JP2022001383A - Welded component arrangement and method for producing welded component arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも第1の部品と第2の部品とが溶接接続によって接続された溶接部品構成、少なくとも第1の部品と第2の部品とを溶接によって互いに接続するための方法、および溶接プロセスを実施するためのレーザ溶接機に関する。 The present invention relates to a welded part configuration in which at least the first part and the second part are connected by a weld connection, a method for connecting at least the first part and the second part to each other by welding, and a welding process. Regarding a laser welder for carrying out.
レーザ溶接では、基本的に様々な溶接継目形状があり、接続対象の部品およびまた位置決め精度に対する各溶接継目の要件は異なる。例えば、突合せ溶接継目があり、突合せ溶接継目では、2つの部品が1つの平面内に配置され、2つの部品間の間隙に対して垂直に溶接継手が形成される。さらに、いわゆる隅肉溶接継目も知られており、隅肉溶接継目では、部品は、例えば互いに直角に配置され、互いに直角に溶接される。また、重なり継手も知られており、重なり継手では、接続対象の部品が少なくとも部分的に重ねて配置され、重なり領域で、突合せ継手と同様に互いに垂直に接続される。しかしこの場合、基本的に、溶接プロセス時の位置決め精度に対する要件が非常に高い。これにより、部品を配置するときに適切な準備措置が行われ、溶接前に部品を正確に位置決めしなければならない。ずれが大きすぎる場合、例えば所望の突合せ継手での間隙が大きすぎる場合、これにより溶接継目の品質が低下する可能性がある。 In laser welding, there are basically various weld seam shapes, and the requirements of each weld seam for the parts to be connected and also the positioning accuracy are different. For example, there is a butt weld seam, in which the two parts are arranged in one plane and a welded joint is formed perpendicular to the gap between the two parts. Further, so-called fillet weld seams are also known, in which fillet weld seams are arranged, for example, at right angles to each other and welded at right angles to each other. Overlap joints are also known, in which the components to be connected are arranged at least partially overlapped and are connected perpendicularly to each other in the overlap region, similar to a butt joint. However, in this case, basically, the requirement for positioning accuracy during the welding process is very high. This ensures that proper preparatory measures are taken when placing the part and that the part must be accurately positioned before welding. If the misalignment is too large, for example if the gap in the desired butt joint is too large, this can reduce the quality of the weld seam.
これに対して、請求項1に記載の特徴を備える本発明による構成は、溶接継目を有する溶接接続を非常に簡単にかつ安価に実施することができるという利点を有する。特に、接続対象の部品の位置決め精度に対する要件はそれほど必要ない。それにより、溶接プロセス全体の時間を大幅に短縮することができる。これは、特に大量生産される部品の製造において重要な基準である。したがって、例えば突合せ溶接継目の作成時、本発明によれば、第1の部品と第2の部品との間の間隙を厳密に調整する必要がもはやなくなる。さらに、接続対象の部品が高さオフセットを有することも可能であり、本発明によれば、高さオフセットは溶接プロセスにもはや影響を及ぼさない。また、溶接継目の作成に関して、接続品質に関する欠点なく、例えばレーザビームまたは他の溶接装置の当射点に関するより大きな公差も可能にすることができる。特に、例えば、2つの接続対象の部品において、これらを機能面で互いに位置合わせし、次いで2つの部品を不一致の面にわたって固定することもできる。これは、特にソレノイドバルブの溶接接続の場合に使用することができる。これは、本発明によれば、構成が少なくとも第1および第2の部品ならびに溶接継目を有する溶接接続を含むことによって達成される。溶接継目は第1の部品を第2の部品に接続し、ここで、溶接継目は、第1の部品の表面に対して角度α<90°で形成される。これにより、接続する溶接継目は、第1の部品を通って第2の部品まで斜めに導入される。したがって、部品を通って延びる溶接継目は、特に部品の内部領域で部品を接続する。したがって、溶接継目は、部品の内部に達する直線的な主方向を有し、この主方向は、第1の部品の表面に対して鋭角αを成すようにされる。これにより、安価に、しかし十分に確実に少なくとも2つの部品を接続することができる。
On the other hand, the configuration according to the present invention having the features according to
従属請求項は、本発明の好ましい発展形態を示す。
好ましくは、溶接継目の第1の外面は、部品の溶接側で、第1の部品にのみ形成される。これにより、特に、溶接装置を配備するための位置決め精度をさらに低下させることができる。
Dependent claims indicate a preferred embodiment of the invention.
