Método de soldadura por láser y dispositivo de soldadura por láser

La presente invención se refiere a un método de soldadura por láser y a un dispositivo de soldadura por láser.

Antecedentes de la técnica

Cuando se ensambla la carrocería de un vehículo o la estructura de un automóvil, normalmente, se forma un elemento metálico obtenido moldeando a presión una placa de acero en la forma deseada; a continuación, se irradia luz láser sobre una porción en la que se superponen partes de una pluralidad de elementos metálicos para lograr una conexión de soldadura (consulte el Documento de Patente 1). Un elemento metálico formado a partir de una placa de acero chapada en metal en el que el metal de base se ha cubierto con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base se utiliza como elemento metálico para automóviles. Un ejemplo de una placa de acero chapada en metal es, por ejemplo, una hoja de acero galvanizado en la que un metal de base está cubierto con un material de recubrimiento con zinc, que tiene una excelente resistencia a la corrosión, como componente principal.

Si, cuando se sueldan elementos metálicos formados a partir de placas de acero chapadas en metal, tal como láminas de acero galvanizado, hay una pequeña separación entre los elementos metálicos, resulta difícil liberar los vapores del material de revestimiento, tal como gas de zinc, que son generados por luz láser irradiada. En consecuencia, se forman orificios de soplado y es difícil realizar buenas soldaduras.

Por lo tanto, en la técnica divulgada en el Documento de Patente 1, en primer lugar, se irradia luz láser sobre la superficie de un elemento metálico para formar un saliente que sobresale desde la superficie posterior. A continuación, se superponen una pluralidad de elementos metálicos con el saliente interpuesto entre los mismos, y se irradia luz láser para soldar los elementos metálicos entre sí. Es posible formar una separación de forma fiable intercalando el saliente entre los elementos metálicos. Como resultado, los humos del material de revestimiento que se generan en el momento de la soldadura se hacen escapar a través de la separación, suprimiendo así la aparición de defectos de soldadura.

El documento WO 2014/126172 A1, en el que se basa el preámbulo de las reivindicación 1 y 9, divulga un método de soldadura por láser para soldar una pluralidad de elementos metálicos entre sí mediante la irradiación de luz láser sobre una porción en la que se han superpuesto la pluralidad de elementos metálicos, en el que al menos uno de los elementos metálicos de entre la pluralidad de elementos metálicos está formado por una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base, que comprende: irradiar luz láser en una superficie lateral de uno de los elementos metálicos para formar en la otra superficie lateral del lado opuesto un saliente que sobresale desde la otra superficie lateral; se superpone uno de los elementos metálicos que tiene el saliente sobre otro de los elementos metálicos de modo que el saliente se interponga entre los mismos; y se irradia luz láser sobre una porción en la que se superponen la pluralidad de elementos metálicos para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de patente 1 Publicación de Patente Abierta a Inspección Pública de Japón n.° 2008-49392

Sumario de la invención

Problema a resolver por la invención

En el método convencional de formar un saliente, la altura de saliente del saliente está determinada principalmente por el espesor de la placa del elemento metálico. En consecuencia, hay casos en los que no se puede formar un saliente que tiene la altura de saliente necesaria debido al espesor de la placa, las condiciones de procesamiento, variaciones en el momento del procesamiento y similares. Una altura de saliente insuficiente provoca defectos de soldadura.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de soldadura por láser y un dispositivo de soldadura por láser que mejoran la calidad de la soldadura al hacer posible formar salientes que tienen alturas de saliente adecuadas sin estar limitadas por el espesor de la placa de los elementos metálicos.

Medios para lograr el objetivo

El método de soldadura por láser de la presente invención que realiza el objeto descrito anteriormente es un método de soldadura por láser en el que se irradia luz láser sobre una porción en la que se han superpuesto una pluralidad de elementos metálicos para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí. Al menos uno de los elementos metálicos de la pluralidad de elementos metálicos está formado por una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base. En primer lugar, se irradia luz láser en una superficie lateral de uno de los elementos metálicos para formar un saliente que sobresale desde la otra superficie lateral en el lado opuesto de la otra superficie lateral escaneando la luz láser en una primera dirección. A continuación, se superpone uno de los elementos metálicos que tiene el saliente sobre otro de los elementos metálicos de modo que el saliente se interponga entre los mismos; y se irradia luz láser sobre una porción en la que se superponen la pluralidad de elementos metálicos para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí. Aquí, el saliente se forma: irradiando luz láser en la superficie de un lado para formar en la otra superficie lateral una porción sobresaliente que sobresale desde la otra superficie lateral escaneando la luz láser en una primera dirección; y generando un flujo de fusión de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente formada mediante el escaneado de luz láser, a partir de una porción de extremo inicial del escaneado de la luz láser en la primera dirección, en una segunda dirección opuesta a la primera dirección mientras se funde una parte de la porción sobresaliente para formar el saliente que sobresale más lejos de la otra superficie lateral que la altura de la porción sobresaliente.

El dispositivo de soldadura por láser de la presente invención que realiza el objeto descrito anteriormente es un dispositivo de soldadura por láser en el que se irradia luz láser sobre una porción en la que se han superpuesto una pluralidad de elementos metálicos para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí. Al menos uno de los elementos metálicos de la pluralidad de elementos metálicos está formado por una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base. El dispositivo de soldadura por láser comprende un cabezal de procesamiento que irradia luz láser hacia una superficie lateral de uno de los elementos metálicos y que es capaz de escanear luz láser, y una unidad de control que controla el funcionamiento del cabezal de procesamiento. La unidad de control hace que el cabezal de procesamiento irradie luz láser sobre una superficie lateral de uno de los elementos metálicos para formar en la otra superficie lateral del lado opuesto una porción sobresaliente que sobresale desde dicha otra superficie lateral escaneando la luz láser en una primera dirección. A continuación, haciendo que el cabezal de procesamiento escanee la luz láser en una segunda dirección opuesta a la primera dirección con la porción sobresaliente como centro mientras funde una parte de la porción sobresaliente formada, la unidad de control hace que se genere un flujo de masa fundida de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente, y provoca que se forme un saliente que sobresale más alto que la altura de la porción sobresaliente de la otra superficie lateral. Asimismo, la unidad de control hace que el cabezal de procesamiento irradie luz láser sobre una pluralidad de elementos metálicos, que se superponen con el saliente interpuesto entre los mismos para soldar los elementos metálicos.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] Las figuras 1 (A) y (B) son vistas esquemáticas que ilustran el dispositivo de soldadura por láser según una realización de la presente invención; La figura 1(A) ilustra un estado de la etapa de tratamiento previo para formar un saliente; y la figura 1(B) ilustra un estado de la etapa de soldadura para soldar elementos metálicos entre sí.

