WO2015058225A2 - Joint connection and beam welding method - Google Patents

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WO2015058225A2
WO2015058225A2 PCT/AT2014/050249 AT2014050249W WO2015058225A2 WO 2015058225 A2 WO2015058225 A2 WO 2015058225A2 AT 2014050249 W AT2014050249 W AT 2014050249W WO 2015058225 A2 WO2015058225 A2 WO 2015058225A2
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weld
component
joint
weld seam
deflection
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Dominik Berger
Peter STAUFER
Michael Thaler
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Automed Holding Gmbh
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/0046—Welding
    • B23K15/0053—Seam welding

Definitions

  • the invention relates to a joint connection according to the preamble of claim 1.
  • first metallic component and a second metallic component of an assembly they form a joint at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces.
  • the components are connected to one another in a material-locking manner via a weld produced by a welding beam, in particular a laser or electron beam. Due to the location of incidence of the center of the welding beam on the components, a weld seam path is defined, which runs essentially along the joint in a first weld seam section, and the weld has an approximately constant weld seam width. The end of the weld is formed in a subsequent second weld section.
  • a so-called keyhole which is filled with evaporating metal and surrounded by molten metal, is formed at the point of incidence of the welding beam.
  • a keyhole allows a deep penetration of the welding beam and is such a characteristic feature of so-called deep welding. If the power of the welding jet is now reduced or completely deactivated at one end of the weld, very rapid solidification processes take place due to the lack of energy input and rapid heat dissipation into the interior of the components, and these are often so fast that craters, notches or cracks remain at the weld seam end ,
  • a joining connection produced by a generic method is known, for example, from DE 20 2012 102 318 U1.
  • a weld end is formed as a hook or a loop made to avoid end crater cracks.
  • the appropriate choice of the dimensions of the weld end and the exact determination of the shape of the weld end depend on many factors and can be correspondingly expensive.
  • the object of the invention is to provide a joint connection which can be produced in a simple manner and has favorable properties with regard to the avoidance of end craters and end crater cracks.
  • the object of the invention is achieved by a generic joint connection, in which in the second weld section, the weld seam viewed in the direction of welding alternately has a deflection in the first component and a deflection in the second component, with two or more crossing points the weld seam track are formed with the joining joint and successive crossing points have a distance to one another that corresponds at most to the width of the weld seam in the first weld seam section.
  • a possible embodiment of the joint connection can consist in that the weld seam end formed from solidified melt bath has a corrugated edge with wave crests and wave troughs in plan view, where wave crests correspond to the local maximum deflections of the weld seam track in the respective component.
  • This outer shape of the weld favors transverse surface-aligned surface structures and avoids end craters with notches parallel to the joint.
  • a frequently applicable and advantageous embodiment of the joint connection in practice is that it is designed as a butt weld and in the second weld seam section a maximum deflection of the weld seam path measured transversely to the joint in the first Component substantially coincides with the maximum deflection of the weld seam in the second component.
  • a likewise often applicable in practice embodiment is formed in that the joint connection is formed as a fillet weld, wherein the joint is formed by the fact that an edge of the second component rests on the surface of the first component and the welding beam at an acute angle is guided to the surface of the first component to the joining, and that in the second weld section corresponds to the maximum deflection of the weld seam in the second component at least twice, preferably three times, in particular four times the maximum deflection of the weld seam in the first component.
  • An advantageous energy distribution with effective prevention of end craters in the weld end is achieved when the sum of the maximum deflection of the weld seam in the first component and the maximum deflection of the weld seam in the second component between 0.8 times and 2 times the weld width, preferably between 1.2 times and 1.5 times the width of the weld.
  • the weld seam path has a first deflection in the first component, a second deflection in the second component and a third deflection in the first component and then in succession in a welding end point where the welding beam is deactivated ends.
  • any welding defects at the weld end come to rest at a defined point and can be identified more easily or countermeasures can be taken.
  • An alternative embodiment of the joint which also has a spatially very short weld end, but without an increased risk of end craters, is that the welding end point, in which the welding beam is deactivated or falls below a certain lower power limit, by reversing the welding direction before outermost weld endpoint is located.