Preferably, the first outer surface of the weld seam is formed only on the first part on the weld side of the part. As a result, in particular, the positioning accuracy for deploying the welding device can be further lowered.
さらに好ましくは、溶接継目の第2の外面は、部品の溶接側とは反対側で、第2の部品にのみ形成される。これにより、溶接継目は、好ましくは、溶接継目の入口領域が第1の部品にのみ形成され、溶接継目の出口領域が第2の部品にのみ形成されるように、接続対象の2つの部品を完全に貫いて延びることができる。 More preferably, the second outer surface of the weld seam is formed only on the second part on the side opposite to the weld side of the part. Thereby, the weld seam preferably connects the two parts to be connected so that the inlet region of the weld seam is formed only in the first part and the exit region of the weld seam is formed only in the second part. It can be completely penetrated and extended.
好ましくは、溶接継目の直線的な主方向が定義される角度αは、30°≦α≦60°の範囲、特に40°≦α≦50°、さらに特に44°≦α≦46°の範囲であり、特に角度αは45°である。 Preferably, the angle α at which the linear principal direction of the weld seam is defined is in the range of 30 ° ≤ α ≤ 60 °, in particular 40 ° ≤ α ≤ 50 °, and more particularly in the range 44 ° ≤ α ≤ 46 °. Yes, especially the angle α is 45 °.
本発明のさらなる好ましい実施形態によれば、溶接継目は、2つの部品を完全に貫いては延びず、第1の部品を完全に貫いて延び、第2の部品を部分的にのみ通って延びるように構成される。 According to a further preferred embodiment of the invention, the weld seam does not extend completely through the two parts, extends completely through the first part, and extends only partially through the second part. It is configured as follows.
溶接継目は、好ましくはレーザ溶接継目、特にファイバレーザ溶接継目である。レーザ、特にファイバレーザは非常に高いビーム品質を備えており、したがって、非常に深く細い溶接継目を生成することができ、溶接継目を、接続対象の部品の表面に対してある角度に向けることもできる。 The weld seam is preferably a laser weld seam, particularly a fiber laser weld seam. Lasers, especially fiber lasers, have very high beam quality and can therefore produce very deep and fine weld seams, which can also be oriented at an angle to the surface of the part to be connected. can.
さらに、本発明は、第1の部品を第2の部品に接続するための方法であって、
− 第1の部品および第2の部品を所望の接続位置に配置するステップと、
− 第1の部品と第2の部品との溶接接続を作成するために、溶接継目が第1の部品の表面に対して角度α≦90°で生成され、部品の内部領域で第1の部品を通って第2の部品まで達するように、溶接継目を有する溶接接続を作成するステップと、を含む方法に関する。ここで、部品構成の上記の利点が達成される。
Further, the present invention is a method for connecting a first component to a second component.
-The step of placing the first and second parts in the desired connection position,
-To create a welded connection between the first part and the second part, a weld seam is created at an angle α ≤ 90 ° with respect to the surface of the first part and the first part in the internal region of the part. The present invention relates to a method including, and a step of creating a welded connection having a weld seam so as to reach a second part through. Here, the above advantages of the component configuration are achieved.
好ましくは、溶接継目は、溶接継目の第1の外面が溶接側で第1の部品にのみ形成されるように作成される。 Preferably, the weld seam is created such that the first outer surface of the weld seam is formed only on the first part on the weld side.
さらに好ましくは、溶接継目は、溶接継目の第2の外面が部品の溶接側とは反対側で第2の部品にのみ形成されるように作成される。これにより、完全に貫通した溶接継目を生成することができる。 More preferably, the weld seam is made such that the second outer surface of the weld seam is formed only on the second part on the side opposite to the weld side of the part. This makes it possible to generate a weld seam that is completely penetrated.
本発明による方法は、好ましくは、溶接継目を作成するためにレーザ、特にファイバレーザを使用する。 The method according to the invention preferably uses a laser, especially a fiber laser, to create the weld seam.
溶接継目は、1つまたは複数のスポット溶接継目として構成することができ、または代替として連続的な継目として構成することもでき、特に円筒形の部品の場合には連続的な環状継目でもよい。2つの部品間の接合力を高めるために、複数の溶接継目を並べて提供することもできる。 The weld seam can be configured as one or more spot weld seams, or as an alternative, as a continuous seam, and may be a continuous annular seam, especially for cylindrical parts. A plurality of weld seams may be provided side by side in order to increase the bonding force between the two parts.
