ES2901433T3 - Procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas con primer y segundo haces láser delantero y un haz láser trasero - Google Patents

Abstract

Procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas (2, 4), comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas: - proporcionar una primera lámina metálica (2) y una segunda lámina metálica (4), teniendo cada lámina metálica respectivamente dos caras principales (6, 7) y una cara lateral (8) que une las dos caras principales (6, 7); - posicionar las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) de manera que las caras laterales (8) de las mismas se enfrenten entre sí, definiendo el posicionamiento de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) un plano mediano (10) perpendicular a las caras principales (6, 7) de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4); y - soldar a tope las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) a lo largo de una dirección de soldadura, caracterizado porque la etapa de soldadura a tope comprende emitir simultáneamente: - un primer haz láser delantero (12) a lo largo de un primer eje emisor delantero (E1), intersecando el primer eje emisor delantero (E1) una de las caras principales (6, 7) de la primera lámina metálica (2), creando el primer haz láser delantero (12) un primer punto delantero (18) en la intersección con dicha cara principal de la primera lámina metálica (2), la densidad de energía del primer haz láser delantero (12) siendo mayor o igual a 106 W/cm2, generando el primer haz láser delantero (12) un primer ojo de cerradura delantero (19) en la primera lámina metálica (2) en el primer punto delantero (18); - un segundo haz láser delantero (14) a lo largo de un segundo eje emisor delantero (E2), intersecando el segundo eje emisor delantero (E2) una de las caras principales (6, 7) de la segunda lámina metálica, creando el segundo haz láser delantero (14) un segundo punto delantero (20) en la intersección con dicha cara principal de la segunda lámina metálica, la densidad de energía del segundo haz láser delantero (14) siendo mayor o igual a 106 W/cm2, generando el segundo haz láser delantero (14) un segundo ojo de cerradura delantero en la segunda lámina metálica (4) en el segundo punto delantero (20); el centro de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) estando situado a una distancia menor o igual a 2,5 mm de la cara lateral (8) de, respectivamente, la primera lámina metálica (2) y la segunda lámina metálica (4) y la distancia, tomada a lo largo de la dirección de la soldadura, entre los centros de los primer y segundo haces láser delanteros (12, 14) siendo menor o igual a 5 mm; y - un haz láser trasero (16), intersecando el haz láser trasero (16) las caras principales adyacentes (6, 7) de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) y creando un punto trasero (22) sobre las mismas, la densidad de energía del haz láser trasero (16) siendo mayor o igual a 106 W/cm2, el área de superficie del punto trasero (22) siendo mayor que el área de superficie de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20), generando el haz láser trasero (16) un ojo de cerradura trasero (23A) en las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) en el punto trasero (22); siendo los primer y segundo haces láser delanteros (12, 14) y el haz láser trasero (16) configurados de tal manera que: - los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) están situados frente al punto trasero (22); y de tal manera que: - en cada momento, una región de fase sólida (25) y/o una región de fase líquida (13, 23B) de las láminas metálicas (2, 4) permanece entre el primer ojo de cerradura delantero (19) y el ojo de cerradura trasero (23A) y entre el segundo ojo de cerradura delantero y el ojo de cerradura trasero (23A).

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas con primer y segundo haces láser delantero y un haz láser trasero

[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas.

[0002] Las láminas metálicas utilizadas para la soldadura generalmente se obtienen cortando tiras metálicas o láminas metálicas más grandes utilizando procedimientos de corte tales como corte longitudinal, cizallamiento, corte a presión, corte por láser o corte por chorro de agua.

[0003] Estos procedimientos de corte típicamente crean un perfil de borde con un ángulo de relieve o incidencia, lo que da como resultado un espacio entre las láminas metálicas cuando estas láminas metálicas están dispuestas de borde a borde en vista de la soldadura a tope. Este espacio puede resultar en la ausencia de contacto en toda la longitud del borde sobre al menos una porción del espesor de las láminas metálicas o en ausencia de contacto solo en algunos puntos de los bordes enfrentados de las láminas metálicas. Este espacio inicial puede ensancharse aún más debido a las deformaciones de las láminas metálicas resultantes de las tensiones térmicas durante el procedimiento de soldadura en sí.

[0004] En algunos casos, por ejemplo, si se va a agregar un material de soldadura al baño de soldadura, puede ser deseable además imponer y mantener un espacio de soldadura mínimo entre las láminas. En este caso, el espacio de soldadura típicamente se extiende sobre todo el espesor y la longitud de los bordes enfrentados de las láminas metálicas, de modo que no hay contacto entre las dos láminas metálicas que se van a soldar entre sí.

[0005] El inventor de la presente invención ha descubierto que los procedimientos de soldadura láser convencionales que utilizan un haz láser estándar no son completamente satisfactorios para soldar a tope dichas láminas metálicas debido a la presencia de este espacio entre las láminas metálicas. De hecho, una parte importante de la energía del haz láser se desperdicia ya que pasa a través del espacio y, por lo tanto, no interactúa con las láminas. De hecho, el inventor ha observado que, típicamente, solo del 10 % al 20 % de la energía del haz láser se utiliza realmente para soldar las láminas, mientras que el 80 al 90 % restante se desperdicia.

[0006] El documento WO 2017/103149 se refiere al problema de obtener una junta de soldadura que tiene propiedades de material uniformes entre dos láminas metálicas que tienen un prerrecubrimiento de aleación de cinc o de aleación de aluminio. Con este fin, el documento WO 2017/103149 describe un procedimiento de soldadura láser a tope de dos de dichas láminas metálicas utilizando un alambre de relleno y tres haces láser, un primer haz láser siendo destinado a fundir el alambre de relleno, y dos haces láser adicionales siendo destinados a fundir las láminas metálicas y a mezclar el grupo de soldadura creado. Como se puede observar en la Figura 1c, los tres haces láser cooperan para formar un único grupo de soldadura con el fin de obtener una buena mezcla de los materiales en el grupo de soldadura único, utilizando el efecto Gibbs-Marangoni. Sin embargo, este procedimiento no es totalmente satisfactorio. En particular, tiene una eficiencia energética relativamente baja y, por lo tanto, no está adaptado para soldar dos láminas metálicas que tienen un espacio entre ellas.

[0007] La soldadura fuerte láser también es conocida por unir dos láminas metálicas entre sí. Sin embargo, este procedimiento de unión no está adaptado para obtener, en el área de unión, propiedades mecánicas que son al menos iguales a las propiedades mecánicas del material base.

[0008] El documento JP2003340582A (base para el preámbulo de la reivindicación 1) describe un ejemplo de procedimiento para soldar con láser dos láminas metálicas; El documento WO2016/025701A1 describe un ejemplo de sistema de láser de haces múltiples configurado para suministrar tres haces láser de salida; y el documento DE102015112537A1 describe un ejemplo de sistema de láser para soldadura.

