JP4722930B2 - 2つの溶接部分のすみ肉による溶接方法およびこのための傾斜先細り縁領域を有する溶接部分 - Google Patents
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Description
図1aに示されているように、例えば打抜き格子の形の導体路とすることができる第1の溶接部分1が、その下側で、第2の溶接部分3の上側と接触させられる。第2の溶接部分は、例えばパワー半導体構造要素の金属冷却体とすることができる。
本発明は、溶接過程の間に、溶接エネルギーが、第1の溶接部分の縁から所定の距離を有するエネルギー供給領域内における、第1の溶接部分の、当接面とは反対側の面のみに供給されることによって、第1および第2の溶接部分間のすみ肉を形成するための溶接エネルギーは提供可能であるという知見から出発している。これにより、より低い位置決め精度が可能になり、その理由は、溶接エネルギーは、図1aおよび1bにより説明されたように、その一部がもはや第1の溶接部分の垂直側面に供給されることがないからである。驚くべきことに、実験により、エネルギーの供給が、第1の溶接部分の縁から所定の距離を有するエネルギー供給領域内において行われるときでも、溶接が可能であることがわかった。第1の溶接部分の厚さの関数として、確かに、エネルギー供給領域の範囲内の第1の溶接部分の厚さ内の全材料が溶解されるほどに多量のエネルギーが供給されなければならないが、エネルギー供給領域内の第1の溶接部分のこの厚さはそれに対応して選択可能である。より低い位置決め精度のほかに、本発明の方法により、エネルギー供給領域と第1の溶接部分の本来の縁との間の材料が完全且つ良好な溶接継目を形成するための供給材料の機能を受け持つことが可能であるという利点が達成される。
この構造は、例えば、縁領域が、接触面に直角で且つすみ肉の方向に直角な平面内において、先細り断面を有するように選択されたものとしてもよい。例えば、縁領域の表面が、エネルギー供給領域および材料供給領域を含む斜面を有するものとしてもよい。溶接エネルギーの点状の流入または場合により線状であってもよい流入は、このとき、上記の方法で、好ましくはエネルギーの流入方向が斜面に直角なように行うことができる。
以下に本発明を図面に示されている実施例により詳細に説明する。
3 第2の溶接部分
5 レーザ・ビーム
7 斜面
9、9′ 構造
11 すみ肉
α 溶接角
ω0 スポット幅
Claims (18)
- 第1の部材(1)を第2の部材(3)上に重ね合わせて溶接する溶接方法であって、
前記第1の部材(1)が互いに対向する第1の面及び第2の面と第1の縁とを有し、前記第2の部材(3)が、前記第2の面に当接する第3の面を有し、
(a)前記第1の部材(1)の前記第1の縁が前記第2の部材(3)の第3の面上に配置されるように、前記第1の部材の前記第2の面を前記第2の部材の前記第3の面上に重ね合わせる段階と、
(b)前記第1の部材の前記第1の面のみに、前記第1の縁から所定の距離離れた領域においてレーザ・ビームを供給する段階であって、
(i)前記レーザ・ビームの供給方向は、前記第1の部材の内部を向く方向であり、且つ、前記第1の部材の前記第2の面及び前記第2の部材の前記第3の面と90°より小さい溶接角(α)を形成し、および、
(ii)前記第1の部材(1)の前記レーザ・ビームが供給される領域から前記第1の縁までの領域が溶解されるとともに、前記第2の部材(3)の前記第1の部材(1)が溶解する領域に当接する領域が溶解され、前記第1の部材(1)及び前記第2の部材(3)の溶解された領域が相互に溶着されるまでの間、前記レーザ・ビームを供給する、
前記段階と、
を含む溶接する溶接方法。 - 前記溶接角(α)が50−80°の範囲内にあることを特徴とする請求項1の溶接方法。
- 前記レーザ・ビームがパルス状の溶接レーザにより供給されることを特徴とする請求項1または2の溶接方法。
- 前記第1の部材(1)は、前記第1の縁に向かって厚さが減少する構造(9)を備え、前記レーザ・ビームは前記構造(9)上に照射されることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかの溶接方法を実行するための第1の部材。
- 前記第1の部材(1)は、
第1の厚さを有する第1の部分と、
前記第1の部分よりも前記第1の縁に近い側にあり、且つ、前記第1の厚さよりも薄い第2の厚さを有する構造(9’)とを有し、
