JP7081055B2 - １枚またはそれより多いプレス硬化性鋼の薄鋼板の融接のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレス硬化性鋼、好ましくはマンガン－ホウ素鋼で製作された１枚またはそれより多い薄鋼板（独：Stahlbleche，英：steel sheets）を融接するための方法であって、その薄鋼板（独：Stahlbleche，英：sheet steel）またはそれら薄鋼板のうち少なくとも１枚がアルミニウムで製作された金属コーティング、例えばＡｌ－Ｓｉコーティングを有し、融接は、少なくとも１本のレーザビームだけによって作り出される溶融浴中にフィラー材料が供給される間に行われる方法に関する。

可能な最も低い車体重量で高い衝突安全性要件を満たすために、自動車組み立てにおいては薄板鋼で製作されたテーラードプレート（いわゆるテーラードブランク）が用いられる。この目的で、突き合わせ継ぎ手において種々の材料グレードおよび／または薄板厚の個別のプレートまたはストリップがレーザ溶接により接合されて一体化される。この方法で、車体部品の種々の箇所を種々の荷重に適合させることができる。このことは、高い荷重を有する区域においてはより厚い薄板鋼を用いるかまたはより高強度の薄板鋼も用いることができ、その他の区域においてはより薄い薄板または比較的柔らかな深絞りグレードで製作された薄板を用いることができることを意味する。このタイプのテーラード薄板金属プレートは、車体上の追加の補強部品を不要にする。これによって、材料を節約し、車体の全体重量を減らすことが可能になる。

現代の車体組み立てにおいてはマンガン－ホウ素鋼で製作された薄板が用いられ、熱間成形と急速冷却とによって高い強度を実現している。引き渡されるとき、すなわち熱間成形前に、マンガン－ホウ素鋼は、大体６００ＭＰａの引張強度およびフェライト－パーライト構造を有する。プレス硬化、すなわち、成形とそれに続く成形以降の急速冷却との前にオーステナイト化温度に加熱すると、最大２，０００ＭＰａの引張強度を有し得る完全なマルテンサイトの構造が確立されることが可能になる。このタイプの構成部品は、多くの場合、テーラーウェルドブランクとして知られているものから製造される。言い換えると、これらの要件を満たす種々の薄板厚および／または材料グレードの間に、通常はレーザビーム溶接による結合がある。

テーラーウェルドブランクがさらに加工される熱間成形および硬化プロセスにおいて、一般的に、溶接継ぎ目は、テーラーウェルドブランクが作られる元の鋼板の基材と同じ程度に硬化されるべきである。このことを確実にすることは、例えば、継ぎ手において厚さに比較的大きな飛躍がある厚さの異なる鋼板を溶接するとき、熱間成形プロセスにとっての難問となる。適切な硬化プロセスのためのプロセスウインドウ（パラメータウインドウ）は、このとき比較的小さい。さらに、硬化プロセスは、微妙であり、非常に精密に設定しなければならず、そのことが使用者側にとって生産に関連する制約となることが多い。

熱間成形性、プレス硬化性薄鋼板の融接は、アルミニウム表面コーティングによってさらに制約を受ける。そのようなコーティング、例えばアルミニウム－ケイ素コーティングは、通常、ワークピースが熱間成形時にスケーリングを起こすことを防止するために設けられる。しかし、この表面コーティングは、溶接継ぎ目の品質に非常に負の影響を及ぼす。これは、被覆された薄鋼板の融接が、基材に加えてアルミニウム含有表面コーティングを溶融させ、従って溶接継ぎ目にアルミニウムを持ち込むからである。溶接継ぎ目中のアルミニウム含有率が２～１０重量％の間である場合、溶接継ぎ目の強度の低下を招くフェライト区域（相）が形成される。そのような場合、溶接継ぎ目の強度は、基材のものより低くなるため、接合された薄板厚さの組み合わせに関わらず、溶接継ぎ目におけるそれぞれの構成部品の不良が予測され得る。

先行技術によれば、フェライト形成を防止するために、溶接されて一体化される薄板縁部の縁領域において、溶接プロセスの前に機械的ツールまたはレーザビーム除去を用いて少なくとも部分的な表面コーティングの除去が行われる（特許文献１参照）。しかし、この部分的な表面コーティングの除去には、コストが高くかつ時間がかかり、従って本明細書に記載されるタイプの構成部品の製造のコスト有効性を低下させる追加のプロセスステップが必要である。

特許文献２は、アルミニウムを含有する表面層を有するマンガン－ホウ素鋼で製作されたプレートが突き合わせ継ぎ手において接合されて一体化されるレーザアークハイブリッド溶接方法を記載している。アークは、タングステン溶接電極によって発生されるかまたはＭＩＧ溶接用トーチが用いられるときフィラーワイヤの先端において形成される。フィラーワイヤは、鋼からオーステナイト構造への変換を誘導し、溶融浴中のオーステナイト変換の維持を促進する合金元素（例えばＭｎ、ＮｉおよびＣｕ）を含有することがある。このハイブリッド溶接手順は、Ａｌ－Ｓｉ系コーティングで被覆された熱間成形性マンガン－ホウ素鋼プレートが、溶接継ぎ目が作り出される区域におけるコーティング材料の事前除去なしで溶接されることを可能にし、それでも、それによってプレートの突き合わせ継ぎ手に位置するアルミニウムが、溶接継ぎ目における構成部品の引張強度の低下を招かないことを確実にすることを意図している。レーザビームの背後に電気アークを提供することによって、溶融浴は、均一化され、従ってフェライト微細構造を発生させる１．２重量％より大きな局所アルミニウム濃度は、排除されることになる。

公知のこのハイブリッド溶接方法は、電気アークの発生に起因して比較的高いレベルのエネルギーを消費する。その上、溶接速度が比較的低い。さらに、レーザアークハイブリッド溶接によって生み出される溶接継ぎ目は、その後の成形にとって好ましくない、再加工を必要とすることがある溶接形状を有する。