特に、複数の溶接継目が提供される場合、これらは、第1の溶接継目が第1の部品に導入されて第2の部品に達し、第2の溶接継目が第2の部品に導入されて第1の部品に達するように交互に提供することができる。したがって、溶接継目が交互に配置されるとき、角度αは、符号を交互に変えて使用することができる。ここで、同じ角度αを使用することができ、または代替として異なる角度αを使用することもできる。 In particular, when a plurality of weld seams are provided, they are such that the first weld seam is introduced into the first part to reach the second part and the second weld seam is introduced into the second part. It can be provided alternately to reach the first component. Therefore, when the weld seams are arranged alternately, the angle α can be used with alternating signs. Here, the same angle α can be used, or different angles α can be used as an alternative.
本発明による方法は、好ましくは、溶接装置のみが移動される、部品構成のみが移動される、または代替として溶接装置と部品構成との両方が移動されるように実施される。 The method according to the invention is preferably carried out so that only the welding device is moved, only the component configuration is moved, or, as an alternative, both the welding device and the component configuration are moved.
さらに、本発明による方法は、その単純さにより、および特に部品の位置決めに関するかなり低い位置決め精度により、例えば、製造からすでにある程度の時間が経っており、高精度の溶接プロセスにはもはや使用することができないレーザ溶接機によって実施することもできることに留意されたい。本発明による方法のより広い許容範囲により、例えば、より旧式のレーザ溶接機を引き続き使用することができる。 Moreover, due to its simplicity, and due to its fairly low positioning accuracy, especially with respect to the positioning of parts, the method according to the invention, for example, has already passed some time since manufacture and can no longer be used in high precision welding processes. It should be noted that it can also be carried out by a laser welder that cannot. The wider tolerance of the method according to the invention allows, for example, older laser welders to continue to be used.
さらに、本発明は、レーザ、特にファイバレーザを含むレーザ溶接機であって、本発明による方法を実施するように設計されたレーザ溶接機に関する。 Further, the present invention relates to a laser welder including a laser, particularly a fiber laser, which is designed to carry out the method according to the present invention.
第1および第2の部品ならびに溶接接続を備える構成は、好ましくは、インジェクタ、特にカバーが内極に溶接される磁気アクチュエータを備えたインジェクタである。 The configuration with the first and second parts and welded connections is preferably an injector, particularly an injector with a magnetic actuator in which the cover is welded to the inner pole.
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい例示的実施形態を詳細に述べる。 Hereinafter, preferred exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
以下、図1および2を参照して、本発明の第1の好ましい実施形態による例示的な部品構成1を述べる。
Hereinafter, an
図1から分かるように、部品構成は、第1の部品2および第2の部品3を含み、これらの部品は、溶接継目4を有する溶接接続を介して互いに接続される。
As can be seen from FIG. 1, the component configuration includes a
第1の部品2と第2の部品3とは、垂直な突合せ接続部7が存在するように互いに対して配置される。
The
図1から分かるように、部品を通って延びる溶接継目4は、ここでは、第1の部品2の表面20に対して斜めに延びる。ここでは、溶接継目4は、45°の鋭角αで延びている。
As can be seen from FIG. 1, the
図1では、溶接継目4の直線的な主方向6は、溶接継目4の中心線として仮想直線の形で描かれている。ここで、溶接継目4は、部品構成を完全に貫いて延び、したがって、第1の外面41が第1の部品2に形成され、第2の外面42が第2の部品3に形成される。
In FIG. 1, the linear principal direction 6 of the
図1から分かるように、第1の外面41は、第1の部品2の表面20にのみ形成される。