前記レーザ・ビームは前記構造(9’)に供給されることを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかの溶接方法を実行するための第1の部材。 - 前記第1の部材(1)は、前記構造(9’)よりも更に前記第1の縁に近い側にあり且つ前記第2の厚さよりも厚い第3の厚さを有する第2の部分を更に有することを特徴とする、請求項5に記載の第1の部材。
- 前記構造(9;9’)が、冷間加工法により形成されていることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかの第1の部材。
- 前記冷間加工法は、打出し法であり、
前記第1の部材(1)が打抜き部分として形成されていることと、および、前記構造(9;9’)を形成するための打出し法が前記第1の部材(1)の打抜きと共に1つの作業ステップ内において行われることとを特徴とする請求項7の第1の部材。 - 導体路を有する電気構造ユニットにおいて、
前記導体路は、少なくとも1つのパワー半導体構造要素の冷却体と、溶接により、請求項1ないし3のいずれかの溶接方法によって結合され、
前記導体路が、請求項4ないし8のいずれかの第1の部材(1)として形成され、および前記第2の部材(3)としてのパワー半導体の冷却体と溶接される、
導体路を有する電気構造ユニット。 - 第1の板状部材(1)を第2の部材(3)上に重ね合わせて溶接する溶接方法であって、
前記第1の板状部材(1)が互いに対向する第1の面及び第2の面と第1の縁とを有し、前記第2の部材(3)が、前記第2の面に当接する第3の面を有し、
(a)前記第1の板状部材(1)の前記第1の縁が前記第2の部材(3)の第3の面上に配置されるように、前記第1の板状部材の前記第2の面を前記第2の部材の前記第3の面上に重ね合わせる段階と、
(b)前記第1の板状部材の前記第1の面のみに、前記第1の縁から所定の距離離れた領域においてレーザ・ビームを供給する段階であって、
(i)前記レーザ・ビームの供給方向は、前記第1の板状部材の内部を向く方向であり、且つ、前記第1の板状部材の前記第2の面及び前記第2の部材の前記第3の面と90°より小さい溶接角(α)を形成し、および、
(ii)前記第1の板状部材(1)の前記レーザ・ビームが供給される領域から前記第1の縁までの領域が溶解されるとともに、前記第2の部材(3)の前記第1の板状部材(1)が溶解する領域に当接する領域が溶解され、前記第1の板状部材(1)及び前記第2の部材(3)の溶解された領域が相互に溶着されるまでの間、前記レーザ・ビームを供給する、
前記段階と、
を含む溶接する溶接方法。 - 前記溶接角(α)が50−80°の範囲内にあることを特徴とする請求項10の溶接方法。
- 前記レーザ・ビームがパルス状の溶接レーザにより供給されることを特徴とする請求項10または11の溶接方法。
- 前記第1の板状部材(1)は、前記第1の縁に向かって厚さが減少する構造(9)を備え、前記レーザ・ビームは前記構造(9)上に照射されることを特徴とする、請求項10ないし12のいずれかの溶接方法を実行するための第1の板状部材。
- 前記第1の板状部材(1)は、
第1の厚さを有する第1の部分と、
前記第1の部分よりも前記第1の縁に近い側にあり、且つ、前記第1の厚さよりも薄い第2の厚さを有する構造(9’)とを有し、
前記レーザ・ビームは前記構造(9’)に供給されることを特徴とする、請求項10ないし12のいずれかの溶接方法を実行するための第1の板状部材。 - 前記第1の板状部材(1)は、前記構造(9’)よりも更に前記第1の縁に近い側にあり且つ前記第2の厚さよりも厚い第3の厚さを有する第2の部分を更に有することを特徴とする、請求項14に記載の第1の板状部材。
- 前記構造(9;9’)が、冷間加工法により形成されていることを特徴とする請求項13ないし15のいずれかの第1の板状部材。
- 前記冷間加工法は、打出し法であり、
前記第1の板状部材(1)が打抜き部分として形成されていることと、および、前記構造(9;9’)を形成するための打出し法が前記第1の板状部材(1)の打抜きと共に1つの作業ステップ内において行われることとを特徴とする請求項16の第1の板状部材。 - 導体路を有する電気構造ユニットにおいて、
前記導体路は、少なくとも1つのパワー半導体構造要素の冷却体と、溶接により、請求項10ないし12のいずれかの溶接方法によって結合され、
前記導体路が、請求項13ないし17のいずれかの第1の板状部材(1)として形成され、および前記第2の部材(3)としてのパワー半導体の冷却体と溶接される、
導体路を有する電気構造ユニット。
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