[Figura 2] La figura 2 es una vista esquemática que describe el procedimiento para formar un saliente; Las figuras 2(A1) y (A2) son vistas en sección transversal que ilustran la manera en que se forma una porción sobresaliente al escanear luz láser; y las figuras 2(B1) y (B2) son vistas en sección transversal que ilustran la manera en que se forma un saliente que sobresale más alto que la altura de la porción sobresaliente escaneando luz láser.

[Figura 3] La figura 3 es una vista esquemática que describe el procedimiento para formar un saliente; La figura 3(A) es una vista en planta que ilustra la forma en que se forma una porción sobresaliente, y la figura 3(B) es una vista en planta que ilustra la forma en que se forma un saliente.

[Figura 4] La figura 4(A) es una vista en perspectiva que ilustra la manera en que se forma una porción sobresaliente o un saliente escaneando luz láser a lo largo de una trayectoria lineal; La figura 4(B) es una vista en perspectiva que ilustra la manera en que se forma una porción sobresaliente o un saliente escaneando luz láser a lo largo de la curva de un arco; y la figura 4(C) es una vista en perspectiva que ilustra la forma en que se forma una porción sobresaliente mediante la irradiación puntual de luz láser.

[Figura 5] Las figuras 5(A) a (E) son vistas en planta que ilustran esquemáticamente ejemplos de disposiciones de salientes con respecto a cordones en el momento de la soldadura principal.

Realizaciones para llevar a cabo la invención

A continuación, se explicarán las realizaciones de ejemplo de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. En las explicaciones de los dibujos, los elementos idénticos reciben los mismos símbolos de referencia y se omiten explicaciones redundantes. Las relaciones dimensionales utilizadas en los dibujos pueden estar exageradas por conveniencia de la explicación y pueden diferir de las relaciones reales.

Las figuras 1 (A) y (B) son vistas esquemáticas que ilustran el dispositivo de soldadura por láser según una realización de la presente invención; La figura 1(A) ilustra un estado de la etapa de tratamiento previo para formar un saliente; y la figura 1(B) ilustra un estado de la etapa de soldadura para soldar elementos metálicos 21, 22 entre sí.

Con referencia a la figura 1, el dispositivo de soldadura por láser 10 produce un elemento soldado 100 soldando una pluralidad de elementos metálicos 21, 22 entre sí irradiando luz láser 51 sobre una porción donde se ha superpuesto la pluralidad de elementos metálicos 21, 22. Al menos un elemento metálico de la pluralidad de elementos metálicos 21,22 está hecho de una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base. Un ejemplo de una placa de acero chapada en metal es, por ejemplo, hojas de acero galvanizado, ampliamente utilizadas como elementos metálicos para automóviles, en las que un metal de base está cubierto con un material de revestimiento que contiene zinc, que tiene una excelente resistencia a la corrosión, como componente principal.

En general, el dispositivo de soldadura por láser 10 comprende un cabezal de procesamiento que irradia la luz láser 51 hacia una superficie frontal 21a (correspondiente a una superficie lateral) de un primer elemento metálico 21 (correspondiente a un elemento metálico), y que es capaz de escanear la luz láser 51, y una unidad de control 60 que controla el funcionamiento del cabezal de procesamiento 50. La unidad de control 60 hace que el cabezal de procesamiento 50 irradie luz láser 51 sobre la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21 para formar una porción sobresaliente 24 que sobresale desde la superficie posterior 21b en la superficie posterior 21b (correspondiente a la otra superficie lateral en el lado opuesto). A continuación, se funde una parte de la porción sobresaliente formada 24 escaneando la luz láser 51, la unidad de control 60 hace que se forme un flujo de masa fundida de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente 24 y hace que se forme un saliente 25 que sobresale más alto que la altura de la porción sobresaliente 24 desde la superficie posterior 21b (figura 1(A)). Asimismo, la unidad de control 60 hace que el cabezal de procesamiento 50 irradie luz láser 51 sobre una pluralidad de elementos metálicos 21, 22, que se superponen con el saliente 25 interpuesto entre los mismos para soldar los elementos metálicos entre sí (figura 1(B)). El dispositivo de soldadura por láser 10 comprende una unidad de plantilla 40. La unidad de plantilla 40 puede sujetar libremente el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 en un estado de estar combinado con un espacio 30 formado entre los mismos y puede sujetar libremente el primer elemento metálico 21 en un estado de superposición sobre el segundo elemento metálico 22. La unidad de control 60 también controla el funcionamiento de la unidad de plantilla 40. El dispositivo de soldadura por láser 10 se describirá con detalle a continuación.

La unidad de plantilla 40 se puede mover libremente entre una primera posición (figura 1(A)), en la que una pluralidad (dos en el ejemplo ilustrado) del primer y segundo elementos metálicos 21, 22 se combinan entre sí con un espacio 30 entre los mismos, y una segunda posición (figura 1(B)), en la que se superponen el primer y segundo elementos metálicos 21, 22. La unidad de control 60 mueve la unidad de plantilla 40 a la primera posición y mantiene el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 en un estado combinado con un espacio 30 abierto entre los mismos. A continuación, la unidad de control 60 hace que la luz láser 51 sea irradiada desde el cabezal de procesamiento 50 para formar un saliente 25 (figura 1(A)). A continuación, la unidad de control 60 mueve la unidad de plantilla 40 desde la primera posición a la segunda posición y suelda el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 en un estado superpuesto con el saliente 25 interpuesto entre los mismos (figura 1(B)). El segundo elemento metálico 22 en el lado inferior se coloca en un troquel de soldadura, no mostrado.

La unidad de plantilla 40 comprende un elemento de trinquete 41 que puede insertarse libremente entre el primer y segundo elementos metálicos 21, 22, y un accionador 42 que mueve el elemento de trinquete 41 hacia adelante y hacia atrás con respecto al espacio entre el primer y segundo elementos metálicos 21, 22. La superficie de extremo en el lado de inserción del elemento de trinquete 41 tiene una forma ahusada. El accionador 42 está configurado a partir de un cilindro de aire, etc. Como se ilustra en la figura 1(A), el elemento de trinquete 41 se mueve hacia adelante con el accionador 42 y se inserta entre el primer y segundo elementos metálicos 21, 22. La unidad de plantilla 40 se mueve a la primera posición para mantener el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 en un estado combinado con un espacio 30 abierto entre los mismos. El accionador 42 mueve el elemento de trinquete 41 hacia atrás y se saca de entre el primer y segundo elementos metálicos 21, 22, como se ilustra en la figura 1(B). La unidad de plantilla 40 se mueve a la segunda posición para superponer el primer y segundo elementos metálicos 21, 22.