突き合わせ継ぎ手におけるフィラーワイヤを用いるプレス硬化性マンガン－ホウ素鋼の薄板のレーザビーム溶接のための方法であって、フィラーワイヤは、レーザビームによって発生された溶融浴におけるオーステナイトの形成を促進する、マンガン、クロム、モリブデン、ケイ素および／またはニッケルを含む群からの少なくとも１種類の合金元素を含有し、少なくとも１種類の合金元素は、薄鋼板のプレス硬化性鋼中より少なくとも０．１重量％大きな質量割合でフィラーワイヤ中に存在する方法が特許文献３から公知である。フィラーワイヤは、以下の組成、０．０５～０．１５重量％Ｃ、０．５～２．０重量％Ｓｉ、１．０～２．５重量％Ｍｎ、０．５～２．０重量％Ｃｒ＋Ｍｏ、および１．０～４．０重量％Ｎｉ、を有し、残りは、鉄および不可避不純物である。さらに、フィラーワイヤは、薄鋼板のプレス硬化性鋼より少なくとも０．１重量％低い炭素質量の割合を有する。この方法は、用いられる薄鋼板が被覆されていないか、または溶接されて一体化される突き合わせ縁部に沿った縁領域におけるコーティングの除去によって溶接の前に部分的にむき出しにされていることも特徴とする。

特許文献４は、被覆された薄鋼板からのテーラーウェルドブランクの製造のためのフィラーワイヤを用いるレーザビーム溶接方法であって、薄鋼板は、ホウ素合金鋼からなり、アルミニウム－ケイ素または亜鉛コーティングを有する方法を記載している。フィラーワイヤは、炭素またはマンガンを含有し、フィラーワイヤ中のこの元素の質量割合は、被覆された薄鋼板の基材中より大きい。従って、フィラーワイヤの炭素含有率は、薄鋼板の基材のものより０．１～０．８重量％、そのマンガン含有率は、１．５～７．０重量％高いはずである。これは、レーザビームによって発生された溶融浴へのコーティング材料の侵入の結果としてのプレス硬化性薄鋼板と比較した溶接継ぎ目の強さの低下を避けるためである。

特許文献５は、被覆された薄鋼板からフィラーワイヤを用いるレーザビーム溶接によって構成部品を製造するための方法であって、薄鋼板は、アルミニウムを主とするコーティングを有し、コーティングは、溶接の前に縁領域において溶接されて一体化される継ぎ手縁部に沿って、金属間合金層がそこに残るような程度に除去された方法を開示している。フィラーワイヤは、以下の組成、０．６～１．５重量％Ｃ、１．０～４．０重量％Ｍｎ、０．１～０．６重量％Ｓｉ、最大２．０重量％Ｃｒ、および最大０．２重量％Ｔｉを有し、残りは、鉄および加工によって生じた不純物である。

特許文献６は、プレス硬化性マンガン－ホウ素鋼で製作された薄鋼板のレーザビーム溶接のための方法であって、薄鋼板のうち少なくとも１枚がアルミニウムコーティングを有する方法を開示している。レーザビームだけによって作り出された溶融浴中にフィラーワイヤを供給することによってレーザビーム溶接が実行され、フィラーワイヤは、少なくとも１種類のオーステナイト安定化合金元素を含有する。比較的低いエネルギー消費および高い生産性でプレスした後に溶接継ぎ目が基材と同様な強度を有することを確実にするために、レーザビームは、溶接方向に直角に振動し、振動周波数は、少なくとも２００Ｈｚであるような方法で振動するように設定される。この方法は、溶接される薄板金属縁部の縁のアルミニウムコーティングを除去する必要を除外するので、コスト利点を提供する。しかし、レーザビームの振動は、実現することができる溶接速度を低くする。

欧州特許第２ ００７ ５４５（Ｂ１）号 米国特許出願公開第２００８／００１１７２０（Ａ１）号 欧州特許第２ ９１９ ９４２（Ｂ１）号 欧州特許出願公開第２ ７３７ ９７１（Ａ１）号 欧州特許第２ ７３６ ６７２（Ｂ１）号 独国特許出願公開第１０ ２０１７ １２０ ０５１（Ａ１）号

本発明の目的は、薄鋼板であって、そのうちの少なくとも１枚の薄板は、プレス硬化性鋼から製造され、アルミニウムを含有する金属コーティングを有する薄鋼板を、熱間成形（プレス硬化）後の溶接継ぎ目が基材と同程度の強度および硬度を有するように接合することができる、冒頭に言及されたタイプの方法であって、該方法は、高い生産性および比較的低いエネルギー消費を特徴とするはずである方法を特定することである。特に、溶接されて一体化される薄鋼板が、同じまたは異なる材料グレードの薄鋼板および／または異なる薄板厚さの薄鋼板であるかどうかに関わらず溶接継ぎ目の硬化性が改善される、冒頭に言及されたタイプの方法が特定されなければならい。さらに、この方法を実施するために必要なプラントエンジニアリング努力は、比較的低くあるべきである。従って、アルミニウムを主とするコーティングを有するプレス硬化性鋼で製作された薄板を経済的に溶接して一体化することができ、適切な硬化プロセスのためのプロセスウインドウが増大するように溶接継ぎ目の硬化性を改善する、冒頭に言及されたタイプの方法が創出されなければならない。特に、高い溶接速度が可能になるべきである。

この目的の少なくともいくつかの側面を実現するために、請求項１において特定される特徴を有する方法が提案される。従属請求項においては、本発明による方法の有利な実施形態が指し示される。

冒頭に言及されたタイプのレーザビーム溶接方法の場合、本発明は、１つまたは複数の光学素子によって溶融浴上に均一でないエネルギー分布を有する単一のレーザ焦点が、該レーザ焦点は、より小さなレーザ焦点区域とより大きなレーザ焦点区域とを有するように発生されるレーザ焦点であって、より大きなレーザ焦点区域は、より小さなレーザ焦点区域によって照射される表面の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも３倍である表面を照射し、より小さなレーザ焦点区域においてはより大きなレーザ焦点区域におけるより表面単位あたり高いレーザエネルギーが導入される、レーザ焦点を規定する。