[0009] Uno de los objetivos de la invención es superar los inconvenientes anteriores proponiendo un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas dispuestas de borde a borde que resulta en una calidad mejorada del producto final.

[0010] Con este fin, la invención se refiere a un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas según la reivindicación 1.

[0011] Según las realizaciones específicas, el procedimiento según la invención puede ser según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 28.

[0012] Otros aspectos y ventajas de la invención resultarán evidentes después de leer la siguiente descripción, dada a modo de ejemplo y hecha en referencia a los dibujos adjuntos, donde:

- la figura 1 es una vista esquemática en sección de dos láminas metálicas colocadas según una primera realización del procedimiento para soldar a tope dos láminas metálicas;

- la figura 2 es una vista superior esquemática de las dos láminas metálicas de la figura 1 durante la etapa de soldadura a tope del procedimiento según la primera realización;

- la figura 3 es una sección esquemática de una de las dos láminas metálicas de la figura 2, según el plano MI-MI de la figura 2, y

- las figuras 4 a 8 son vistas superiores esquemáticas de dos láminas metálicas durante la etapa de soldadura a tope de un procedimiento para soldar a tope dos láminas metálicas según, respectivamente, una segunda, una tercera, una cuarta, una quinta y una sexta realización.

[0013] Se describirá un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas 2, 4 según una primera realización de la invención a la vista de las figuras 1 a 3.

[0014] El procedimiento comprende una etapa de proporcionar una primera lámina metálica 2 y una segunda lámina metálica 4.

[0015] Cada lámina metálica 2, 4 tiene respectivamente dos caras principales 6, 7 y una cara lateral 8 que une las dos caras principales 6, 7.

[0016] Las caras principales 6, 7 son una cara superior 6 y una cara inferior 7. Los términos "superior" e "inferior" se refieren a un eje perpendicular a dichas caras principales 6, 7.

[0017] La cara lateral 8 de cada lámina metálica 2, 4 se extiende, por ejemplo, perpendicularmente a las caras principales 6, 7 de la lámina metálica 2, 4. Alternativamente, la cara lateral 8 de al menos una lámina metálica 2, 4 no se extiende perpendicular a las caras principales 6, 7. Por ejemplo, la cara lateral 8 de al menos una lámina metálica 2, 4 está inclinada con respecto a las caras principales 6, 7 de esta lámina metálica 2, 4 y forma con una de las caras principales 6, 7 un ángulo distinto de 90°, y por ejemplo, un ángulo mayor o igual a 45°, más particularmente mayor o igual a 60°.

[0018] La primera lámina metálica 2 y la segunda lámina metálica 4 tienen respectivamente un espesor comprendido entre 0,15 mm y 5 mm. Por "espesor de una lámina metálica" se entiende la distancia entre las caras principales 6, 7 de la lámina metálica 2, 4, tomada perpendicularmente a dichas caras principales 6, 7.

[0019] Preferentemente, la primera lámina metálica 2 y la segunda lámina metálica 4 tienen respectivamente un espesor constante. Alternativamente, al menos una de la primera lámina metálica 2 y la segunda lámina metálica 4 tiene un espesor variable.

[0020] La primera lámina metálica 2 y la segunda lámina metálica 4 tienen, por ejemplo, el mismo espesor. Alternativamente, tienen diferentes espesores.

[0021] La primera y/o la segunda láminas metálicas 2, 4 comprenden un sustrato de acero 9A.

[0022] El acero del sustrato 9A es más particularmente un acero que tiene una microestructura ferrito-perlítica.

[0023] Preferentemente, el sustrato 9A está fabricado de un acero destinado al tratamiento térmico, más particularmente un acero endurecido por presión y, por ejemplo, un acero de manganeso-boro, tal como un acero de tipo 22MnB5.

[0024] De manera alternativa, la microestructura del sustrato de acero 9A comprende bainita y/o ferrita y/o austenita retenida.

[0025] El sustrato se puede obtener, dependiendo de su espesor deseado, por laminado en caliente y/o por laminado en frío seguido de recocido, o por cualquier otro procedimiento apropiado.

[0026] La lámina 2, 4, por ejemplo, comprende un prerrecubrimiento 9B que contiene cinc o que contiene aluminio en al menos una de las caras principales del sustrato 9A y, por ejemplo, en ambas caras principales de este.

[0027] El procedimiento comprende además una etapa de posicionamiento de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 para la soldadura láser a tope.

[0028] Como se ilustra en la figura 1, el posicionamiento es tal que las caras laterales 8 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 se orientan entre sí.

[0029] En el ejemplo que se muestra en la figura 2, hay al menos una región de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 en la que las caras laterales 8 orientadas entre sí se colocan separadas entre sí. Alternativamente, las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 están, por ejemplo, en contacto sobre toda el área de sus caras laterales 8.

En otra alternativa, hay al menos una región de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 en la que las caras laterales 8 están en contacto entre sí solo sobre una porción de sus espesores.

[0030] Las caras principales 6, 7 se colocan sustancialmente paralelas entre sí. Por "sustancialmente paralelas", se quiere decir que las caras principales 6, 7 definen respectivamente un primer plano y un segundo plano, los primer y segundo planos definiendo un ángulo entre ellos de menos de 1°.

[0031] El posicionamiento define un plano mediano 10 perpendicular a las caras principales 6, 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4. El plano mediano 10 es, en particular, un plano mediano entre las caras laterales 8. El plano mediano 10 es preferentemente vertical.

[0032] El procedimiento comprende a continuación una etapa de soldadura a tope de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 a lo largo de una dirección de soldadura. La dirección de la soldadura en particular se extiende a lo largo del plano mediano 10. En la figura 2, la flecha 11 indica la dirección de la soldadura.

[0033] Esta etapa de soldadura a tope comprende emitir simultáneamente un primer haz láser delantero 12, un segundo haz láser delantero 14 y un haz láser trasero 16.

[0034] Los haces láser 12, 14, 16 son, por ejemplo, producidos por láseres de CO2, un láser de YAG-Nd, un láser de fibra, un láser de disco o un láser de diodo directo. Los diferentes haces láser 12, 14 y 16 pueden producirse mediante el mismo tipo de láser o mediante diferentes tipos de láseres.

[0035] En una realización, el primer haz láser delantero 12 y el segundo haz láser delantero 14 y/o el haz láser trasero 16 son generados por un cabezal de láser común.

[0036] Según una alternativa, cada haz láser 12, 14, 16 es creado por un cabezal de láser dedicado.