  • the invention further relates to a method for producing a joint connection according to the preamble of claim 11.
  • the weld seam path in the second weld seam section, is alternately guided in a deflection into the first component and in a deflection into the second component in the manner of an oscillation aligned transversely to the joint, wherein the weld seam track is guided so that it has two or more points of intersection has the joint and successive crossing points to each other have a distance which corresponds at most to the weld seam width.
  • the region of the weld seam end, in which the keyhole collapses when the welding beam is deactivated, is pretreated by the measures according to the invention in such a way that no sharp-edged surface topographies result, as usually occur in the known end craters.
  • the advantageous effects of the invention can be achieved in particular if the weld seam path in the second weld section has deflections with respect to the joint in a shape selected from a group comprising sinusoidal, zigzag-shaped, sawtooth-shaped, rectangular, trapezoidal, wavy.
  • These forms can be easily programmed in a modern CNC control of a welding device and easily realized by corresponding CNC axes.
  • a weld end with a low risk of forming a terminal crater is created when power from the welding beam is reduced from a substantially constant output in the first weld section in the second weld section to less than 20% of the output power until a weld end point in which the weld beam is deactivated ,
  • a machine variant of advantage is a method variant in which the movements of the welding beam relative to the assembly in the first weld section by a welding head moving CNC axes are performed and arranged in the second weld section at least the deflections of the welding beam across the joint by means of a in or on the welding head and of the CNC axes are performed independently adjustable optical deflection system.
  • the movements of the welding beam relative to the assembly in the first weld section by a welding head moving CNC axes are performed and arranged in the second weld section at least the deflections of the welding beam across the joint by means of a in or on the welding head and of the CNC axes are performed independently adjustable optical deflection system.
  • the movements of the welding beam relative to the assembly in the first weld section by a welding head moving CNC axes are performed and arranged in the second weld section at least the deflections of the welding beam across the joint by means of a in or on the welding head and of the CNC axes are performed independently adjustable optical
  • FIG. 1 shows a cross section through a weld end of a joint connection with Endkrater and Endkraterriss.
  • FIG. 2 is a view of the weld end of a joint according to the invention.
  • 3 shows a cross section through a weld end of a joint connection according to the invention
  • 4 shows a view of a further possible embodiment of a joint connection according to the invention
  • 5 shows a section through a further possible embodiment of a joint connection according to the invention
  • Fig. 6 is a view of another possible embodiment of a joint connection according to the invention.
  • Fig. 1 shows a cross section through an assembly of a first metallic component 1 and a second metallic component 2, which are interconnected by means of a joint connection.
  • the joint connection is formed by a weld seam 3, whereby it bridges a joining joint 4 which is formed on the components 1 and 2 by facing joining surfaces 5 and 6 which face one another and are substantially gap-free.
  • the components 1, 2 with flat joining surfaces 5, 6 butt against each other and the weld 3 can be referred to in this embodiment as butt weld 7.
  • the weld seam 3 is produced by directing a high-energy welding beam 8, which is indicated in FIG. 1 by a dashed ray bundle, in the region of the joining joint 4 onto the components 1, 2.
  • the welding beam 8 is usually moved along the joint 4 and is thereby generated a substantially constant weld 3 with largely consistent properties.
  • the welding beam 8 is deactivated and thereby a weld end is formed.
  • defects in the produced weld seam 3 may occur for the following reasons.
  • a so-called keyhole which is filled with evaporating metal and surrounded by molten metal, is formed at the point of incidence of the welding beam 8.
  • a keyhole allows for a deep penetrate the welding beam 8 and is such a characteristic feature of so-called deep welding.
  • the keyhole also moves accordingly, while the back of the keyhole is closed by solidifying molten metal.
  • Endkraterrisse 10 For assemblies with high demands on the mechanical strength, especially in dynamic stress, such vulnerabilities are to be avoided by Endkraterrisse 10 and therefore beam welding methods have been developed that should avoid the occurrence of such Endkrater 9 and such Endkraterrisse 10.