本発明によって記載されるレーザ焦点におけるエネルギー分布には、溶融浴中の温度分布、ひいては流れが従来のレーザ溶接ビームを用いて発生させた溶融浴中の温度分布および流れと比較して変化するという効果がある。主焦点スポットとも呼ぶことができ、より大きなレーザ焦点区域（助焦点スポット）中より高い表面単位あたりレーザエネルギー出力が導入されるより小さなレーザ焦点区域は、本質的に深溶け込み溶接のために用いられ、一方、より大きなレーザ焦点区域は、この溶接プロセスを支援する。より小さなレーザ焦点区域上に導入されるレーザエネルギー出力は、より大きなレーザ焦点区域上に導入されるレーザエネルギー出力と同じまたは大体同じレベルを有してよい。例えば、より小さなレーザ焦点区域とより大きなレーザ焦点区域との両方において約４．５ｋＷのレーザエネルギー出力を導いてよい。しかし、より小さなレーザ焦点区域を介して導入されるレーザエネルギー出力がより大きなレーザ焦点区域を介して導入されるレーザエネルギー出力より顕著に異なるレベルを有することも本発明の状況にある。より大きなレーザ焦点区域中に導入されるエネルギーは、より小さなレーザ焦点区域中に導入されるエネルギーより大きな表面積にわたって分配される。従って、より大きなレーザ焦点区域（助焦点スポット）中に導入されるエネルギーの効果は、主焦点スポット中のエネルギーの効果と異なる。この均一でないエネルギー入力またはエネルギー分布によって、より高い溶融浴の均一化、ひいては硬化性の観点で改善された溶接継ぎ目を実現することができる。それによって、適切な硬化プロセスのためのプロセスウインドウが増大する。

エネルギー分布は、より小さなレーザ焦点区域（主焦点スポット）が深溶け込み溶接プロセスを発生させ、一方、外側またはより大きなレーザ焦点区域のエネルギーが深溶け込み溶接のためのエネルギー閾値を超えないような方法で制御される。閾値範囲は、例えば、約１，０００ｋＷ／ｃｍ^２の電力密度にある。

特に、本発明による方法は、溶接されて一体化される薄板縁部の縁領域において、溶接プロセスの前にアルミニウムを含有する表面コーティングの部分的な除去を必要としないという利点を提供する。よって、本発明による方法の好ましい実施形態は、本質的に事前の除去なしで、特に、溶接されて一体化される薄板縁部の縁部領域からのアルミニウムを含有する表面コーティングの事前の部分的な除去なしで、実行されると規定する。

突き合わせ継ぎ手において溶接される被覆された薄鋼板の縁の事前ストリッピング後のレーザビーム溶接と比較すると、本発明による方法は、最適化された溶接継ぎ目幾何形状、すなわちより大きな荷重を支える金属薄板断面を可能にする。このことは、その後の溶接継ぎ目上の動的荷重にとって特に有利である。

社内試験において実証された、本発明による方法の別の利点は、顕著に低くなった溶接スパッタの形成である。低くなった溶接スパッタ形成の１つの理由は、本発明者らの見るところ、レーザ焦点における特異的に均一でないエネルギー分布と、その結果である特別な溶融浴流である。

レーザビームエネルギーは、レーザ焦点において大きく変化するように分布させることができる。レーザ焦点における均一でないエネルギー分布または適合したエネルギー入力は、本発明による方法において、１つまたは複数の光学素子によって実現される。例えば、これは、１つまたは複数の回折もしくは屈折光学素子を介して、および／または対応して配置された１つもしくは複数の光ファイバーの使用により直接実現することができる。対応して改変されたレーザ溶接ヘッドは、例えば、軸および／または半径方向で互いに対して変位させることができる２つの異なる回折もしくは屈折光学素子、特にレンズを有することができる。対応して改変されたレーザ溶接ヘッドは、小型の設計で実現することができる。

個々のレーザ焦点において均一でないエネルギー分布を発生させるための別の可能性は、レーザビームを分割し、こうして得られた部分レーザビームを異なる回折もしくは屈折光学素子、特にレンズを通して導くことであり、この方法で変調された部分レーザビームは、次に再び併合されてレーザビームとなり、こうして構成されたレーザビームは、溶接されて一体化される薄鋼板縁部の嵌合継ぎ手へ導かれる。このタイプの改変されたレーザ溶接ヘッドも小型の設計で実現することもできる。

個々のレーザ焦点において均一でないエネルギー分布を発生させるための別の可能性は、例えばレーザビーム光学系において同様なまたは異なるレーザ光源によって発生される２本またはそれより多いレーザビームを、結果として得られるレーザビームが均一でないエネルギー分布を有する単一の複合レーザ焦点を発生させるように組み合わせることである。

レーザ溶接ヘッドまたは溶接されるそれぞれのワークピースを誘導するための装置は、それぞれの場合にこれまでに特定された本発明の実施形態において従来の方法で設計することができる。すなわち、本発明による方法は、プレス硬化された鋼で製作された１枚または複数の薄鋼板の融接のためのクラスによる方法を実行するための従来のレーザ溶接システムの場合に該当するものより複雑な機械的構成も複雑な誘導装置も必要としない。他方、レーザアークハイブリッド溶接のためのシステム、例えば、特許文献２から公知のものは、特に、湾曲した薄板縁部輪郭に沿って溶接するときもっと長い溶接装置の接触区域に起因して、比較的複雑な機械的構成と溶接装置または溶接されるワークピースの誘導とを必要とする。比較的小さな溶融浴および対応して細かい溶接継ぎ目は、本発明による方法で作り出すことができる。本発明による溶接方法は、低い誤差の発生しやすさおよび高いプロセス安定性によって抜きん出ている。

さらに、本発明による方法は、特にレーザアークハイブリッド溶接と比較して比較的低いエネルギー消費で高い溶接速度を可能にする。

本発明の有利な実施形態は、レーザビームに、本質的に融接時の振動がないことを特徴とする。本質的に振動がないとは、レーザビームが故意に振動させられないことを意味する。特に、その結果として、比較的高い溶接速度を実現することができる。さらに、従って、レーザ溶接ヘッドまたはレーザ溶接ヘッド中の光学素子のホルダーの保管は、比較的簡単に実現することができる。

本発明のさらなる有利な実施形態は、均一でないエネルギー分布を有するレーザ焦点を作り出す光学素子が、より小さなレーザ焦点区域のより大きなレーザ焦点区域内の位置を後者に対して調節することができるように設計されることを提供する。従って、レーザ焦点中の均一でないエネルギー入力または均一でないエネルギー分布をそれぞれの溶接条件に最適に適合させることができる。例えば、より小さなレーザ焦点区域のより大きなレーザ焦点区域内の位置は、溶接方向に平行および／または直角になる方向に調節される。好ましくは、より小さなレーザ焦点区域のより大きなレーザ焦点区域内の位置は、より小さなレーザ焦点区域が本質的により大きなレーザ焦点区域の中央に、または溶接方向で見ると、より大きなレーザ焦点区域の中心の前に配置されるように設定される。