El cabezal de procesamiento 50 está dispuesto encima del primer elemento metálico 21. El cabezal de procesamiento 50 está configurado a partir de un dispositivo de irradiación láser bien conocido. El cabezal de procesamiento 50 irradia luz láser 51 sobre la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21. El cabezal de procesamiento 50 comprende un espejo pivotante y es capaz de escanear la luz láser 51 a lo largo de cualquier trayectoria, tal como una forma lineal, una forma curvada, una forma circular o una forma de arco. La luz láser 51 puede irradiarse puntualmente sin escanear. El cabezal de procesamiento 50 también puede ajustar libremente la cantidad de calor que se introduce en el objeto que se va a soldar ajustando, por ejemplo, la salida láser, la velocidad de exploración y la expansión/contracción del diámetro del punto.

El cabezal de procesamiento 50 está unido a una mano robótica de un robot de soldadura, que no se muestra. El robot de soldadura se enseña de acuerdo con un programa de enseñanza y mueve la mano del robot con un movimiento predeterminado.

El dispositivo de soldadura por láser 10 comprende una pluralidad de elementos de sujeción 70 que sujetan el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 en el momento de la soldadura. El elemento de sujeción 70 puede emplear cualquier configuración apropiada. El elemento de sujeción 70 del ejemplo ilustrado comprende una porción superior de presión 71 que está dispuesta por encima del primer elemento metálico 21 y una porción inferior de presión 72 que está dispuesta debajo del segundo elemento metálico 22. La porción superior de presión 71 y la porción inferior de presión 72 son accionadas por un cilindro de presión de fluido, tal como un cilindro hidráulico, que no se muestra, y que empareda y sujeta el primer y segundo elementos metálicos 21, 22.

A continuación se describirá el método de soldadura por láser que utiliza el dispositivo de soldadura por láser 10. El primer y segundo elementos metálicos 21,22 se unen por medio de una etapa de tratamiento previo (figura 1(A)) para formar el saliente 25 en la superficie posterior 21b del primer elemento metálico 21 desde el lado superior, y una etapa de soldadura (figura 1(B)) para soldar con láser el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 en un estado de superposición uno sobre otro con el saliente 25 interpuesto entre los mismos.

(Etapa de tratamiento previo)

En primer lugar, la etapa de tratamiento previo se describirá con referencia a las figuras 1-3.

La figura 2 y la figura 3 son vistas esquemáticas que describen el procedimiento para formar el saliente 25; Las figuras 2(A1) (A2) son vistas en sección transversal que ilustran la manera en que se forma la porción sobresaliente 24 al escanear la luz láser 51; y las figuras 2(B1) (B2) son vistas en sección transversal que ilustran la manera en que se forma el saliente 25 que sobresale más alto que la altura desde la porción sobresaliente 24 al escanear la luz láser 51. La figura 3(A) es una vista en planta que ilustra la manera en que se forma la porción sobresaliente 24, y la figura 3(B) es una vista en planta que ilustra la manera en que se forma un saliente 25. Las flechas 52a, 52b en el dibujo indican la dirección de escaneado de la luz láser 51, y las flechas 53a, 53b indican la dirección en la que la masa fundida de metal fluye en la dirección opuesta a la dirección de escaneado. El área rodeada por las líneas discontinuas indica la porción de extremo de inicio del escaneado 54 y la porción de extremo terminal del escaneado 55.

El segundo elemento metálico 22 en el lado inferior se coloca en un troquel de soldadura, que no se muestra, tal como se ilustra en la figura 1(A). El elemento de trinquete 41 se mueve hacia adelante a una posición más allá del borde del segundo elemento metálico 22. El primer elemento metálico 21 en el lado superior se coloca en el elemento de trinquete 41. El espacio 30 puede determinarse apropiadamente teniendo en cuenta una dimensión con la que el saliente 25 formado en el primer elemento metálico 21 no se unirá al segundo elemento metálico 22, y una dimensión que se mueve durante la soldadura. Un ejemplo de dimensiones para el espacio 30 es de 0,5 mm - 5 mm.

El saliente 25 se forma irradiando la luz láser 51 dos veces. En primer lugar, la unidad de control 60 controla el funcionamiento del cabezal de procesamiento 50 y hace que la luz láser 51 sea irradiada sobre la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21 para formar la porción sobresaliente 24 que sobresale desde la superficie posterior 21b sobre la superficie posterior 21b, (figura 2(A1) (A2), figura 3(A)). En este caso, es preferible escanear la luz láser 51 para formar la porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54. Esto se debe al hecho de que, generando un flujo de masa fundida de metal hacia la porción de extremo inicial de escaneado 54, es posible formar la porción sobresaliente 24 que tiene una altura de saliente relativamente larga desde la superficie trasera 21b. A continuación, controlando el funcionamiento del cabezal de procesamiento 50 y haciendo que la luz láser 51 sea escaneada mientras se funde una parte de la porción sobresaliente 24 que se formó, la unidad de control 60 hace que se genere un flujo de masa fundida de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente 24. Como resultado, se forma un saliente 25 que sobresale más alto que la altura del saliente desde la superficie trasera 21b de la porción sobresaliente 24 (figura 2(B1) (B2), figura 3(B)).

Más específicamente, con respecto al primer paso de la luz láser irradiada 51, la luz láser 51 se escanea en la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21 en una dirección de izquierda a derecha (flecha 52a) en el dibujo (figura 2(A1) (A2), figura 3(A)). La porción sobresaliente 24 está formada en la superficie trasera 21b del primer elemento metálico 21 para sobresalir de la superficie trasera 21b. Al escanear la luz láser 51, se forma una porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial del escaneado 54, y se forma un rebaje en la porción de extremo terminal de escaneado 55. Cuando el escaneado de la luz láser 51 alcanza una longitud predeterminada, la irradiación de la luz láser 51 se detiene. La altura del saliente de la porción sobresaliente 24 desde la superficie posterior 21b está indicada por el símbolo de referencia d1, como se ilustra en la figura 2(A2).