As can be seen from FIG. 1, the first
同様に図1から分かるように、第2の外面42は、第2の部品3の外側にのみ形成される。したがって、溶接継目4は、2つの部品を完全に貫いて直線的に延び、2つの部品間の溶接接続を形成する。
Similarly, as can be seen from FIG. 1, the second
図2から分かるように、この実施形態の例示的な溶接継目4はスポット溶接継目である。
As can be seen from FIG. 2, the
図1では、溶接接続の作成を説明するためにレーザ5が示され、レーザ5は、この実施形態ではファイバレーザが例示される。ここで、溶接継目4は、レーザビーム50によって作成される。突合せ溶接継目を作成するとき、従来技術のようにレーザビーム50を突合せ接続部7にまっすぐ垂直に向ける必要がないので、溶接プロセス前に非常に低い精度で2つの部品2、3を配置すればよい。特に、突合せ接続部7へのレーザビーム50の位置合わせを省くこともできる。レーザビーム50は、簡単に、第1の部品2の表面20に鋭角αで向けることができる。当然、第1の部品と第2の部品との間に好適な溶接接続を作成できるように、鋭角αに応じて、第1の外面41と突合せ接続部7との間の距離が大きくなりすぎてはならない。ここで、レーザビーム50の位置合わせは、図1に示されるように、溶接継目4が第1の部品2を通り、さらに第2の部品3も少なくとも部分的に通って延びるように行われなければならない。
In FIG. 1, a
図3は、本発明の第2の実施形態による例示的な部品構成1を示す。ここで、同一または機能的に同一の部品は、同じ参照符号で示されている。
FIG. 3 shows an
2つの部品の接続のためにスポット溶接が提供される第1の実施形態での例示とは対照的に、第2の実施形態による例示では、細長い溶接継目4が提供される。ここで、溶接継目は、第1の部品2の全幅8に広がっている。それにより、第2の実施形態に例示する第1の外面41は、突合せ接続部7に平行に延びる幅の広い直線ストリップとして設計される。溶接継目4は、やはり第1の部品2および第2の部品3を完全に貫いて延び、したがって、第2の部品3にも第2の外面が形成され、これは図3には示されていない。第2の実施形態で例示的に溶接継目4を作成するためには、レーザ5と部品構成1との相対運動が必要である。この場合、レーザのみを移動させる、部品構成のみを移動させる、またはレーザと部品構成との両方を移動させることができる。
In contrast to the illustration in the first embodiment where spot welding is provided for the connection of the two parts, the illustration in the second embodiment provides an
図4は、本発明の第3の実施形態による例示的な部品構成1を示す。ここで、第1の実施形態での例示と同一または機能的に同一の部品は、同じ参照符号で示されている。
FIG. 4 shows an
図4から分かるように、部品構成1はオフセット10を有する。ここで、第1の部品2と第2の部品3とは、それらの表面がもはや共通の平面に配置されず、平行にオフセットされる。部品がそのようにオフセットされて配置されている場合、従来技術では通常、対応する位置決め要件を伴って突合せ接続部7に隅肉溶接継目が作成される。本発明によれば、ここで、大きな位置合わせ精度を必要とせずに、2つの部品2、3の間に斜めの溶接継目4を提供することができる。ここで、本発明によれば、第1の部品2と第2の部品3との確実な接続を同様に達成することができる。角度αは、約45°である。さらに図4から分かるように、溶接継目4は、第2の部品3を貫通しては形成されず、第1の部品2を貫通して延び、第2の部品3を部分的にのみ通って延びる。それにより、溶接継目4は、1つの外面、すなわち第1の外面41のみを有する。この溶接接続は、特に、比較的大きい厚さを有する部品に適用可能である。ここで、確実な溶接接続を提供するために、溶接継目4は、その直線的な主方向6で第2の部品3内へある程度の深さを有するべきである。
As can be seen from FIG. 4, the
2 第1の部品
3 第2の部品
4 溶接継目
20 表面
41 第1の外面
42 第2の外面
2
Claims (11)
前記第1の部品(2)および前記第2の部品(3)を所望の接続位置に配置するステップと、
前記第1の部品と前記第2の部品との溶接接続を十分に作成するために、溶接継目(4)が前記第1の部品(2)の表面(20)に対して角度α<90°で生成され、前記第1の部品(2)の内部を通って前記第2の部品(3)の内部まで達するように、前記溶接継目(4)を有する溶接接続を作成するステップと、
を含む方法。 A method for connecting at least the first component (2) to the second component (3).
A step of arranging the first component (2) and the second component (3) at a desired connection position, and
In order to sufficiently create a welded connection between the first part and the second part, the weld seam (4) has an angle α <90 ° with respect to the surface (20) of the first part (2). And the step of creating a welded connection having the weld seam (4) so as to pass through the inside of the first part (2) and reach the inside of the second part (3).
How to include.
A laser welder comprising a laser (5), particularly a fiber laser, the laser welder designed to carry out the method according to any one of claims 7-10.
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