より大きなレーザ焦点区域および／またはより小さなレーザ焦点区域の形は、例えば丸形、楕円形、正方形または長方形にすることができる。より大きなレーザ焦点区域および／またはより小さなレーザ焦点区域の本質的に丸い形状は、特に、本発明による方法においてレーザ焦点における均一でないエネルギー分布または適応したエネルギー入力が、対応して配置された１本または複数本の光ファイバーによって実現される場合に、結果として得ることができる。

本発明の有利な実施形態によれば、より大きなレーザ焦点区域は、細長い形状、特に卵形、楕円形または長方形の形状を有し、より大きなレーザ焦点区域の長軸は、本質的に溶接方向にある。このことは、嵌合継ぎ手における比較的大きな溶融浴表面を生じる結果となり、これによって特定の溶接速度において溶接継ぎ目が固化するまで溶融浴から気体を追い出すためにより多くの時間が利用可能になる。

本発明のさらなる有利な実施形態は、より大きなレーザ焦点区域がより小さなレーザ焦点区域の平均直径または最大直径の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも２．５倍、特に好ましくは少なくとも３倍である長軸方向の長さを有することを特徴とする。本発明者ら側の実験は、こうすると溶融浴に流れ込み、溶接継ぎ目に残るアルミニウムの非常に均一な分布を実現することができることを示した。

本発明によれば、少なくとも１本のレーザビームだけによって作り出された溶融浴中のフィラー材料（フィラー金属としても知られる）によって融接が行われる。フィラー金属にはいくつかの仕事がある。一方で、フィラー金属の適当な合金元素によってコーティングから溶接溶融物に流れ込むアルミニウムのフェライト形成効果を最小限にすることができ、従って溶接継ぎ目の硬化性を改善することができる。他方で、本質的にアルミニウムを含まないフィラー材料の添加は、溶接継ぎ目のアルミニウム含有量を最小限にする。さらに、溶融浴中の流動の増加または強化、ひいては溶接継ぎ目組成の均一化が、そこに導入されたフィラー材料に起因して起こる。

フィラー材料は、好ましくは、ワイヤまたは粉体の形で溶融浴に供給される。ワイヤの形のフィラー材料は、高度にエネルギー効率的な方法および高い定量精度で溶融浴中に供給することができる。適当な粒径の粉体化されたフィラー金属を導入することによって、溶融浴中のフィラー金属の非常に均一な混合が可能である。典型的には、レーザ溶接時の融合相の持続時間は、わずか約６ｍ／秒～１２５ｍ／秒の範囲にある。レーザ溶接のための溶接時間が比較的短いので、粉体化されたフィラー金属を用いてフィラーワイヤの使用時より溶接される鋼との良好な混合を実現することができる。比較的小さな粒子、好ましくは小さな金属粒子を有する粉体化されたフィラー金属の使用によって、非常に短い時間で溶解相中に大部分が均一な合金混合物を実現することもできる。粉体化されたフィラー金属の粒子は、例えば、２０μｍ～１６０μｍの範囲、好ましくは２０μｍ～１６０μｍの範囲の粒径を有する。

好ましくは、粉体化されたフィラー材料は、少なくとも１つの流れチャネルを通って気体粉体流の形で供給され、流れチャネルから出て来る気体粉体流は、溶融浴の方へ導かれ、少なくとも２ｍ／秒、好ましくは少なくとも１０ｍ／秒、少なくとも１５ｍ／秒が特に好ましい出口速度を有し、これによって、フィラー金属と溶融浴との乱流混合が溶融浴中の流れ渦を生じる結果となる。これらの流れ渦（乱流）は、特に、気体粉体流の動力学によって生じる。溶融浴へ導かれる気体粉体流の出口速度の上限は、例えば５０ｍ／秒、特に４０ｍ／秒または３０ｍ／秒であってよい。

本発明による方法を実行するとき溶融浴に供給されるフィラー材料は、好ましくは、本質的にアルミニウムを含まない。本発明の状況において、アルミニウムを含まないかまたは本質的にアルミニウムを含まない添加物とは、不可避不純物または不可避痕跡量を除いてアルミニウムをまったく含有しないフィラー金属を意味すると理解される。

溶接継ぎ目の硬化性を改善するために、本発明のさらなる実施形態は、ニッケル、クロムおよび／または炭素を含む群のうち少なくとも１種類の合金元素を含有するフィラー材料を想定する。溶接継ぎ目の硬化性を増加させるために、フィラー材料は、好ましくは５～１２重量％Ｎｉ、５～２５重量％Ｃｒおよび０．０５～０．４重量％Ｃ、任意選択として少なくとも１種類のさらなる合金元素を含有し、残りは鉄および不可避不純物である。溶接継ぎ目の臨界冷却速度を低下させ、従って溶接継ぎ目の硬化性をさらに改善するために、５～２５重量％の範囲のフィラー材料のクロム含有率が有利である。

本発明による方法の好ましい実施形態は、本発明において用いられるフィラー材料が以下の組成、０．０５～０．４重量％Ｃ、０～２．０重量％Ｓｉ、０～３．０重量％Ｍｎ、４～２５重量％Ｃｒ、０～０．５重量％Ｍｏ、および５～１２重量％Ｎｉを有し、残りはＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする。社内試験は、このタイプのフィラー材料が本発明による方法を用いたテーラードブランクのその後の熱間成形（プレス硬化）時に、溶接継ぎ目のマルテンサイト構造への完全な変換を非常に信頼性高く確実にすることができることを示した。

本発明による方法のさらなる有利な実施形態は、好ましくはワイヤの形のフィラー材料は、より小さなレーザ焦点区域中にフィラー材料が直接供給されるような方法で溶融浴に供給されることを特徴とする。好ましくはワイヤの形のフィラー材料は、それによって、より小さなレーザ焦点区域に触れるか、または本質的により小さなレーザ焦点区域へ導かれる。このことは、深溶け込み溶接時に溶融したフィラー材料が溶融浴中の蒸気毛管の周りを流れることを確実にする。その結果、フィラー材料と嵌合継ぎ手、すなわち突き合わせ継ぎ手または重ね継ぎ手において溶融した薄板鋼材料とのより良好な混合、ひいてはより均一な溶接継ぎ目が実現される。