Durante el escaneado de la luz láser 51, la temperatura de la masa fundida de metal es más alta en la porción de extremo terminal del lado de escaneado 55 y más baja en la porción de extremo inicial del lado de escaneado 54. La tensión superficial de la masa fundida de metal es menor en las porciones con una temperatura alta y la tensión superficial es más alta en las porciones con una temperatura baja. La masa fundida de metal se estira desde el lado de alta temperatura al lado de baja temperatura debido a la diferencia en la tensión superficial causada por la diferencia de temperatura, que genera convección de Marangoni. De esta manera, debido a la distribución de temperatura de la masa fundida de metal, la masa fundida de metal fluye en una dirección (flecha 53a) opuesta a la dirección de escaneado (flecha 52a), y la porción de extremo inicial de escaneado 54 se eleva de forma estable. Como resultado, es posible formar una porción sobresaliente estable 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54.

Al formar la porción sobresaliente 24, el tiempo para escanear la luz láser 51 es preferentemente al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial 54 se solidifique para formar la porción sobresaliente 24.

Cuando se detiene la irradiación de la luz láser 51, la dirección del flujo de la masa fundida de metal, hacia la porción de extremo inicial de escaneado 54 (flecha 53a), se invierte y la masa fundida de metal comienza a fluir hacia la porción de extremo terminal de escaneado 55. En consecuencia, al no detener el escaneado de la luz láser 51 hasta que la porción de extremo inicial 54 se haya solidificado, es posible formar una porción sobresaliente estable 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54.

El primer paso de la luz láser 51 irradiada no puede interrumpirse hasta que se forme la porción sobresaliente 24. En consecuencia, el segundo paso de la luz láser 51 irradiada puede iniciarse en cualquier momento desde inmediatamente después de que se haya completado el primer paso de la luz láser 51 irradiada.

Con respecto al segundo paso de la luz láser 51 irradiada, la porción en la que se formó la porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial 54 del primer paso se establece como la porción de extremo inicial 54 del segundo paso. La luz láser 51 se escanea en la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21 en la dirección de derecha a izquierda (flecha 52b) en el dibujo, que es opuesta al primer paso (figura 2(B1) (B2), figura 3(B)). Se forma un flujo de masa fundida de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente 24 (flecha 53b) y se aumenta la altura de la porción sobresaliente 24. Como resultado, se forma un saliente 25 en la porción de extremo inicial del escaneado 54, y se forma un rebaje en la porción de extremo terminal de escaneado 55. Cuando el escaneado de la luz láser 51 alcanza una longitud predeterminada, la irradiación de la luz láser 51 se detiene. La altura de saliente desde la superficie posterior 21b del saliente 25 está indicada por el símbolo de referencia d2, como se ilustra en la figura 2(B2). La altura de saliente del saliente 25 aumenta en Ad (d2 - d1) con respecto a la altura de saliente de la porción sobresaliente 24. La altura de saliente d2 del saliente 25 puede seleccionarse apropiadamente dentro de un intervalo que cumpla con el objetivo de suprimir la generación de orificios de soplado. Un ejemplo de dimensiones para la altura de saliente del saliente 25 es de 0,05 mm - 0,3 mm.

En el momento del segundo paso de escaneado de la luz láser 51 también, debido a la distribución de temperatura de la masa fundida de metal, la masa fundida de metal fluye en la dirección (flecha 53b) opuesta a la dirección de escaneado (flecha 52b), y la porción sobresaliente 24 presente en la porción de extremo inicial de escaneado 54 se eleva de manera estable. Como resultado, es posible formar un saliente estable 25 en la porción de extremo inicial de escaneado 54.

Al formar un saliente 25, es preferible escanear la luz láser 51 para dejar el vértice de la porción sobresaliente 24 que se eleva en el lado de la superficie trasera 21b.

Esto se debe al hecho de que, como resultado de más metal fundido que fluye hacia el vértice de la porción sobresaliente 24, que ya está elevada, escaneando la luz láser 51 para dejar el vértice de la porción sobresaliente 24, es posible formar un saliente 25 que se sobresale más allá de la altura del saliente de la porción sobresaliente 24.

Al formar el saliente 25, el tiempo para escanear la luz láser 51 es preferentemente al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial 54 se solidifique para formar el saliente 25.

Cuando se detiene la irradiación de la luz láser 51, la dirección del flujo de la masa fundida de metal, hacia la porción de extremo inicial de escaneado 54 (flecha 53b), se invierte y la masa fundida de metal comienza a fluir hacia la porción de extremo terminal de escaneado 55. En consecuencia, al no detener el escaneado de la luz láser 51 hasta que la porción de extremo inicial 54 se ha solidificado, es posible formar un saliente estable 25 en la porción de extremo inicial de escaneado 54.

Al formar el saliente 25, con la porción sobresaliente 24 como el centro, es preferible escanear la luz láser 51 en la dirección opuesta (de derecha a izquierda en la figura 2) a la dirección en la que se escanea la luz láser 51 cuando se forma la porción sobresaliente 24 (de izquierda a derecha en la figura 2).

Al escanear la luz láser 51 en la dirección opuesta con la porción sobresaliente 24 como el centro, resulta fácil crear un programa de enseñanza para enseñar al robot de soldadura cómo escanear la luz láser 51 por segunda vez. Asimismo, es posible acortar el tiempo de desplazamiento de la mano del robot (tiempo de irradiación), para reducir el tiempo necesario para la soldadura láser.

Al escanear la luz láser 51 en la dirección opuesta con la porción sobresaliente 24 como el centro para formar el saliente 25, se forma un saliente 25 en la porción central del cordón de soldadura en el primer elemento metálico 21 y se generan disipadores de calor en ambos extremos del cordón de soldadura (consulte la figura 2(B2)).

(Etapa de soldadura)

A continuación, la etapa de soldadura se describirá con referencia a la figura 1.

El elemento de trinquete 41 se mueve hacia atrás a una posición alejada del borde del segundo elemento metálico 22, como se ilustra en la figura 1(B). El primer elemento metálico 21 en el lado superior se superpone al segundo elemento metálico 22 en el lado inferior, con el saliente 25 interpuesto entre los mismos. La porción superior de presión 71 y la porción inferior de presión 72 del elemento de sujeción 70 se accionan para sujetar el primer y segundo elementos metálicos 21, 22. A continuación, la luz láser 51 se irradia desde el cabezal de procesamiento 50 sobre una porción donde el primer y segundo elementos metálicos 21,22 se han superpuesto para soldar el primer y segundo elementos metálicos entre sí. La luz láser 51 en la etapa de soldadura puede seguir una trayectoria lineal o curvada o tener forma de punto.