[0037] Como alternativa adicional, dos haces láser, por ejemplo, dos haces láser delanteros 12, 14, se crean mediante un cabezal de láser común y el tercer haz láser, por ejemplo, el haz láser trasero 16, se crea mediante un cabezal de láser diferente.

[0038] La dirección de la soldadura resulta de un desplazamiento relativo entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 y los haces láser 12, 14 y 16.

[0039] El primer haz láser delantero 12 se emite a lo largo de un primer eje emisor delantero E1. El primer eje emisor delantero E1 interseca una de las caras principales 6, 7 de la primera lámina metálica 2. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, dicha cara principal es una cara superior 6 de la primera lámina metálica 2. Alternativamente, dicha cara principal es una cara inferior 7 de la primera lámina metálica 2.

[0040] Por ejemplo, el primer eje emisor delantero E1 se extiende perpendicular a las caras principales 6, 7 de la primera lámina metálica 2.

[0041] Tal como se ilustra en la figura 2, el primer haz láser delantero 12 crea un primer punto delantero 18 en la intersección con dicha cara principal 6, 7 de la primera lámina metálica 2.

[0042] En particular, el primer haz láser delantero 12 interseca dicha cara principal 6, 7 de la primera lámina metálica 2 sobre toda la sección transversal del primer haz láser delantero 12. Por lo tanto, toda la energía del primer haz láser delantero 12 se transmite a la primera lámina metálica 2.

[0043] La densidad de energía del primer haz láser delantero 12 es mayor o igual a 106W/cm2. Como resultado, el primer haz láser delantero 12 genera un primer ojo de cerradura delantero 19 en la primera lámina metálica 2 en el primer punto delantero 18 (véase la figura 3). En la figura 3, no se muestran los haces láser.

[0044] En este contexto, un ojo de cerradura es una cavidad que se extiende hacia el espesor de la lámina metálica y contiene material vaporizado resultante del impacto del haz láser con la lámina metálica. Un ojo de cerradura permite una transmisión directa de la energía del haz láser asociado en la lámina metálica.

[0045] Como se ilustra en la figura 3, durante la etapa de soldadura a tope, el primer haz láser delantero 12 crea un primer baño de fusión 13 en la ubicación del primer punto delantero 18.

[0046] El primer ojo de cerradura delantero 19 está rodeado por el primer baño de fusión 13.

[0047] Durante la etapa de soldadura a tope, la presión del vapor contenido dentro del primer ojo de cerradura delantero 19 evita que el material fundido del primer baño de fusión 13 se hunda en la cavidad formada por el ojo de cerradura.

[0048] En el ejemplo de la figura 3, el primer ojo de cerradura 19 se muestra como una cavidad cilindrica que se extiende perpendicular a las caras principales 6, 8 solo en aras de la simplicidad. En la práctica, el primer ojo de cerradura 19 puede estar inclinado con respecto a lo normal a las caras principales 6, 8 con un ángulo que es proporcional a la velocidad de soldadura. Además, el primer ojo de cerradura 19 puede tener una sección transversal variable a través del espesor de la lámina.

[0049] El segundo haz láser delantero 14 se emite a lo largo de un segundo eje emisor delantero E2.

[0050] El segundo eje emisor delantero E2 interseca una de las caras principales 6, 7 de la segunda lámina metálica 4. En el ejemplo ilustrado en la figura 2, dicha cara principal es una cara superior 6 de la segunda lámina metálica 4. Alternativamente, dicha cara principal es una cara inferior 7 de la segunda lámina metálica 4.

[0051] Por ejemplo, el segundo eje emisor delantero E2 se extiende perpendicular a las caras principales 6, 7 de la segunda lámina metálica 4.

[0052] El segundo haz láser delantero 14 crea un segundo punto delantero 20 en la intersección con dicha cara principal 6, 7 de la segunda lámina metálica 4.

[0053] En el ejemplo ilustrado en la figura 2, los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 se crean en las caras principales adyacentes 6, 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0054] "Caras principales adyacentes" se refieren a una cara principal de la primera lámina metálica 2 y una cara principal de la segunda lámina metálica 4 que están ubicadas en el mismo lado de las láminas metálicas 2, 4 con respecto a la dirección de emisión de los haces láser. Por lo tanto, los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 se crean, por ejemplo, en las caras superiores 6 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4, o en las caras inferiores 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0055] En particular, el segundo haz láser delantero 14 interseca dicha cara principal 6, 7 de la segunda lámina metálica 4 sobre toda la sección transversal del segundo haz láser delantero 14. Por lo tanto, toda la energía del segundo haz láser delantero 14 se transmite a la segunda lámina metálica 4.

[0056] La densidad de energía del segundo haz láser delantero 14 es mayor o igual a 106 W/cm2. Como resultado, el segundo haz láser delantero 14 genera un segundo ojo de cerradura delantero (no mostrado) en la segunda lámina metálica 4 en el segundo punto delantero 20.

[0057] Durante la etapa de soldadura a tope, el segundo haz láser delantero 14 crea un segundo baño de fusión en la ubicación del segundo punto delantero 20. El segundo baño de fusión rodea el segundo ojo de cerradura delantero.

[0058] Por ejemplo, el volumen del primer baño de fusión 13 se separa del volumen del segundo baño de fusión y, al menos en un momento o en cada momento de la etapa de soldadura a tope, el primer baño de fusión 13 y el segundo baño de fusión están separados entre sí.

[0059] Alternativamente, el volumen del primer baño de fusión 13 se separa del volumen del segundo baño de fusión y, al menos en un momento o en cada momento de la etapa de soldadura a tope, una región de fase sólida de las láminas metálicas 2, 4 permanece entre el primer baño de fusión 13 y el segundo baño de fusión.

[0060] Alternativamente, los primer y segundo baños de fusión se unen para formar un único baño de fusión, al menos en un momento de la etapa de soldadura a tope.

[0061] La mayor dimensión del primer y/o el segundo punto delantero 18, 20 está comprendida entre 50 pm y 250 pm. Por lo tanto, la energía de los haces láser 12, 14 se transmite a las láminas metálicas 2, 4 con una eficiencia muy alta. Además, estas dimensiones permiten generar el primer ojo de cerradura 19 y el segundo agujero de cerradura en las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 incluso con una entrada de energía comparativamente baja para los primer y segundo haces láser 14, 16.

[0062] El primer punto delantero 18 y/o el segundo punto delantero 20 tienen una distribución de energía gaussiana o de sombrero de copa y, preferentemente, un contorno circular.

[0063] La distancia, tomada a lo largo de la dirección de la soldadura, entre los centros de los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 es menor o igual a 5 mm.

[0064] En particular, en el procedimiento ilustrado en la figura 2, los centros de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 están alineados a lo largo de una dirección perpendicular a la dirección de la soldadura.