本発明による方法のさらなる有利な実施形態は、好ましくはワイヤの形のフィラー材料が引張方式で供給されることを特徴とする。引張フィラー材料供給、特にワイヤ供給とは、溶接方向で考えるとき前もってフィラー材料が溶融浴またはより小さなレーザ焦点区域へ前側から供給されることを意味する。この構成は、フィラー材料と嵌合継ぎ手、すなわち突き合わせ継ぎ手または重ね継ぎ手において溶融した薄板鋼材料とのより良好な混合、ひいてはより均一な溶接継ぎ目を実現する。

本発明による方法のさらなる有利な実施形態は、ワイヤの形で供給されるフィラー材料は、ワイヤの中心軸と、溶接される少なくとも１枚の薄鋼板または溶接されて一体化される薄鋼板の表面とが５０°未満、好ましくは４５°未満、特に好ましくは３０°未満、特に１０°～３０°の間の鋭角をなすような方法で溶融浴中に供給されることを特徴とする。その結果、特に蒸気毛管の方向において深溶け込み溶接区域中へのフィラー材料の最適な供給を実現することができる。

さらなる有利な実施形態によれば、好ましくはワイヤの形のフィラー材料は、溶融浴中に供給される前に加熱装置によって少なくとも６０℃の温度、好ましくは少なくとも１００℃、好ましくは少なくとも１５０℃、特に、少なくとも１８０℃に加熱される。このことは、加熱されていないフィラーワイヤの使用と比較して顕著に高い溶接速度を可能にする。加熱されたフィラーワイヤの先端は、レーザビームでより迅速に溶融させることができる。さらに、溶接プロセスは、フィラーワイヤを溶接用溶融物中に供給する前に加熱することによってより安定する。予め加熱されるワイヤの温度の上限は、ワイヤがその寸法安定性を失うかまたはこれが信頼できるワイヤ供給にとってあまりにも低くなる温度より低い。ワイヤ事前加熱の上限は、例えば約２５０℃～３００℃の範囲である。

好ましくは、プレス硬化性鋼としてマンガン－ホウ素鋼が用いられる。本発明による方法の好ましい実施形態において、溶接される薄鋼板または溶接されて一体化される薄鋼板のうちの少なくとも１枚は、以下の組成、０．１０～０．５０重量％Ｃ、最大０．４０重量％Ｓｉ、０．５０～２．０重量％Ｍｎ、最大０．０２５重量％Ｐ、最大０．０１０重量％Ｓ、最大０．６０重量％Ｃｒ、最大０．５０重量％Ｍｏ、最大０．０５０重量％Ｔｉ、０．０００８～０．００７０重量％Ｂ、および少なくとも０．０１０重量％Ａｌを有し、残りはＦｅおよび不可避不純物からなるプレス硬化性鋼を有するように選択される。このタイプの薄板鋼から製造される構成部品は、プレス硬化後に高いレベルの強度を示す。異なるかまたは同一のマンガン－ホウ素鋼で製作された薄板は、プレス硬化による最大の強度を有するテイラーメイド半完成薄板金属を提供するために、本発明による方法で溶接して一体化させることができる。

本発明による方法は、少なくとも１枚のプレートは、プレス硬化された鋼から製造され、アルミニウム含有コーティングを施されている、同じまたは異なる薄板厚のいくつかの鋼板を突き合わせ継ぎ手において接合するために用いることができるだけでなく、アルミニウムを含有するコーティングを有するプレス硬化された鋼、好ましくはマンガン－ホウ素鋼から製作された単一のプレートまたはストリップ形の薄板鋼のレーザビーム溶接のために用いることもでき、後者の場合、溶接されて一体化される薄板金属縁部は、最終的に突き合わせ継ぎ手において対向して配置されるように、成形、例えば曲げまたはロール成形によって互いの方へ動かされる。

さらに、本発明による方法は、プレス硬化された鋼、好ましくはマンガン－ホウ素鋼で製作された１枚または複数の薄鋼板の重ね継ぎ手におけるレーザビーム溶接において用いることもできる。

本発明による方法のさらなる有利な実施形態は、突き合わせ継ぎ手において薄鋼板が接合され、接合されるギャップができるだけ小さく、好ましくはある意味で「技術的ゼロギャップ」となるように設定され、平均ギャップ幅は、０．０１～０．１５ｍｍの範囲、好ましくは０．０６～０．１５ｍｍの範囲であることを特徴とする。

本発明による方法のさらなる好ましい実施形態は、薄鋼板が少なくとも４ｍ／分の溶接速度、好ましくは少なくとも５ｍ／分、特に好ましくは６～１２ｍ／分の範囲の溶接速度で接合されると規定する。

できるだけ均一であり、まったく問題なく硬化させることができる溶接継ぎ目ならびに非常に良好な溶接継ぎ目幾何形状を実現するために、本発明による方法のさらなる好ましい実施形態によれば、フィラー材料は、ワイヤの形で供給され、ワイヤは、溶接速度の４０％～９０％の範囲の供給速度で供給されれば有利である。

本発明のさらなる実施形態は、融合浴が、レーザ溶接時に少なくともレーザビームから逸れる側において保護ガスに曝露されると想定する。遮蔽用ガスは、溶接継ぎ目を弱くする酸化から溶接溶融物を保護する。保護ガスは、例えば、純アルゴン、ＣＯ_２、ヘリウム、窒素あるいはアルゴン、ヘリウム、窒素および／またはＣＯ_２の混合ガスであってよい。

本発明のさらなる有利な実施形態は、溶融浴が、レーザ溶接時に少なくともレーザビームに面する側において保護ガス流に曝露されないと想定する。本発明者ら側の実験は、これによって溶接スパッタの発生を顕著に減らすことができることを示した。