En la etapa de soldadura, se puede formar de forma fiable una separación 31 más grande que cuando la porción sobresaliente 24 está intercalada con el saliente 25 intercalado entre el primer y segundo elementos metálicos superpuestos 21, 22. Gas de zinc, que es un vapor de material de revestimiento que se genera por la irradiación de la luz láser 51 durante la soldadura, se libera a través de esta separación ampliada 31. Como resultado de mejorar la permeabilidad del gas de zinc, se suprime la generación de orificios de soplado y se mejora la calidad de la soldadura.

Este tipo de técnica de soldadura por láser es adecuada para un caso en el que elementos metálicos para automóviles, en los que se utilizan con frecuencia chapas de acero galvanizado, están soldados y unidos.

La figura 4(A) es una vista en perspectiva que ilustra la forma en que se forma una porción sobresaliente 24 o un saliente 25 escaneando luz láser 51 a lo largo de una trayectoria lineal; La figura 4(B) es una vista en perspectiva que ilustra la manera en que se forma una porción sobresaliente 24 o un saliente 25 escaneando luz láser 51 a lo largo de la curva de un arco; y la figura 4(C) es una vista en perspectiva que ilustra la manera en que se genera una porción sobresaliente 24 irradiando luz láser 51 en forma de un punto.

Al formar la porción sobresaliente 24, el escaneado de la luz láser 51 se realiza preferentemente a lo largo de una trayectoria que la porción de extremo inicial 54.

De manera similar, al formar el saliente 25, el escaneado de la luz láser 51 se realiza preferentemente a lo largo de una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial 54.

Esto se debe al hecho de que la luz láser 51 no se irradiará de nuevo sobre la porción de extremo inicial 54 durante un solo paso. Por lo tanto, dado que una porción sobresaliente 24 o un saliente 25 no se volverán a fundir una vez formada, es posible formar una porción sobresaliente 24 o saliente 25 estable.

El escaneado de la luz láser 51 se realiza preferentemente a lo largo de la trayectoria lineal ilustrada en la figura 4(A), o a lo largo de la trayectoria en forma de arco ilustrada en la figura 4(B).

Esto se debe al hecho de que la trayectoria de exploración de la luz láser 51 mantiene la porción de extremo inicial 54, y es posible formar una porción sobresaliente 24 o saliente 25 estable.

En términos del segundo paso de la luz láser 51 irradiada, es necesario escanear la luz láser 51. Sin embargo, no siempre es necesario escanear la luz láser 51 con respecto a la irradiación de primer paso de la luz láser 51.

Puede formarse una porción sobresaliente puntiforme 24 realizando la irradiación de la luz láser 51 en forma de un punto sin escanear la luz láser 51, como se ilustra en la figura 4(C). La porción sobresaliente puntiforme 24 está formada por la porción central que se eleva por la acción de la tensión superficial de la masa fundida de metal.

Las figuras 5(A) a (E) son vistas en planta que ilustran esquemáticamente ejemplos de disposiciones de salientes 25 con respecto a los cordones 56 en el momento de la soldadura principal.

En el dibujo, la porción rodeada por la línea discontinua indica el saliente 25. En el ejemplo ilustrado, al formar el saliente 25, en primer lugar, la luz láser 51 es escaneada para formar una porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54. A continuación, con la porción sobresaliente 24 como el centro, la luz láser 51 se escanea en la dirección opuesta a la dirección de escaneado cuando se forma la porción sobresaliente 24, para formar el saliente 25. El saliente 25 ilustrado en la figura 5(A) se forma escaneando la luz láser 51 de manera que el cordón 57 después del tratamiento previo tenga una forma lineal. El cordón 57 se forma preferentemente de modo que sea paralelo al cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal. Esto se debe al hecho de que es posible acercar el saliente 25 al cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal. El saliente 25 ilustrado en la figura 5(B) se forma escaneando la luz láser 51 de manera que el cordón 57 después del tratamiento previo tenga una forma de arco. El saliente 25 ilustrado en la figura 5(C) se forma escaneando la luz láser 51 de manera que el cordón 57 después del tratamiento previo tenga una forma que combine una línea recta y un arco.

Al aplicar un saliente 25 con respecto al cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal, se prefiere que el saliente 25 se forme de modo que se coloque sustancialmente en la porción central de la dirección longitudinal del cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal, como se ilustra en las figuras 5(A) a (C). Esto se debe al hecho de que la separación 31 que está formada por el saliente 25 tendrá la misma forma en las direcciones izquierda y derecha en el dibujo con el saliente 25 como el centro sustancial, y se convierte en una cuestión simple para liberar uniformemente el gas de zinc en el momento de la soldadura.

Al aplicar una pluralidad de salientes 25 con respecto al cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal, se prefiere que los salientes 25 se formen para tener una disposición escalonada, con el cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal interpuesto entre los mismos, como se ilustra en las figuras 5(D)(E). Esto se debe al hecho de que la separación 31 que está formada por los salientes 25 tendrá la misma forma en las direcciones izquierda y derecha, así como en las direcciones hacia arriba y hacia abajo en el dibujo del cordón 56, y se convierte en una cuestión sencilla para liberar uniformemente el gas de zinc en el momento de la soldadura.

Ya sea para formar o no la porción sobresaliente 24 escaneando la luz láser 51 o irradiando la luz láser en forma de un punto, se puede combinar libremente si se forma la porción sobresaliente 24 escaneando la luz láser 51 en una trayectoria lineal o en forma de arco, y si se forma el saliente 25 escaneando la luz láser 51 en una trayectoria lineal o en forma de arco. Puede seleccionarse una combinación apropiada de acuerdo con la forma y la longitud del cordón 56 formado en el momento de la soldadura principal, o dependiendo de cuán ancha o estrecha sea el área de superposición del primer y segundo elementos metálicos 21, 22.

Como se ha descrito anteriormente, el método de soldadura por láser de la presente realización comprende una etapa de tratamiento previo y una etapa de soldadura; en la etapa de tratamiento previo, se irradia luz láser 51 sobre la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21 para formar una porción sobresaliente 24 en una superficie posterior 21b que sobresale desde dicha superficie posterior 21b, y a continuación, se genera un flujo de fusión de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente 24 escaneando la luz láser 51 mientras se funde una parte de la porción sobresaliente formada 24, para formar así un saliente 25 que sobresale más alto que la altura de la porción sobresaliente 24 desde la superficie trasera 21b. En el proceso de soldadura, el primer elemento metálico 21 en el que se ha formado el saliente 25 se superpone al segundo elemento metálico 22 con el saliente 25 interpuesto entre los mismos, y la luz láser 51 se irradia en la parte donde se superponen el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 para soldar el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 entre sí.