  • FIG. 2 shows a view of a possible embodiment of a joint connection according to the invention between a first metallic component 1 and a second metallic component 2.
  • the joint connection in the form of a weld 3 is formed by a welding beam 8, wherein in FIG. 2 an impact location 11 of the welding beam 8 during the production of the weld 3 is indicated by a dashed circle.
  • the point of incidence 11 of the welding beam 8 can also be referred to as the welding beam focus and typically has a diameter of a few tenths of a millimeter up to a millimeter or even more.
  • the center of the welding beam is moved and define the Auftrefforte 11 on the components 1, 2, a weld seam 13.
  • the joint connection according to the invention comprises a first weld seam section 15, in which the weld seam web 13 extends substantially along the joining joint 4 between the components 1 and 2 and a uniform weld seam 3 is produced due to a substantially constant welding speed and constant welding power, which in particular is approximately constant Weld seam width 14 has.
  • the first weld seam section 15 is adjoined by a second weld seam section 16, in which a weld end 17 is formed.
  • a welding direction 18 is indicated by a pointing to the right arrow. That is, the welding beam 8 is moved in the production of the weld 3 from left to right.
  • the weld seam track 13 as connection of the centers 12 of the impact locations 11 of the welding beam 8 is also the track along which the keyhole moves during the welding process.
  • the weld end 17 is embodied in the second weld seam section 16 in such a way that the weld seam web 13 alternately has a deflection 19 in the first component 1 and a deflection 20 in the second component 2 in the manner of an oscillation aligned transversely to the joint 4.
  • the weld seam track 13 in the weld end 17 has two deflections 19 in the first component 1 and a deflection 20 in the second component 2.
  • the center 12 of the welding beam 8 becomes different from the first weld seam portion during the production of the weld seam end 17 15 is moved in the second weld section 16 not only in the welding direction 18 along the joint 4, but also transversely thereto and thereby crosses the weld seam 13 between a Deflection 19 in the first component 1 and a deflection 20 in the second component 2, the joint 4 and also between a deflection 20 in the second component 2 and a subsequent deflection 19 in the first component 1. This results in a first intersection point 21 and a second subsequent crossing point 22 of the weld seam web 13 with the joint 4.
  • FIG. 2 which runs
  • weld seam path 13 similar to a sinusoidal oscillation, wherein the deflections 19, 20 are each half-wave-like. Deviating from this, however, deflections 19, 20 are also possible, which run in a zigzag, sawtooth, rectangular, trapezoidal, wavy manner.
  • the weld seam path 13 ends after the second deflection 19 in the first component 1 at a welding path end point 23, which is approximately in Fig. 2 on the joint 4. Between the first weld section 15 and the weld end point 23, in which the
  • Welding beam 8 is deactivated, the power of the welding beam is reduced.
  • two consecutive crossing points 21, 22 have a distance 24 from each other which corresponds at most to the width of the weld seam 14 in the first weld seam section 15.
  • Alternate deflections 19, 20 in the first component 1 and the second component 2 are thereby not stretched long, but take place relatively short in a row. Since the distance between the points of intersection 21, 22 to each other is smaller than the weld seam width 14, overlap or overlap the resulting when passing through the deflection 20 by the welding beam 8 at its points of incidence 11 molten metal.
  • This multiple transverse movement of the welding beam 8 in the region of the weld end 17 results in an enlarged melt bath, which cools slower due to its larger volume than the straight weld 3 in the first weld section 15.
  • the molten metal has thereby longer time, a largely closed surface of the weld 3 form, which in particular the formation of deep, sharp-edged or notched Endkratern is largely avoided. Likewise, the associated end crater cracks are largely avoided.
  • the deflections 19, 20 of the weld seam track 13 each have local maximum deflections 25 and 26 transversely to the joint 4 in the first component 1.
  • the welded seam end 17 formed from solidified molten metal has a corrugated edge with wave crests 27 in plan view and troughs 28 on.
  • deflections 19, 20, in which the welding beam 8 still with comparatively high power is operated correspond to the wave peaks 27 with the local maximum deflections 25, 26 of the weld seam 13 in the respective component 1, 2, which also results in a characteristic edge in a weld seam 17 according to the invention.