本発明は、以下において実施形態例を例示する図面を参照してより詳しく説明される。図面は、以下を概略的に示す。

突き合わせ継ぎ手において本質的に同じ厚さの２枚のプレス硬化性薄鋼板がフィラーワイヤを用いてレーザビームにより溶接されて一体化される、本発明による融接方法を実行するための装置の部品の斜視図を示す。 突き合わせ継ぎ手において本質的に異なる厚さの２枚のプレス硬化性薄鋼板がフィラーワイヤを用いてレーザビームにより溶接されて一体化される、本発明による融接方法を実行するための装置の部品の斜視図を示す。 突き合わせ継ぎ手において本質的に同じ厚さの２枚のプレス硬化性薄鋼板がフィラーワイヤを用いてレーザビームにより溶接されて一体化される、本発明による融接方法を実行するためのさらなる装置の部品の斜視図を示す。 図４ａは、本発明による方法を実行するとき発生するレーザ焦点の平面図を示す。図４ｂは、本発明による方法を実行するとき発生するさらなるレーザ焦点の平面図を示す。

図１～図３に本発明による方法を実行するためのレーザビーム溶接装置の略図が示される。それぞれの装置は、基部（図示せず）を含み、その上に同じまたは異なる材料グレードの鋼で製作された２つのストリップまたはプレート１、２が、溶接されて一体化されるそれらの縁部が突き合わせ継ぎ手に配置されるように配置される。薄鋼板１、２のうち少なくとも一方は、プレス硬化性鋼、好ましくはマンガン－ホウ素鋼で製作される。薄鋼板１、２は、突き合わせ継ぎ手において１０分の数ミリメートルの可能な限り最小のギャップ３で接合される。例えば、ギャップ３の幅は、０．２ｍｍ未満、好ましくは０．１５ｍｍ未満である。薄鋼板１、２が異なる材料グレードの鋼から製造された場合、一方の薄鋼板１または薄鋼板２は、例えば、比較的柔らかな深絞りグレードであり、一方、他方の薄鋼板２または薄鋼板１は、それより高い強度の鋼からなる。

互いに繋がれる薄鋼板１、２のうち少なくとも一方の材料であるプレス硬化性鋼は、例えば、以下の化学組成、
０．１０～０．５０重量％Ｃ、
最大０．４０重量％Ｓｉ、
０．５０～２．０重量％Ｍｎ、
最大０．０２５重量％Ｐ、
最大０．０１０重量％Ｓ、
最大０．６０重量％Ｃｒ、
最大０．５０重量％Ｍｏ、
最大０．０５０重量％Ｔｉ、
０．０００８～０．００７０重量％Ｂ、および
最小０．０１０重量％Ａｌ
を有してよく、残りは、Ｆｅおよび不可避不純物からなってよい。

引き渡し状態において、すなわち熱処理および急速冷却の前に、プレス硬化性薄鋼板１または薄鋼板２は、好ましくは少なくとも３００ＭＰａの降伏強度Ｒｅを有する。その引張強度Ｒｍは、例えば、少なくとも４８０ＭＰａであり、その破断時伸長率Ａ_８０は、好ましくは、少なくとも１０％である。熱間成形（プレス硬化）、すなわち大体９００℃～９５０℃のオーステナイト化温度に加熱し、この温度において成形し、次に急速冷却した後に、プレス硬化された薄板鋼は、大体１，１００ＭＰａの降伏強度Ｒｅ、大体１，５００ＭＰａ～２，０００ＭＰａの引張強度Ｒｍおよび大体５％の破断時伸長率Ａ_８０を有する。

薄鋼板１、２にはアルミニウムで製作された金属コーティング４が設けられている。これは、例えば、Ａｌ－Ｓｉコーティングである。コーティング４は、好ましくは、例えば、プレス硬化性鋼、好ましくはマンガン－ホウ素鋼のストリップがＡｌ－Ｓｉ溶融浴を通して導かれ、余分なコーティング材料がストリップから吹き飛ばされ、被覆されたストリップが続いて処理、特に加熱されるホットディップコーティングによって基材の両側に施用される。コーティング４のアルミニウム含有率は、７０重量％～９０重量％の範囲であってよい。

あるいは、溶接される薄鋼板１、２の一方だけがアルミニウム含有コーティング４を有してよい。さらに、コーティング４は、必要な場合、例えば物理蒸着（ＰＶＤ）によるかまたは電解コーティングプロセスによって、薄鋼板１、２の片側だけに施用してよい。

薄鋼板１、２は、図１および図３に示すように、本質的に同じ厚さであってよい。薄板厚さは、例えば、０．８～３．０ｍｍの範囲、好ましくは１．８ｍｍ～３．０ｍｍの範囲であり、一方、それぞれの薄板の側にある金属表面コーティング４の厚さは、１００μｍ未満、特に５０μｍ未満であってよい。

薄鋼板１、２の上に、レーザビーム６の整形および位置決めのための光学系、特に合焦レンズ７が設けられている、レーザ溶接ヘッド５の一部が示される。レーザビーム６は、例えば、５ｋＷ～１０ｋＷの範囲のパワーを提供するＮｄ：ＹＡＧレーザシステムによって発生される。

遮蔽用ガスの供給のためのライン８が任意選択としてレーザ溶接ヘッド５に割り当てられてよい。保護ガスライン８の口は、溶融浴９それ自体が保護ガス流に曝されないかまたは少なくとも直接曝されないような方法で、溶接継ぎ目１４の新たに発生した部分へ導かれるか、または例えば、本質的に向けられる。８．１は、保護ガス源として使用される圧縮ガスタンクである。好ましくは、純アルゴンまたは、例えばアルゴン、ヘリウムおよび／または二酸化炭素の混合物が保護ガスとして用いられる。この融接方法の代わりのまたはさらなる構成（図示せず）は、溶融浴９の下側または側面がレーザビーム６から離れた方に面し、溶接継ぎ目１４の下側が保護ガスに曝されていると想定する。

さらに、フィラー材料（フィラー金属）１１が例えばワイヤの形で溶融浴９に供給されるガイドライン１０がレーザ溶接ヘッド５に割り当てられ、ワイヤ１１の先端は、溶融浴９中で溶融する。フィラー金属１１は、本質的にアルミニウムをまったく含有しない。それは、例えば、以下の化学組成、
０．０５～０．４重量％Ｃ、
０～２．０重量％Ｓｉ、
０～３．０重量％Ｍｎ、
４～２５重量％Ｃｒ、
０～０．５重量％Ｍｏ、および
５～１２重量％Ｎｉ
を有し、残りはＦｅおよび不可避不純物からなる。