[0065] El centro de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 están ubicados a una distancia menor o igual a 2,5 mm de la cara lateral 8 de, respectivamente, la primera lámina metálica 2 y la segunda lámina metálica 4.

[0066] En particular, en el procedimiento ilustrado en la figura 2, los centros de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 están ubicados a una distancia igual del plano mediano 10 entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0067] Durante la soldadura a tope, los primer y segundos puntos delanteros 18, 20 están separados entre sí. En otras palabras, durante la soldadura a tope, los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 no se superponen.

[0068] El haz láser trasero 16 se emite a lo largo de un eje emisor trasero E3.

[0069] El haz láser trasero 16 interseca las caras principales adyacentes 6, 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4. Estas caras principales adyacentes 6, 7 intersecadas por el haz láser trasero 16 son, por ejemplo, las dos caras superiores 6 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 o las dos caras inferiores 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0070] Por ejemplo, el eje emisor trasero E3 se extiende perpendicular a las caras principales 6, 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0071] El haz láser trasero 16 crea un punto trasero 22 en dichas caras principales adyacentes 6, 7.

[0072] En el ejemplo ilustrado en la figura 2, el punto trasero 22 es creado en las mismas caras principales 6, 7 que aquellas en las que se crean los primer y segundo puntos delanteros 18, 20. Alternativamente, el punto trasero 22 es creado en diferentes caras principales 6, 7 que aquellas en las que se crean los primer y segundo puntos delanteros 18, 20.

[0073] La densidad de energía del haz láser trasero 16 es mayor o igual a 106 W/cm2 Como resultado, el haz láser trasero 16 genera un ojo de cerradura trasero 23A en las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 en el punto trasero 22 (véase la figura 3).

[0074] Tal como se ilustra en la figura 3, durante la etapa de soldadura a tope, el haz láser trasero 16 crea un baño de fusión trasero 23B en la ubicación del punto trasero 22. El baño de fusión trasero 23B rodea el ojo de cerradura trasero 23A.

[0075] En una realización, la energía del haz láser trasero 16 es mayor que la energía respectiva de los primer y segundo haces láser delanteros 14, 16. Por ejemplo, la energía del haz láser trasero 16 es al menos el doble de la energía respectiva de los primer y segundo haces láser delanteros 14, 16.

[0076] En el procedimiento según la primera realización, el punto trasero 22 tiene una distribución de energía gaussiana o de sombrero de copa.

[0077] En el ejemplo ilustrado en la figura 2, tiene un contorno circular.

[0078] Como se muestra, el punto trasero 22 está centrado en el plano mediano 10 entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0079] La mayor dimensión del punto trasero 22, por ejemplo, comprende entre 200 pm y 1800 pm, preferentemente entre 600 pm y 1200 pm.

[0080] Tal como se ilustra en la figura 2, el área de superficie del punto trasero 22 es mayor que el área de superficie de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20. El volumen del ojo de cerradura trasero 23A creado por el haz láser trasero 16 es mayor que el volumen de los primer y segundo ojos de cerradura delanteros respectivamente creados por los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14. Además, durante la soldadura a tope, el volumen del baño de fusión trasero 23B es mayor que el volumen de los primer y segundo baños de fusión respectivamente creados por los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14.

[0081] Durante la soldadura a tope, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 y el haz láser trasero 16 tienen un movimiento relativo con respecto a las primera y segunda láminas metálicas 2, 4, de modo que los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 y el punto trasero 22 se desplazan a lo largo de la dirección de soldadura con respecto a las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0082] Por ejemplo, los primer y segundo haces láser delantero 12, 14 y el haz de láser trasero 16 se mueven juntos mientras que las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 se fijan en su posición. Alternativamente, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 y el haz de láser trasero 16 se fijan en posición y las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 se mueven juntas.

[0083] La soldadura láser crea una junta de soldadura 24 en la unión de las dos láminas metálicas 2, 4. La dirección de soldadura se define como una dirección que se extiende a lo largo del plano mediano desde una región en la que la junta de soldadura 24 ya se ha creado hacia una región en la que las láminas 2, 4 aún no se han unido por la junta de soldadura 24.

[0084] Los primer y segundo haces láser 12, 14 y el haz láser trasero 16 están configurados de tal manera que los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 se ubican frente al punto trasero 22.

[0085] En este contexto, "frente a" significa frente a en relación con la dirección de la soldadura. Por lo tanto, el punto trasero 22 se ubica entre los puntos delanteros 18, 20 y la junta de soldadura 24 a lo largo de la dirección de soldadura. En otras palabras, durante la etapa de soldadura a tope, una región dada de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 centradas en el plano mediano 10 siempre se interseca primero por los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 y a continuación, más tarde, se interseca por el punto trasero 22.

[0086] Durante la soldadura a tope, el punto trasero 22 está separado de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20. En otras palabras, durante la soldadura a tope, el punto trasero 22 no se superpone a cada uno de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20.

[0087] Durante la soldadura a tope, el ojo de cerradura trasero 23A está separado del primer ojo de cerradura delantero 19 y del segundo ojo de cerradura delantero. En otros términos, durante la soldadura a tope, el ojo de cerradura trasero 23A no se superpone a cada uno de los primer y segundo ojos de cerradura delanteros.

[0088] Por ejemplo, la disposición geométrica relativa de los ojos de cerradura durante la soldadura a tope se puede controlar mediante la visualización de la zona de interacción láser-material a través de un sensor de visión 2D. Con un sensor de visión 2D infrarrojo, se puede establecer un mapa de temperatura 2D de la zona de interacción. En particular, se identifican claramente los ojos de cerradura, los baños de fusión y las regiones de fase sólida. De manera alternativa o adicional, es posible visualizar las formas de los ojos de cerradura con un sensor de visión pura 2D, iluminando la zona de interacción láser-material con una longitud de onda de luz dedicada, diferente del láser de soldadura, y utilizando el filtro de banda de paso correspondiente frente al sensor de visión.

[0089] Los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 y el haz láser trasero 16 están configurados de tal manera que, en cada momento durante la etapa de soldadura a tope, una región de fase sólida 25 y/o una región de fase líquida 13, 23B de las láminas metálicas 2, 4 permanece entre el primer ojo de cerradura delantero 19 y el ojo de cerradura trasero 23A y entre el segundo ojo de cerradura delantero y el ojo de cerradura trasero 23A.