De acuerdo con dicho método, es posible formar de forma estable un saliente 25 que sobresalga más alto que la altura del saliente de la porción sobresaliente 24 en la etapa de tratamiento previo. En la etapa de soldadura, se puede formar de forma fiable una separación 31 más grande que cuando la porción sobresaliente 24 está intercalada con el saliente 25 intercalado entre el primer y segundo elementos metálicos superpuestos 21, 22. Gas de zinc, que es un vapor de material de revestimiento que se genera por la irradiación de la luz láser 51 durante la soldadura, se libera a través de esta separación ampliada 31. Como resultado de mejorar la permeabilidad del gas de zinc, se suprime la generación de orificios de soplado y se mejora la calidad de la soldadura. Por lo tanto, de acuerdo con el método de soldadura por láser de la presente realización, es posible mejorar la calidad de la soldadura haciendo posible formar salientes 25 que tengan alturas de saliente adecuadas sin estar limitado por el espesor de la placa del primer y segundo elementos metálicos 21, 22.

Cuando se forma un saliente 25, es preferible escanear la luz láser 51, de modo que quede el vértice de la porción sobresaliente 24 que se eleva en el lado de la superficie posterior 21b.

De acuerdo con dicho método, como resultado de una mayor cantidad de metal fundido que fluye hacia el vértice de la porción sobresaliente 24, que ya está elevada, es posible formar un saliente 25 que se sobresale más allá de la altura del saliente de la porción sobresaliente 24.

Cuando se forma el saliente 25, el tiempo para escanear la luz láser 51 es preferentemente al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial 54 se solidifique para formar el saliente 25.

Esto se debe al hecho de que, de acuerdo con dicho método, dado que el escaneado de la luz láser 51 no se detiene hasta que la porción de extremo inicial 54 se solidifica, es posible formar un saliente estable 25 en la porción de extremo inicial de escaneado 54. Como resultado, la separación 31 entre el primer y el segundo elementos metálicos 21, 22 se puede formar de forma fiable.

Cuando se forma la porción sobresaliente 25, el escaneado de la luz láser 51 se realiza preferentemente a lo largo de una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial 54.

De acuerdo con dicho método, la luz láser 51 no se irradiará de nuevo sobre la porción de extremo inicial 54 durante un paso. Dado que el saliente 25 no se volverá a fundir una vez formado, se puede formar un saliente estable 25.

Es preferible realizar el escaneado de la luz láser 51 a lo largo de una trayectoria lineal o en forma de arco.

De acuerdo con dicho método, el escaneado de la luz láser 51 sigue una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial 54, y es posible formar un saliente estable 25.

Al formar el saliente 25, se prefiere que la luz láser 51 sea escaneada para formar una porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54.

De acuerdo con dicho método, generando un flujo de masa fundida de metal hacia la porción de extremo inicial de escaneado 54, es posible formar una porción sobresaliente 24 que tiene una altura de saliente relativamente grande desde la superficie trasera 21b.

Cuando se forma el saliente 25, con la porción sobresaliente 24 como el centro, se prefiere que la luz láser 51 sea escaneada en la dirección opuesta a la dirección en la que se escanea la luz láser 51 cuando se forma la porción sobresaliente 24.

De acuerdo con dicho método, dado que la luz láser 51 se escanea en la dirección opuesta con la porción sobresaliente 24 como el centro, se convierte en una cuestión sencilla crear un programa de enseñanza para enseñar al robot de soldadura cómo escanear la luz láser 51 por segunda vez. Asimismo, es posible acortar el tiempo de desplazamiento de la mano del robot (tiempo de irradiación) para reducir el tiempo necesario para la soldadura láser.

Cuando se forma la porción sobresaliente 24, el tiempo para escanear la luz láser 51 es preferentemente al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial 54 se solidifique para formar la porción sobresaliente 24.

De acuerdo con dicho método, dado que el escaneado de la luz láser 51 no se detiene hasta que la porción de extremo inicial 54 se solidifica, es posible formar una porción sobresaliente estable 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54, y luego formar de manera fiable una porción sobresaliente 25 con una altura de saliente alta.

Cuando se forma la porción sobresaliente 24, el escaneado de la luz láser 51 se realiza preferentemente a lo largo de una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial 54.

De acuerdo con dicho método, la luz láser 51 no volverá a ser irradiada sobre la porción de extremo inicial 54 durante un paso. Dado que la porción sobresaliente 24 no se volverá a fundir una vez formada, se puede formar una porción sobresaliente estable 24.

Se prefiere que el escaneado de la luz láser 51 se realice a lo largo de una trayectoria lineal o en forma de arco.

De acuerdo con dicho método, el escaneado de la luz láser 51 sigue una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial 54, y es posible formar una porción sobresaliente estable 24.

La placa de acero chapada en metal es una chapa de acero galvanizado. Aplicando una chapa de acero galvanizado, se pueden obtener buenas soldaduras que suprimen la generación de orificios de soplado.

El dispositivo de soldadura láser 10 de la presente realización comprende un cabezal de procesamiento 50 que irradia luz láser 51 sobre una superficie frontal 21a de un primer elemento metálico 21, y que es capaz de escanear la luz láser 51, y una unidad de control 60 que controla el funcionamiento del cabezal de procesamiento 50. La unidad de control 60 hace que el cabezal de procesamiento 50 irradie luz láser 51 sobre la superficie frontal 21a del primer elemento metálico 21 para formar una porción sobresaliente 24 en una superficie posterior 21b, que sobresale desde dicha superficie posterior 21b. A continuación, haciendo que la luz láser 51 sea escaneada mientras se funde una parte de la porción sobresaliente formada 24 mediante el cabezal de procesamiento 50, la unidad de control 60 hace que se genere un flujo de metal fundido hacia la parte superior de la porción sobresaliente 24, y hace que se forme un saliente 25 que sobresale más allá de la altura de la porción sobresaliente 24 desde la superficie trasera 21b. Asimismo, la unidad de control 60 hace que el cabezal de procesamiento 50 irradie luz láser 51 sobre una pluralidad de elementos metálicos, que se superponen con el saliente 25 interpuesto entre los mismos para soldar los elementos metálicos.