ワイヤ形のフィラー金属（フィラーワイヤ）１１の代わりに、ガス粉体流の形の粉体化されたフィラー金属も溶融浴９に供給されてよい。粉体化されたフィラー金属は、上記のフィラーワイヤ１１と同じ化学組成を有してよい。好ましくは、粉体化されたフィラー金属を溶融浴９に供給するためのキャリアガスとして上述の保護ガスの１種類が用いられる。

本発明によれば、レーザ溶接ヘッド５は、溶融浴９上で均一でないエネルギー分布を有する単一のレーザ焦点１６を、レーザ焦点１６がより小さなレーザ焦点区域１６．１とより大きなレーザ焦点区域１６．２とを有するように発生させる１つまたは複数の光学素子を有する（図４ａおよび図４ｂも参照）。より大きなレーザ焦点区域１６．２は、より小さなレーザ焦点区域１６．１によって照射される表面の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも３倍である表面を照射し、より小さなレーザ焦点区域１６．１においてはより大きなレーザ焦点区域１６．２におけるより高い表面単位あたりレーザエネルギー出力が導入される。より小さなレーザ焦点区域１６．１とより大きなレーザ焦点区域１６．２とは、互いに独立している異なるエネルギーレベルを有してよい。例えば、より小さなレーザ焦点区域１６．１とより大きなレーザ焦点区域１６．２との両方が４ｋＷ～５ｋＷの範囲のレーザエネルギー出力を有してよく、それによって、このエネルギーまたは出力は、より大きなレーザ焦点区域１６．２において顕著により大きな区域にわたって分配される。より小さなレーザ焦点区域１６．１は、本質的に深溶け込み溶接のために用いられ、一方、より大きなレーザ焦点区域１６．２は、この溶接プロセスを支援する。

より大きなレーザ焦点区域１６．２は、細長い形、例えば卵形、楕円形または長方形を有する。その長軸は、本質的にそれぞれの溶接方向ＷＤに、すなわち本質的にそれに平行にある。より小さなレーザ焦点区域１６．１は、本質的に円形を有してよく、あるいは細長い形も有してよい（図４ａおよび図４ｂ参照）。

均一でないエネルギー分布を有するレーザ焦点を発生させるレーザ溶接ヘッド５の光学素子は、例えば、合焦レンズ７および／またはより小さな追加の合焦レンズ７．１に割り当てられた回折または屈折光学素子であってよい（図１および図２参照）。

図３に均一でないエネルギー分布を有する単一のレーザ焦点１６を発生させるための別の可能性が示される。そこに概略的に示されるレーザ溶接ヘッド５は、合焦レンズ７およびそれに付随する光ガイドまたは光ファイバー束７．２を有する。

好ましくは、レーザ溶接ヘッド５の光学素子７、７．１または光学素子７、７．２は、より小さなレーザ焦点区域１６．１の位置がより大きなレーザ焦点区域１６．２の中で後者に対して調節することができるような方法で設計される。例えば、より大きなレーザ焦点区域１６．２内のより小さなレーザ焦点区域１６．１の位置は、溶接方向ＷＤに平行および／または直角である方向（Ｘ方向および／またはＹ方向）で調節することができる。この調節任意選択肢は、図４ａおよび図４ｂにおいて両方向破線矢印１８、１９によって概略的に示される。例えば、より小さな合焦レンズ７．１、少なくとも１つの回折もしくは屈折光学素子または光ガイド７．２は、合焦レンズ７に対して半径方向で調節可能にレーザ溶接ヘッド５中に装着される。

レーザ焦点における均一でないエネルギー分布が合焦レンズ７およびこの合焦レンズに割り当てられた光ガイドまたは光ファイバー束７．２によって実現される場合、レーザ焦点区域１６．１およびレーザ焦点区域１６．２の互いに対する位置は、例えばレーザビーム６の焦点をぼやけさせることによって変化させることができる。

さらに、図４ａならびに図４ｂにおいて、より大きなレーザ焦点区域１６．２は、より小さなレーザ焦点区域１６．１の平均直径または最大直径の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも２．５倍、特に好ましくは少なくとも３倍である長軸方向の長さを有することが分かる。

図２に示される実施形態の例は、薄鋼板１、２’が、突き合わせ継ぎ手において厚さ段差ｄが存在するように異なる厚さである点で、図１および図３に示される例と異なる。例えば、一方の薄板２’は、０．８ｍｍ～１．２ｍｍの範囲の板厚を有し、一方、他方の薄板１は、１．６ｍｍ～３．０ｍｍの範囲の板厚を有する。さらに、突き合わせ継ぎ手において接合されて一体化される薄鋼板１、２’は、材料品質も異なってよい。例えば、より厚いプレート１は、より高い強度の鋼で製作されるが、より薄い鋼板２’は、比較的柔らかな深絞り品質を有する。薄鋼板１、２’も１０分の数ミリメートルという可能な限り最小のギャップ３で接合されて一体化される。

図２においては、実施形態中に例示されるように、レーザ溶接時に溶融浴９は、レーザビーム６に面する側で保護ガス流に曝されていない。しかし、レーザビーム６から離れた方を向く溶融浴９の側およびレーザビーム６から離れた方を向く溶接継ぎ目１４の側には、好ましくは、保護ガスが供給される。

個々のレーザ焦点１６における記載された特別なまたは適合したエネルギー分布は、温度分布、ひいては溶融浴９中の流れを変化させる効果を有する。このことは、より良好な溶接継ぎ目１４の均一化という結果を生む。それによって、５ｍ／分以上の溶接速度が溶接継ぎ目１４の均一性にとって有利となる。フィラーワイヤ１１は、好ましくは、溶接速度の４０％～９０％の速度で供給される。

フィラーワイヤ１１は、好ましくは、ワイヤ１１がより小さなレーザ焦点区域１６．２に触れるかまたは本質的により小さなレーザ焦点区域１６．２へ直接導かれるような方法で溶融浴９中に供給される。さらに、ワイヤ供給は、好ましくは、引張方式である（図１および図３参照）。

さらに、図１～図３において、フィラーワイヤ１１は、ワイヤ１１の中心軸と、溶接される少なくとも１枚の薄鋼板１、２または溶接されて一体化される薄鋼板１、２の表面とが、例えば１０°～４５°の範囲、好ましくは１０°～３０°の間の範囲の鋭角をなすような方法で溶融浴９中に供給されることが分かる。