[0090] Más particularmente, las dimensiones de los puntos 18, 20, 22, las distancias entre los puntos 18, 20, 22, las velocidades de desplazamiento relativas entre los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 y del haz láser trasero 16 y las láminas metálicas 2, 4, y las densidades de potencia de los haces 12, 14, 16 están configuradas de manera que, en cada momento durante la etapa de soldadura a tope, una región de fase sólida 25 y/o una región de fase líquida 13, 23B de las láminas metálicas 2, 4 permanece entre el primer ojo de cerradura delantero 19 y el ojo de cerradura trasero 23A y entre el segundo ojo de cerradura delantero y el ojo de cerradura trasero 23A.

[0091] En el ejemplo que se muestra en la figura 3, una región de fase sólida 25 y una región de fase líquida 13, 23B de las láminas metálicas 2, 4 permanece entre el primer ojo de cerradura delantero 19 y el ojo de cerradura trasero 23A y entre el segundo ojo de cerradura delantero y el ojo de cerradura trasero 23A. De manera alternativa, solo una región de fase líquida 13, 23B de las láminas metálicas 2, 4 permanece entre el primer ojo de cerradura delantero 19 y el ojo de cerradura trasero 23A y entre el segundo ojo de cerradura delantero y el ojo de cerradura trasero 23A.

[0092] En una realización, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 y el haz láser trasero 16 están configurados de tal manera que, en cada momento durante la etapa de soldadura a tope, el volumen del baño de fusión creado por los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 está separado del volumen del baño de fusión creado por el haz láser trasero 16. Esta realización disminuye la variabilidad de la soldadura y facilita la simulación numérica de la misma, en comparación con el caso en el que se forma un único grupo de fusión mediante los haces láser delanteros y el haz láser trasero.

[0093] El centro del punto trasero 22 se extiende a una distancia, tomada a lo largo de la dirección de la soldadura, comprendida entre 0,5 mm y 8 mm desde el centro del punto trasero entre los primer y segundo puntos delanteros 18, 20. Esta distancia está comprendida preferentemente entre 1 mm y 5 mm.

[0094] Las velocidades de desplazamiento de los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 y del haz láser trasero 16 son preferentemente idénticas y están comprendidas entre 2 m/min y 20 m/min, preferentemente entre 4 m/min y 12 m/min.

[0095] A continuación se detallarán ejemplos de dimensiones de puntos, distancias entre los puntos, velocidades de desplazamiento relativas de los puntos en las láminas metálicas 2, 4 y densidades de potencia de los haces.

[0096] Según un primer ejemplo:

- las primera y segunda láminas metálicas 2, 4, respectivamente, tienen un espesor de 1 mm y se colocan de manera que estén en contacto entre sí a lo largo de la dirección de la soldadura o de manera que estén separadas entre sí por una distancia inferior a 80 pm;

- los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 tienen respectivamente un diámetro igual a 150 pm y una energía de 500 W, los primer y segundos puntos delanteros 18, 20 siendo producidos por un cabezal de soldadura láser común, este cabezal de soldadura láser común siendo alimentado por un generador de láser de disco que tiene una potencia de 1 kW y una longitud de onda de 1 pm;

- el punto trasero 22 tiene un diámetro igual a 600 pm y una energía de 4 kW, el punto trasero 22 está producido por un cabezal de soldadura láser dedicado, este cabezal de soldadura láser dedicado siendo alimentado por un láser YAG que tiene una potencia de 4 kW y una longitud de onda de 1 pm;

- los puntos delanteros 18, 20 y el punto trasero 22 están dispuestos en un triángulo equilátero, de modo que el triángulo equilátero tiene una longitud lateral de 1,2 mm, el punto trasero 22 estando centrado en el plano mediano y los puntos delanteros 18, 20 estando ubicados a una distancia igual del plano mediano, y;

- la velocidad de soldadura es de 16 m/min.

[0097] Según un segundo ejemplo:

- las primera y segunda láminas metálicas 2, 4, respectivamente, tienen un espesor de 1 mm y se colocan de manera que estén en contacto entre sí a lo largo de la dirección de la soldadura o de manera que estén separadas entre sí por una distancia inferior a 80 pm;

- los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 tienen respectivamente un diámetro igual a 150 pm y una energía de 500 W, los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 son producidos por un cabezal de soldadura láser común, este cabezal de soldadura láser común siendo alimentado por un láser de disco que tiene una potencia de 1000 W y una longitud de onda de 1 pm;

- el punto trasero 22 tiene un diámetro igual a 600 pm y una energía de 4 kW, el punto trasero 22 está producido por un cabezal de soldadura láser dedicado, este cabezal de soldadura láser dedicado siendo alimentado por un láser YAG que tiene una potencia de 4 kW y una longitud de onda de 1 pm;

- los puntos delanteros 18, 20 estando ubicados a una distancia igual del plano mediano y estando distantes de 0,6 mm, el punto trasero 22 estando centrado en el plano mediano y ubicado a una distancia de 1.2 mm detrás de los puntos delanteros 18, 20, y;

- la velocidad de soldadura es de 16 m/min.

[0098] En el procedimiento para la soldadura láser a tope de las dos láminas metálicas 2, 4 según la invención, los primer y segundo ojos de cerradura delanteros tienen una relación de forma alta, la relación de forma siendo define como la relación de la altura del ojo de cerradura en el diámetro del ojo de cerradura. Un ojo de cerradura con una relación de forma alta absorbe un máximo de la energía del haz láser mediante múltiples reflejos del haz láser en el ojo de cerradura.

[0099] En particular, tener una región de fase sólida 25 y/o una región de fase líquida 13, 23B entre los ojos de cerradura evita que los primer y segundo ojos de cerradura delanteros se abran hacia el interior del ojo de cerradura trasero 23A. Dicha comunicación entre los ojos de cerradura delanteros y traseros daría como resultado una alta disminución de las relaciones de forma respectivas de los ojos de cerradura delanteros y, por lo tanto, afectaría la eficiencia energética de la etapa de soldadura a tope.

[0100] Además, durante la soldadura a tope, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14, respectivamente, precalientan las áreas consideradas de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 antes de que estas áreas se fundan por el punto trasero 22.

[0101] Este precalentamiento es ventajoso, ya que aumenta la eficiencia energética de la soldadura a tope. Además, también resulta en un alargamiento del baño de fusión posterior 23B. El alargamiento del baño de fusión posterior 23B mejora la geometría de la junta de soldadura 24 y aumenta el límite de velocidad de la soldadura a tope.

[0102] Además, en el caso donde hay un recubrimiento presente en las láminas de acero 2, 4, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 actúan sobre el recubrimiento de las siguientes maneras: los recubrimientos con una temperatura de vaporización baja, tal como un recubrimiento a base de cinc, se vaporizan por la acción de los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14, mientras que el recubrimiento con temperatura de vaporización alta, tal como los recubrimientos a base de aluminio, y por ejemplo, los recubrimientos de aluminio-silicio se funden previamente y se incorporan parcialmente en la zona de fusión.