  • the joint connection is designed as a butt seam 7, it is advantageous if in
  • FIG. 3 shows, in an enlarged detail, a section through a joint according to the invention along the line III-III in FIG. 2. It can be seen that at the weld seam surface 29 an end crater 9 or end crater tear 10 shown in FIG joining compound according to the invention is not present.
  • the mechanical strength of the joint connection is significantly improved by the lower notch effect of this weld seam surface 29.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the joint connection, which may be independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 3.
  • reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 4 shows features which differ from the embodiment according to FIG. 2, but can be features of further embodiments individually or in combination with each other.
  • the weld seam 13 in the second weld section 16 is not symmetrical with respect to the joint 4, but are the deflections 19 in the first component 1 with executed a smaller deflection 25 and the deflections 20 are executed in the second component 2 with a larger maximum deflection 26.
  • the maximum deflection 26 of the weld seam track 3 corresponds to at least twice, preferably three times, in particular four times, the maximum deflection 25 of the weld seam track 3 into the first component 1, that is to say a ratio of the maximum deflections 25, 26 of 20% and 80%.
  • the individual deflections 19, 20 are, for example, symmetrical with respect to a reference line 30 offset parallel to the joint 4.
  • the weld seam web 13 in the weld end 17 has a first deflection 19 in the first component 1, a subsequent second deflection 20 in the second component 2, a third deflection 19 again in the first component 1 and a fourth deflection 20 in the second component 2 and ends in a welding path end point 23, which lies in the first component 1.
  • a first deflection 19 in the first component 1 a subsequent second deflection 20 in the second component 2
  • a third deflection 19 again in the first component 1 and a fourth deflection 20 in the second component 2 ends in a welding path end point 23, which lies in the first component 1.
  • two further crossing points 31 and 32 of the weld seam track 13 with the joining joint 4 are present next to the crossing points 21, 22.
  • successive points of intersection 21, 22, 31, 32 are at a distance from one another, the maximum of the weld seam width 14 in the first weld section 15 corresponds.
  • the deflections 19 in the first component may have the same maximum deflections 25, as well as the deflections 20 in the second component; However, it is also possible that the deflections 19 in the first component 1 or the deflections 20 in the second component 2 different, in particular decreasing Maximalausschitch 25 and 26 has.
  • FIG. 5 shows a partial sectional view of a further embodiment of the joint connection according to the invention, in which the weld seam 3 is designed in the form of a fillet weld 33.
  • the joint 4 is formed in this joint connection such that an edge 34 of the second
  • Component 2 rests on a surface 35 substantially gap-free.
  • the second component 2 is arranged at a right angle to the first component 1, but also oblique arrangements of the component 2 are possible. Since the joint 4 coincides with a fillet weld 33 with the surface 35 of a component 1, the welding beam 8 can not be fed exactly in the direction of the joint 4, but its direction must deviate slightly from the direction of the joint 4. To achieve this, the welding beam 8 is guided at an acute angle 35 to the surface of the first component 1 to the joint 4. In the production of the joint connection according to the invention or in carrying out the method according to the invention, it is advantageous if the welding beam 8 in the second weld section 16 with respect to a position shown in dashed lines in FIG.
  • FIG. 4 could also be regarded as a view of a fillet weld 33 in the direction IV-IV in FIG. 5.
  • the weld seam 3 is thus oriented at a fillet weld 33 in the first weld section 15 approximately at the accessible end of the joint 4, while it is positioned in the second weld section 16 for the most part on the second component 2 and therefore the greater proportion of the weld end is located in the component 2.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the joint connection, which is possibly independent of itself, again using the same reference numerals or component designations for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 5.
  • reference numerals or component designations for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 5.
  • an alternating sequence of deflections 19 in the first component and deflections 20 in the second component is again carried out in the weld end 17, wherein in this embodiment, the welding direction 18 after the second deflection 19 of the weld seam 13 in the first component 1 the
  • Welding direction 18 is changed to the left direction, whereby the third deflection 19 comes to rest in the first component 1 between the first and second deflection 19.