De acuerdo con dicha configuración, es posible formar de manera estable un saliente 25 que se sobresale más allá de la altura del saliente de la porción sobresaliente 24. Se puede formar de forma fiable una separación 31 más grande que cuando la porción sobresaliente 24 está intercalada con el saliente 25 intercalado entre el primer y segundo elementos metálicos superpuestos 21, 22. Gas de zinc, que es un vapor de material de revestimiento que se genera por la irradiación de la luz láser 51 durante la soldadura, se libera a través de esta separación ampliada 31. Como resultado de mejorar la permeabilidad del gas de zinc, se suprime la generación de orificios de soplado y se mejora la calidad de la soldadura. Por lo tanto, de acuerdo con el dispositivo de soldadura por láser 10 de la presente realización, es posible mejorar la calidad de la soldadura haciendo posible formar salientes 25 que tengan alturas de saliente adecuadas sin estar limitado por el espesor de la placa del primer y segundo elementos metálicos 21, 22.

Cuando se forma un saliente 25, la unidad de control 60 preferentemente hace que la luz láser 51 sea escaneada de modo que el vértice de la porción sobresaliente 24 que sobresale desde el lado de la superficie posterior 21b permanece.

De acuerdo con dicha configuración, como resultado de una mayor cantidad de metal fundido que fluye hacia el vértice de la porción sobresaliente 24, que ya está elevada, es posible formar un saliente 25 que se sobresale más allá de la altura del saliente de la porción sobresaliente 24.

Cuando se forma el saliente 25, la unidad de control 60 fija preferentemente el tiempo para escanear la luz láser 51 para que sea al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial 54 se solidifique para formar el saliente 25.

Esto se debe al hecho de que, de acuerdo con dicha configuración, dado que el escaneado de la luz láser 51 no se detiene hasta que la porción de extremo inicial 54 se ha solidificado, es posible formar un saliente estable 25 en la porción de extremo inicial de escaneado 54. Como resultado, la separación 31 entre el primer y el segundo elementos metálicos 21, 22 se puede formar de forma fiable.

Cuando se forma el saliente 25, la unidad de control 60 preferentemente hace que la luz láser 51 sea escaneada para formar una porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial de escaneado 54.

De acuerdo con dicha configuración, generando un flujo de masa fundida de metal hacia la porción de extremo inicial de escaneado 54, es posible formar una porción sobresaliente 24 que tiene una altura de saliente relativamente grande desde la superficie trasera 21b.

Se describió un caso en el que una pluralidad de elementos metálicos se forman a partir de placas de acero chapadas en metal, pero podría generarse vapor de material de revestimiento siempre que el material de revestimiento cubra una superficie de las placas de acero a soldar. Por lo tanto, la presente invención se puede aplicar a la soldadura de placas de acero chapadas en metal, en la que se cubre un lado o ambos lados del metal de base de al menos un elemento metálico de la pluralidad de elementos metálicos.

Se describió una realización en la que el segundo paso de escaneado de la luz láser 51 se inicia desde la porción sobresaliente 24, pero la presente invención no se limita a este caso. Es suficiente si el segundo paso de escaneado de la luz láser 51 es capaz de generar un flujo de fusión de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente 24 escaneando la luz láser 51 mientras se funde una parte de la porción sobresaliente 24 formada. Por lo tanto, también es posible iniciar el segundo paso de escaneado de la luz láser 51 desde el lado frontal de la porción sobresaliente 24. Incluso en este caso, el saliente 25 se forma para aumentar el saliente de la porción sobresaliente 24.

Al soldar una pluralidad de elementos metálicos, hay casos en los que ambas ubicaciones donde el efecto de suprimir la generación de orificios de soplado se puede realizar únicamente por medio de la altura del saliente de la porción sobresaliente 24, así como ubicaciones en las que el efecto de supresión descrito anteriormente no se puede realizar de manera suficiente únicamente por medio de la altura del saliente de la porción sobresaliente 24, coexisten, debido a la influencia del espesor de la placa, la forma de la superficie, las posiciones de soldadura, etc., de los elementos metálicos. En tal caso, no es necesario realizar un segundo paso de exploración de la luz láser 51 con respecto a todas las porciones sobresalientes 24 formadas por el primer paso de escaneado de la luz láser 51. La altura requerida puede satisfacerse formando salientes 25 con un segundo paso de escaneado de la luz láser 51 solo con respecto a ubicaciones donde el efecto de supresión descrito anteriormente no puede obtenerse de manera suficiente únicamente por medio de la altura de saliente de la porción sobresaliente 24. Es posible suprimir la generación de orificios de soplado y mejorar la calidad de la soldadura, incluso si se aplican elementos metálicos que comprenden porciones sobresalientes 24 y salientes 25 que tienen diferentes alturas de saliente. Al reducir el número de ubicaciones donde la luz láser 51 se irradia dos veces, es posible acortar el tiempo de la etapa de tratamiento previo y reducir el tiempo requerido para la soldadura por láser.

Se mostró un caso en el que el primer y segundo elementos metálicos 21, 22 son placas planas, pero no hace falta decir que la presente invención se puede aplicar a elementos metálicos que tienen una superficie curvada.

(Ejemplo de prueba)

Como primer paso para formar una porción sobresaliente 24, la soldadura láser se realizó en un intervalo de aproximadamente el 15 % de la salida del láser que es capaz de penetrar la placa superior (0,9 mm), con un diámetro de punto 9 de 550 - 800 pm, velocidad de 80 mm/s, y en forma lineal. Se formó una porción sobresaliente 24 (altura de saliente de 0,12 mm) en la porción de extremo inicial 54.

A continuación, como el segundo paso para aumentar la altura del saliente de la porción sobresaliente 24, la soldadura láser se realizó en un intervalo de aproximadamente el 15 % de la salida del láser que es capaz de penetrar la placa superior, con un diámetro de punto 9 de 550 - 800 pm y una velocidad de 80 mm/s, en forma lineal en la dirección opuesta al primer paso, con una porción de la porción sobresaliente 24 formada durante el primer paso como punto inicial. Se formó un saliente 25 (altura de saliente 0,19 mm) que tiene una altura de saliente mayor que la porción sobresaliente 24 en la porción de extremo inicial 54.

La placa superior y la placa inferior se superpusieron y se sujetaron para intercalar el saliente 25. La soldadura láser se realizó con una cantidad de calor con la que es posible penetrar y soldar las placas superior e inferior. No se generaron defectos en la porción soldada, dado que el gas de zinc generado escapó de la separación 31 formada por el saliente 25.