[0103] Las densidades de energía respectivas de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 permiten un precalentamiento muy eficiente de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4. Esta eficiencia se debe a los primer y segundo ojos de cerradura delanteros que tienen una alta relación de forma.

[0104] Por otra parte, durante la soldadura a tope, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 tienden a disminuir el espacio entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4. Más precisamente, el ancho del espacio entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 disminuye debido a la expansión térmica del sustrato de acero 9A, así como a las fuerzas de tensión superficial en las caras laterales 8, que tienden a curvar el perfil de borde de las caras laterales 8 y a moverlo más cerca del plano mediano 10. Esta disminución en el ancho del espacio da como resultado una mejora de la eficiencia energética del haz láser trasero 16.

[0105] En una alternativa del procedimiento según la primera realización, los centros de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 están dispuestos a una distancia entre sí a lo largo de la dirección de la soldadura.

[0106] En otra alternativa del procedimiento según la primera realización, el procedimiento comprende proporcionar un material de soldadura, por ejemplo, un alambre o polvo de soldadura, durante la etapa de soldadura a tope.

[0107] El material de soldadura se proporciona al haz láser trasero 16, preferentemente al insertarse entre los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14. Alternativamente, el material de soldadura añadido podría proporcionarse lateralmente o en la ubicación posterior del haz láser trasero 16.

[0108] La inserción del material de soldadura entre los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 se facilita en el caso en que los centros de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 se disponen a una distancia entre sí a lo largo de la dirección de la soldadura.

[0109] En el caso donde el material de soldadura es un alambre de soldadura, el alambre se inserta, por ejemplo, entre los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 sustancialmente paralelos con respecto al plano mediano 10.

[0110] Cuando se inserta entre los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14, el material de soldadura se precalienta mediante los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14. Cuando el material de soldadura se inserta entre los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14, menos del 20% del volumen del material de soldadura es fundido por estos haces láser 12, 14. Preferentemente, los primer y segundo haces láser delanteros 12, 14 no funden el material de soldadura cuando el material de soldadura se inserta entre ellos.

[0111] En esta alternativa, el alargamiento del baño de fusión posterior 23B debido al precalentamiento de las láminas metálicas 2, 4 por los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 contribuye a mejorar la mezcla del material de soldadura con el material de las láminas metálicas 2, 4.

[0112] De manera alternativa al procedimiento según la primera realización, los centros de los primer y segundo puntos delanteros 18, 20 se ubican a diferentes distancias del plano mediano 10.

[0113] En una alternativa adicional del procedimiento según la primera realización, el centro del punto trasero 22 está desplazado lateralmente con respecto al plano mediano 10 entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4. Esta alternativa es particularmente adecuada cuando las láminas metálicas 2, 4 tienen diferentes espesores.

[0114] Según otra alternativa del procedimiento según la primera realización, el punto trasero 22 tiene un contorno exterior alargado, por ejemplo, un contorno oblongo, un contorno elíptico, un contorno rectangular, un contorno de lágrima o un contorno ovoide. Los contornos oblongos, de lágrima y ovoides se describirán respectivamente con mayor detalle con referencia a las figuras 5, 6, 7.

[0115] Se describirá un procedimiento para soldar con láser a tope dos láminas metálicas 2, 4 según una segunda realización en vista de la figura 4.

[0116] Este procedimiento difiere del procedimiento según la primera realización en que el punto trasero 22 tiene forma de anillo.

[0117] La energía del haz láser trasero 16 se concentra principalmente en una parte anular externa más que en su parte central. Tal forma hace que sea más fácil alcanzar una densidad de energía de 106 W/cm2.

[0118] En particular, por "en forma de anillo" se entiende que el punto trasero 22 tiene un contorno exterior 26 y un contorno interior 28. El contorno interno 28 es sustancialmente homotético al contorno externo 26.

[0119] En particular, el punto trasero 22 es simétrico con respecto a un plano paralelo al plano mediano 10 entre las dos láminas metálicas 2, 4.

[0120] Como se ilustra en la figura 4, el punto trasero 22 es circular. Más precisamente, el contorno exterior 26 y el contorno interior 28 del punto trasero 22 son circulares.

[0121] La mayor dimensión exterior del punto trasero 22 está comprendida entre 200 pm y 1800 pm, preferentemente entre 600 pm y 1200 pm. En el procedimiento según la segunda realización, la mayor dimensión exterior del punto trasero 22 corresponde al diámetro de su contorno exterior 26.

[0122] La relación de la mayor dimensión externa por la mayor dimensión interna del punto trasero 22 se comprende entre 1,2 y 3,2, preferentemente entre 1,3 y 2. En el segundo procedimiento, la mayor dimensión interna del punto trasero 22 corresponde al diámetro de su contorno interno 28.

[0123] Como se ilustra en la figura 4, al menos una porción del contorno interno 28 interseca respectivamente las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0124] La forma anular del haz láser trasero 16 resulta en un aumento de la eficiencia energética del procedimiento, ya que la porción de la energía del haz láser trasero 16 que se desperdicia al pasar en el espacio entre las caras laterales 8 se reduce.

[0125] Se describirá un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas 2, 4 según una tercera realización en vista de la figura 5.

[0126] Este procedimiento según una tercera realización difiere del procedimiento según una segunda realización en que el punto trasero 22 tiene una forma alargada, a lo largo de una dirección de alargamiento paralela a la dirección de soldadura. En este caso, una dimensión externa del punto trasero 22, tomada perpendicularmente a la dirección de la soldadura, es menor que una dimensión externa del punto trasero 22, tomada paralelamente a la dirección de la soldadura.

[0127] En el ejemplo ilustrado en la figura 5, el punto trasero 22 tiene una forma oblonga. Más precisamente, el contorno exterior 26 y el contorno interior 28 del punto trasero 22 tienen forma oblonga en el caso de un punto trasero en forma de anillo 22

[0128] La forma alargada mejora el flujo de material fundido detrás del punto trasero 22, siendo el flujo menos turbulento. Por lo tanto, la forma alargada mejora aún más la geometría de la junta de soldadura 24 y aumenta el límite de velocidad de la soldadura a tope.

[0129] Según una alternativa, el punto trasero 22 tiene una forma elíptica. Más precisamente, el contorno exterior 26 y el contorno interior 28 del punto trasero 22 son elípticos en el caso de un punto trasero en forma de anillo 22.

[0130] Según otra alternativa, el punto trasero 22 tiene un contorno rectangular. Más precisamente, el contorno exterior 26 y el contorno interior 28 del punto trasero 22 son rectangulares en el caso de un punto trasero en forma de anillo 22.