本発明の実施は、図面に概略的に表される実施形態の例に限定されない。代わりに、示される例から逸脱する設計の場合、添付の請求項中に特定される本発明も利用する、多数の変化形が想定可能である。例えば、本発明の状況においては、特にワイヤの形のフィラー材料１１が、溶融浴９中に流入する前に加熱装置によって少なくとも６０℃の温度に加熱されることも可能である。例えば、フィラーワイヤ１１は、溶融浴９に流入する前に１００℃～３００℃の範囲、好ましくは１５０℃～２５０℃の範囲の温度に加熱される。

Claims (19)

1. プレス硬化された鋼、好ましくはマンガン－ホウ素鋼で製作された１枚またはそれより多い薄鋼板の融接のための方法であって、前記薄鋼板（１、２）または前記薄鋼板（１、２）のうち少なくとも１枚は、アルミニウムを含有する金属コーティング（４）を有し、前記融接は、少なくとも１本のレーザビーム（６）だけによって作り出される溶融浴（９）中にフィラー材料が供給される間に行われる方法であって、１つまたは複数の光学素子によって均一でないエネルギー分布を有する単一のレーザ焦点（１６）を前記溶融浴（９）上に発生させ、前記レーザ焦点は、より小さなレーザ焦点区域（１６．１）とより大きなレーザ焦点区域（１６．２）とを有し、前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）は、前記より小さなレーザ焦点区域（１６．１）によって照射される表面の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも３倍である表面を照射し、前記より小さなレーザ焦点区域（１６．１）においては前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）におけるより高い表面単位あたりレーザエネルギー出力が導入されるようになることを特徴とする方法。
2. 前記レーザビーム（６）は、本質的に融接時には振動しないことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 均一でないエネルギー分布を有する前記レーザ焦点（１６）を作り出す前記光学素子（７．１、７．２）は、前記より小さなレーザ焦点区域（１６．１）の前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）内の位置を後者に対して調節することができるように設計されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記より小さなレーザ焦点区域（１６．１）の前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）内の位置は、前記溶接方向（ＷＤ）に平行および／または直角である方向（Ｘ、Ｙ）で調節されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）は、細長い形、特に卵形、楕円形または長方形を有し、前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）の長軸は、本質的に前記溶接方向（ＷＤ）にあることを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記より大きなレーザ焦点区域（１６．２）は、前記より小さなレーザ焦点区域（１６．１）の平均直径または最大直径の少なくとも２倍、好ましくは少なくとも２．５倍、特に好ましくは少なくとも３倍である長軸方向長さを有することを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記フィラー材料（１１）は、ワイヤまたは粉体の形で供給されることを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載の方法。
8. 前記フィラー材料（１１）は、不可避不純物または不可避痕跡量を除いてアルミニウムをまったく含有しないことを特徴とする、請求項１～７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記フィラー材料（１１）は、ニッケル、クロムおよび／または炭素を含む群のうち少なくとも１種類の合金元素を含有することを特徴とする、請求項１～８の何れか一項に記載の方法。
10. 前記フィラー材料（１１）は、以下の組成、
    ０．０５～０．４重量％Ｃ、
    ０～２．０重量％Ｓｉ、
    ０～３．０重量％Ｍｎ、
    ４～２５重量％Ｃｒ、
    ０～０．５重量％Ｍｏ、および
    ５～１２重量％Ｎｉ
    を有し、残りは、Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする、請求項１～９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記プレス硬化性鋼は、以下の組成、
    ０．１０～０．５０重量％Ｃ、
    最大０．４０重量％Ｓｉ、
    ０．５０～２．０重量％Ｍｎ、
    最大０．０２５重量％Ｐ、
    最大０．０１０重量％Ｓ、
    最大０．６０重量％Ｃｒ、
    最大０．５０重量％Ｍｏ、
    最大０．０５０重量％Ｔｉ、
    ０．０００８～０．００７０重量％Ｂ、および
    最小０．０１０重量％Ａｌ
    を有し、残りは、Ｆｅおよび不可避不純物からなることを特徴とする、請求項１～１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記薄鋼板（１、２）は、突き合わせ継ぎ手において接合され、０．０１～０．１５ｍｍの範囲の、好ましくは０．０６～０．１５ｍｍの範囲の平均ギャップ幅を有するギャップ（３）が接合される突き合わせ継ぎ手に設定されることを特徴とする、請求項１～１１の何れか一項に記載の方法。
13. 前記薄鋼板（１、２）は、少なくとも４ｍ／分の溶接速度で、好ましくは少なくとも５ｍ／分、特に好ましくは６～１２ｍ／分の範囲の溶接速度で接合されることを特徴とする、請求項１～１２の何れか一項に記載の方法。
14. 前記フィラー材料（１１）は、ワイヤの形で供給され、前記ワイヤは、前記溶接速度の４０％～９０％の範囲の供給速度で供給されることを特徴とする、請求項１～１３の何れか一項に記載の方法。
15. 前記溶融浴（９）は、少なくとも前記レーザビーム（６）に面する側においてレーザ溶接時に保護ガス流に曝されないことを特徴とする、請求項１～１４の何れか一項に記載の方法。
16. 好ましくはワイヤの形の前記フィラー材料（１１）は、前記フィラー材料（１１）が前記より小さなレーザ焦点区域（１６．２）に直接供給されるように前記溶融浴（９）中に供給されることを特徴とする、請求項１～１５の何れか一項に記載の方法。
17. 前記フィラー材料（１１）は、好ましくはワイヤの形で引張方式にて供給されることを特徴とする、請求項１～１６の何れか一項に記載の方法。
18. ワイヤの形で供給される前記フィラー材料（１１）は、ワイヤの中心軸と溶接される少なくとも１枚の前記薄鋼板（１、２）または溶接されて一体化される前記薄鋼板（１、２）の表面とが５０°未満、好ましくは４５°未満、特に好ましくは３０°未満、特に１０°～３０°の間の鋭角をなすような方法で前記溶融浴（９）に供給されることを特徴とする、請求項１～１７の何れか一項に記載の方法。
19. 好ましくはワイヤの形の前記フィラー材料（１１）は、前記溶融浴（９）中に供給される前に加熱装置によって少なくとも６０℃の温度、好ましくは少なくとも１００℃、好ましくは少なくとも１５０℃、特に、少なくとも１８０℃に加熱されることを特徴とする、請求項１～１８の何れか一項に記載の方法。

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