Si bien la salida del láser y la distancia de escaneado difieren según el espesor de la placa y de la velocidad de procesamiento de los elementos metálicos, se confirmó que la tendencia es la misma.

Descripciones de los símbolos de referencia

10 Dispositivo de soldadura láser,

21 Primer elemento metálico (un elemento metálico),

21a Superficie frontal (una superficie lateral),

21b Superficie posterior (otra superficie lateral),

22 Segundo elemento metálico (otro elemento metálico),

24 Porción sobresaliente,

25 Saliente,

30 Espacio,

31 Separación,

40 Unidad de plantilla,

41 Elemento de trinquete,

42 Accionador,

50 Cabezal de procesamiento,

51 Luz láser,

54 Porción de extremo inicial,

55 Porción de extremo terminal,

60 Unidad de control,

d1 Altura de saliente de la porción sobresaliente desde la superficie posterior,

d2 Altura de saliente del saliente desde la superficie posterior,

Ad Cantidad de amplificación de la altura de saliente.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método de soldadura por láser para soldar una pluralidad de elementos metálicos (21, 22) entre sí mediante la irradiación de luz láser (51) sobre una porción en la que se han superpuesto la pluralidad de elementos metálicos, en el que al menos uno de los elementos metálicos de entre la pluralidad de elementos metálicos está formado por una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base, que comprende:

irradiar luz láser en una superficie lateral (21a) de uno (21) de los elementos metálicos para formar en la otra superficie lateral (21b) del lado opuesto un saliente (25) que sobresale desde la otra superficie lateral;

se superpone uno de los elementos metálicos que tiene el saliente sobre otro (22) de los elementos metálicos de modo que el saliente se interponga entre los mismos; y

se irradia luz láser sobre una porción en la que se superponen la pluralidad de elementos metálicos para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí,

caracterizado por que el saliente se forma:

irradiando luz láser en la superficie de un lado para formar en la otra superficie lateral una porción sobresaliente (24) que sobresale desde la otra superficie lateral escaneando la luz láser en una primera dirección (52a); y generando un flujo de fusión de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente formada mediante el escaneado de luz láser, a partir de una porción de extremo inicial (54) del escaneado de la luz láser en la primera dirección, en una segunda dirección (52b) opuesta a la primera dirección mientras se funde una parte de la porción sobresaliente para formar el saliente (25) que sobresale más lejos de la otra superficie lateral que la altura de la porción sobresaliente.

2. El método de soldadura por láser de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el escaneado de la luz láser (51) cuando se forma el saliente (25) se escanea durante un tiempo que es al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial del escaneado se solidifique para formar el saliente de modo que un queda el vértice de la porción sobresaliente (24) que se eleva sobre la otra superficie lateral (21b).

3. El método de soldadura por láser de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el escaneado de la luz láser (51) cuando se forma el saliente (25) se realiza a lo largo de una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial del escaneado.

4. El método de soldadura por láser de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el escaneado de la luz láser (51) se realiza a lo largo de una trayectoria lineal o una trayectoria en forma de arco.

5. El método de soldadura por láser de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el escaneado de la luz láser (51) cuando se forma la porción sobresaliente (24) se escanea durante un tiempo que es al menos tan largo como el tiempo requerido para que la porción de extremo inicial del escaneado solidifique para formar la porción sobresaliente.

6. El método de soldadura por láser de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el escaneado de la luz láser (51) cuando se forma la porción sobresaliente (24) se realiza a lo largo de una trayectoria que mantiene la porción de extremo inicial del escaneado.

7. El método de soldadura por láser de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el escaneado de la luz láser (51) se realiza a lo largo de una trayectoria lineal o una trayectoria en forma de arco.

8. El método de soldadura por láser de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la placa de acero chapada en metal es una chapa de acero galvanizado.

9. Un dispositivo de soldadura por láser (10) para soldar una pluralidad de elementos metálicos (21, 22) entre sí mediante la irradiación de luz láser (51) sobre una porción en la que se han superpuesto la pluralidad de elementos metálicos, en el que al menos uno de los elementos metálicos de entre la pluralidad de elementos metálicos está formado por una placa de acero chapada en metal en la que se ha cubierto un metal de base con un material de revestimiento que tiene un punto de fusión por debajo del punto de fusión del metal de base, que comprende:

un cabezal de procesamiento (50) configurado para irradiar luz láser sobre una superficie lateral de uno de los elementos metálicos y capaz de escanear luz láser;

una unidad de plantilla (40) configurada para sujetar libremente la pluralidad de elementos metálicos, y que se puede mover libremente entre una primera posición en la que la pluralidad de elementos metálicos se combinan entre sí con un espacio (30) entre los mismos, y una segunda posición en la que se superponen una pluralidad de elementos metálicos; y

una unidad de control (60) configurada para controlar las operaciones del cabezal de procesamiento y la plantilla, de modo que

el cabezal de procesamiento irradia luz láser en una superficie lateral (21a) de uno (21) de los elementos metálicos para formar en la otra superficie lateral (21b) en el lado opuesto un saliente (25) que sobresale desde la otra superficie lateral,

la unidad de plantilla superpone uno de los elementos metálicos que tiene el saliente sobre otro (22) de los elementos metálicos de modo que el saliente se interponga entre los mismos, y

el cabezal de procesamiento irradia luz láser sobre una porción donde la pluralidad de elementos metálicos se superponen para soldar la pluralidad de elementos metálicos entre sí,

caracterizado por que la unidad de control (60) está configurada para operar el cabezal de procesamiento para formar el saliente:

irradiando luz láser en la superficie de un lado para formar en la otra superficie lateral una porción sobresaliente (24) que sobresale desde la otra superficie lateral escaneando la luz láser en una primera dirección (52a); y generando un flujo de fusión de metal hacia la parte superior de la porción sobresaliente formada mediante el escaneado de luz láser, a partir de una porción de extremo inicial (54) del escaneado de la luz láser en la primera dirección, en una segunda dirección (52b) opuesta a la primera dirección mientras se funde una parte de la porción sobresaliente para formar el saliente (25) que sobresale más lejos de la otra superficie lateral que la altura de la porción sobresaliente.

10. El dispositivo de soldadura por láser (10) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la unidad de control (60) está configurada además para establecer un tiempo para escanear la luz láser (51) para que sea al menos tan largo como el tiempo requerido para que una porción de extremo inicial del escaneado se solidifique para formar el saliente (25) cuando se forma el saliente de modo que un vértice de la porción sobresaliente (24) que se eleva en la otra superficie lateral (21b) permanece cuando se forma el saliente (25).