[0131] Un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas 2, 4 según una cuarta realización se describirá en vista de la figura 6.

[0132] El procedimiento según la cuarta realización difiere del procedimiento según la tercera realización en que el punto trasero 22 tiene una forma de lágrima.

[0133] Más precisamente, el contorno exterior 26 y el contorno interior 28 del punto trasero 22 tienen forma de lágrima en el caso de un punto trasero en forma de anillo 22.

[0134] Más particularmente, como se puede ver en la figura 6, cada uno de los contornos exterior e interior 26, 28 tiene un extremo puntiagudo 30 opuesto a un borde redondeado 32.

[0135] Tal como se ilustra en la figura 6, el extremo puntiagudo 30 se ubica detrás del borde redondeado 32 a lo largo de la dirección de la soldadura.

[0136] El extremo puntiagudo 30 se centra en el plano mediano 10.

[0137] Una forma de lágrima mejora aún más el flujo de material fundido detrás del punto trasero 22.

[0138] Un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas 2, 4 según una quinta realización se describirá en vista de la figura 7.

[0139] El procedimiento según la quinta realización difiere del procedimiento según la tercera realización en que el punto trasero 22 tiene una forma ovoide.

[0140] Un procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas 2, 4 según una sexta realización se describirá en vista de la figura 8.

[0141] El procedimiento según la sexta realización difiere del procedimiento según la tercera realización en que comprende además emitir un haz láser trasero secundario 34, simultáneamente con la etapa de emitir el primer haz láser delantero 12, el segundo haz láser delantero 14 y el haz láser trasero 16.

[0142] El haz láser trasero secundario 34 se emite a lo largo de un eje emisor trasero secundario E4.

[0143] El haz láser trasero secundario 34 interseca las caras principales adyacentes 6, 7 de las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0144] El haz láser trasero secundario 34 crea un punto trasero secundario 36 en dichas caras principales adyacentes 6, 7.

[0145] En el ejemplo ilustrado en la figura 8, el punto trasero secundario 36 se crea en las mismas caras principales 6, 7 que aquellas en las que se crea el punto trasero 22. Alternativamente, el punto trasero secundario 36 se crea en diferentes caras principales 6, 7 que aquellas en las que se crea el punto trasero 22.

[0146] La densidad de energía del haz láser trasero secundario 34 es preferentemente mayor o igual a 106 W/cm2 Como resultado, el haz láser trasero secundario 34 genera un ojo de cerradura trasero secundario en las primera y segunda láminas metálicas 2, 4 en el punto trasero secundario 36.

[0147] Alternativamente, la densidad de energía del haz láser trasero secundario 34 es inferior a 106 W/cm2, por lo tanto, produce un calentamiento sin ojo de cerradura que mejora la regularidad de la junta de soldadura 24.

[0148] El punto trasero secundario 36 es simétrico con respecto a un plano paralelo al plano mediano 10 entre las dos láminas metálicas 2, 4.

[0149] En particular, el punto trasero secundario 36 es circular. Más precisamente, el contorno exterior 38 y el contorno interior 40 del punto trasero secundario 36 son circulares.

[0150] La mayor dimensión externa del punto trasero 22 es mayor que la mayor dimensión externa del punto trasero secundario 36.

[0151] La mayor dimensión del punto trasero secundario 36 está, por ejemplo, comprendida entre 100 pm y 1300 pm, preferentemente entre 300 pm y 1000 pm.

[0152] En el ejemplo de la figura 8, el punto trasero secundario 36 se centra en el plano mediano 10.

[0153] Durante la soldadura a tope, el haz láser trasero secundario 34 se configura de tal manera que el punto trasero secundario 36 se ubica detrás del punto trasero 22, a lo largo de la dirección de la soldadura. El punto trasero secundario 36 se ubica, en particular, entre el punto trasero 22 y la junta de soldadura 24 a lo largo de la dirección de la soldadura.

[0154] Durante la etapa de soldadura a tope, el haz láser trasero secundario 34 crea un baño de fusión trasero secundario, el baño de fusión posterior secundario siendo creado en particular en la ubicación del punto trasero secundario 36.

[0155] Por ejemplo, el baño de fusión trasero 23B y el baño de fusión trasero secundario se unen. Alternativamente, el volumen del baño de fusión trasero 23B se separa del volumen del baño de fusión trasero secundario, y en cada momento de la etapa de soldadura a tope, una región de fase sólida de las láminas metálicas 2, 4 permanece entre el baño de fusión trasero 23B y el baño de fusión trasero secundario.

[0156] En el ejemplo ilustrado en la figura 8, el punto trasero secundario 36 tiene forma de anillo. El punto trasero secundario 36 en particular tiene un contorno exterior 38 y un contorno interior 40. El contorno interno 40 del punto trasero secundario 36 es sensiblemente homotético al contorno externo 38 del punto trasero secundario 36.

[0157] Según una alternativa, el punto trasero secundario 36 tiene una distribución de energía gaussiana o de sombrero de copa.

[0158] Según otra alternativa, el punto trasero secundario 36 tiene una forma alargada, por ejemplo, una forma oblonga, una forma ovoide, una forma rectangular o una forma de lágrima.

[0159] En una alternativa adicional, el centro del punto trasero secundario 36 está desplazado lateralmente con respecto al plano mediano 10 entre las primera y segunda láminas metálicas 2, 4.

[0160] Gracias a las características descritas anteriormente, el procedimiento de soldadura a tope según la invención permite soldar láminas metálicas 2, 4 con una buena eficiencia energética incluso si las láminas metálicas están posicionadas con un espacio importante entre ellas.

Claims (28)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de soldadura láser a tope de dos láminas metálicas (2, 4), comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas:

- proporcionar una primera lámina metálica (2) y una segunda lámina metálica (4), teniendo cada lámina metálica respectivamente dos caras principales (6, 7) y una cara lateral (8) que une las dos caras principales (6, 7);

- posicionar las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) de manera que las caras laterales (8) de las mismas se enfrenten entre sí, definiendo el posicionamiento de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) un plano mediano (10) perpendicular a las caras principales (6, 7) de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4); y - soldar a tope las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) a lo largo de una dirección de soldadura, caracterizado porque la etapa de soldadura a tope comprende emitir simultáneamente:

- un primer haz láser delantero (12) a lo largo de un primer eje emisor delantero (E1), intersecando el primer eje emisor delantero (E1) una de las caras principales (6, 7) de la primera lámina metálica (2), creando el primer haz láser delantero (12) un primer punto delantero (18) en la intersección con dicha cara principal de la primera lámina metálica (2), la densidad de energía del primer haz láser delantero (12) siendo mayor o igual a 106 W/cm2, generando el primer haz láser delantero (12) un primer ojo de cerradura delantero (19) en la primera lámina metálica (2) en el primer punto delantero (18);

- un segundo haz láser delantero (14) a lo largo de un segundo eje emisor delantero (E2), intersecando el segundo eje emisor delantero (E2) una de las caras principales (6, 7) de la segunda lámina metálica, creando el segundo haz láser delantero (14) un segundo punto delantero (20) en la intersección con dicha cara principal de la segunda lámina metálica, la densidad de energía del segundo haz láser delantero (14) siendo mayor o igual a 106 W/cm2, generando el segundo haz láser delantero (14) un segundo ojo de cerradura delantero en la segunda lámina metálica (4) en el segundo punto delantero (20);

el centro de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) estando situado a una distancia menor o igual a 2,5 mm de la cara lateral (8) de, respectivamente, la primera lámina metálica (2) y la segunda lámina metálica (4) y la distancia, tomada a lo largo de la dirección de la soldadura, entre los centros de los primer y segundo haces láser delanteros (12, 14) siendo menor o igual a 5 mm; y

- un haz láser trasero (16), intersecando el haz láser trasero (16) las caras principales adyacentes (6, 7) de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) y creando un punto trasero (22) sobre las mismas, la densidad de energía del haz láser trasero (16) siendo mayor o igual a 106 W/cm2, el área de superficie del punto trasero (22) siendo mayor que el área de superficie de cada uno de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20), generando el haz láser trasero (16) un ojo de cerradura trasero (23A) en las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) en el punto trasero (22);

siendo los primer y segundo haces láser delanteros (12, 14) y el haz láser trasero (16) configurados de tal manera que:

- los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) están situados frente al punto trasero (22); y de tal manera que: - en cada momento, una región de fase sólida (25) y/o una región de fase líquida (13, 23B) de las láminas metálicas (2, 4) permanece entre el primer ojo de cerradura delantero (19) y el ojo de cerradura trasero (23A) y entre el segundo ojo de cerradura delantero y el ojo de cerradura trasero (23A).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde, en cada momento de la etapa de soldadura a tope, el volumen del baño de fusión creado por los primer y segundo haces láser delanteros (12, 14) está separado del volumen del baño de fusión creado por el haz láser trasero (16).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde la mayor dimensión del primer y/o del segundo punto delantero está comprendida entre 50 pm y 250 pm.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde la mayor dimensión del punto trasero (22) está comprendida entre 200 pm y 1800 pm, preferentemente entre 600 pm y 1200 pm.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la primera lámina metálica (2) y la segunda lámina metálica (4) tienen respectivamente un espesor comprendido entre 0,15 mm y 5 mm.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde los centros de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) están situados a una distancia igual del plano mediano (10) entre las primera y segunda láminas metálicas (2, 4).

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde los centros de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) están alineados a lo largo de una dirección perpendicular a la dirección de soldadura.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde los centros de los primer y segundo puntos delanteros (18, 20) están dispuestos a una distancia entre sí a lo largo de la dirección de la soldadura.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el punto trasero (22) está centrado en el plano mediano (10) entre las primera y segunda láminas metálicas (2, 4).

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde el centro del punto trasero (22) está desplazado lateralmente con respecto al plano mediano (10) entre las primera y segunda láminas metálicas (2, 4).

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde el centro del punto trasero (22) se extiende a una distancia, tomada a lo largo de la dirección de la soldadura, comprendida entre 0,5 mm y 8 mm ^{desde el centro del punto posterior entre los primer y segundo puntos delanteros (}18 ^{, 20), y preferentemente a una} distancia comprendida entre 1 mm y 5 mm.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el primer punto delantero (18) y/o el segundo punto delantero tiene una distribución de energía gaussiana o de sombrero de copa y, preferentemente, un contorno circular.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el punto trasero (22) tiene una distribución de energía gaussiana o de sombrero de copa.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el punto trasero (22) tiene forma de anillo.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, donde una dimensión exterior del punto trasero (22) tomada perpendicularmente a la dirección de soldadura es menor que una dimensión exterior del punto trasero (22) tomada paralela a la dirección de soldadura.

16. Procedimiento según la reivindicación 14 o 15, donde el punto trasero (22) es simétrico respecto a un plano paralelo al plano mediano (10) entre las dos láminas metálicas (2, 4).

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, donde la mayor dimensión exterior del punto trasero (22) está comprendida entre 200 pm y 1800 pm, preferentemente entre 600 pm y 1200 pm.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, donde la relación de la mayor dimensión externa por la mayor dimensión interna del punto trasero (22) está comprendida entre 1,2 y 3,2, preferentemente entre 1,3 y 2.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, donde el punto trasero (22) tiene un contorno circular o una forma alargada, a lo largo de una dirección de alargamiento paralela a la dirección de soldadura.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, donde el procedimiento comprende además, simultáneamente con la etapa de emitir el primer haz láser delantero (12), el segundo haz láser delantero (14) y el haz láser trasero (16), emitir un haz láser trasero secundario (34), intersecando el haz láser trasero secundario (34) las caras principales adyacentes (6, 7) de las primera y segunda láminas metálicas (2, 4) y creando un punto trasero secundario (36) en las mismas, siendo el haz láser trasero secundario (34) configurado de tal manera que el punto trasero secundario (36) está ubicado detrás del punto trasero (22).

21. Procedimiento según la reivindicación 20, donde el punto trasero secundario (36) tiene forma de anillo o tiene una distribución de energía gaussiana o de sombrero de copa.

22. Procedimiento según las reivindicaciones 20 o 21, donde la mayor dimensión exterior del punto trasero (22) es mayor que la mayor dimensión exterior del punto trasero secundario (36).

23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, donde el procedimiento comprende además proporcionar un material de soldadura, por ejemplo, un alambre o polvo de soldadura, durante la etapa de soldadura a tope.

24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, donde la primera y/o la segunda lámina metálica (2, 4) comprende un sustrato de acero (9A) que tiene una aleación de prerrecubrimiento de aleación de cinc o de aleación de aluminio (9B) en al menos una de sus caras principales (6, 7).

25. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, donde el primer haz láser delantero (12), y/o el segundo haz láser delantero (14), y/o el haz láser trasero (16) son generados por un cabezal de láser común.

26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, donde cada haz láser es creado mediante un cabezal de láser dedicado.

27. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 26, donde el sustrato de acero (9A) de al menos una de la primera lámina metálica (2) o de la segunda lámina metálica (4) es un acero endurecido por presión.

28. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 27, donde la al menos una de la primera lámina metálica (2) o de la segunda lámina metálica (4) comprende un prerrecubrimiento que contiene cinc o que contiene aluminio.