  • the weld end point 23 in this embodiment is closer to the beginning of the weld end than the outermost weld end 36.
  • Also by this embodiment is achieved by the multiple deflections 19, 20 of the weld seam 13 transverse to the joint 4, an enlarged melt pool having no end craters.
  • the embodiments show possible embodiments of the joint connection, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this variation possibility due to the teaching of technical action representational invention in the skill of those skilled in this technical field.

Abstract

The invention relates to a joint connection between a first metal component (1) and a second metal component (2), which form a joint (4) and are connected to each other by means of a weld (3) produced by a welding beam (8), wherein the weld path (13) defined by the locations of incidence (11) of the welding beam (8) on the components (1, 2) extends along the joint (4) in a first weld segment (15) and the weld (3) has a constant weld width (14) and a weld end (17) is formed in a second weld segment (16). In the second weld segment, the weld path (13) alternately has a deflection (19) into the first component (1) and a deflection (20) into the second component (2) transversely to the joint (4), wherein two or more points of intersection (21, 22, 31, 32,...) of the weld path (13) are formed with the joint (4) and successive points of intersection (21, 22, 31, 32) have a maximum distance (24) from each other that corresponds at to the weld width (14).

Description

Fügeverbindung und Strahlschweißverfahren  Joining connection and beam welding process
Die Erfindung betrifft eine Fügeverbindung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a joint connection according to the preamble of claim 1.
Bei einer derartigen Fügeverbindung zwischen einem ersten metallischen Bauteil und einem zweiten metallischen Bauteil einer Baugruppe, bilden diese an ihren einander zugewandten und im Wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen einen Fügestoß aus. Die Bauteile sind dabei über eine durch einen Schweißstrahl, insbesondere Laser- oder Elektro- nenstrahl, hergestellte Schweißnaht stoffschlüssig miteinander verbunden. Durch die Auftrefforte der Mitte des Schweißstrahls auf den Bauteilen ist eine Schweißnahtbahn definiert, die in einem ersten Schweißnahtabschnitt im Wesentlichen entlang des Fügestoßes verläuft und weist die Schweißnaht eine annähernd konstante Schweißnahtbreite auf. Das Ende der Schweißnaht ist in einem daran anschließenden zweiten Schweißnahtabschnitt gebildet. In such a joint connection between a first metallic component and a second metallic component of an assembly, they form a joint at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces. The components are connected to one another in a material-locking manner via a weld produced by a welding beam, in particular a laser or electron beam. Due to the location of incidence of the center of the welding beam on the components, a weld seam path is defined, which runs essentially along the joint in a first weld seam section, and the weld has an approximately constant weld seam width. The end of the weld is formed in a subsequent second weld section.
Bei derartigen Strahlschweißverfahren, bei denen der Schweißstrahl, insbesondere durch einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl gebildet ist, entsteht am Auftreffort des Schweißstrahles ein sogenanntes Keyhole, das mit verdampfendem Metall gefüllt ist und von geschmolzenem Metall umgeben ist. Ein derartiges Keyhole ermöglicht ein tiefes Eindringen des Schweißstrahles und ist ein solches ein charakteristisches Merkmal von sogenannten Tiefschweißverfahren. Wird an einem Schweißnahtende nun die Leistung des Schweißstrahls reduziert oder dieser komplett deaktiviert, erfolgen aufgrund des fehlenden Energieeintrages und einer raschen Wärmeableitung in das Innere der Bauteile sehr rasche Erstarrungsvorgänge und sind diese häufig so schnell, dass am Schweißnahtende Krater, Kerben oder Risse ver- bleiben. In the case of such beam welding methods in which the welding beam is formed, in particular by a laser beam or an electron beam, a so-called keyhole, which is filled with evaporating metal and surrounded by molten metal, is formed at the point of incidence of the welding beam. Such a keyhole allows a deep penetration of the welding beam and is such a characteristic feature of so-called deep welding. If the power of the welding jet is now reduced or completely deactivated at one end of the weld, very rapid solidification processes take place due to the lack of energy input and rapid heat dissipation into the interior of the components, and these are often so fast that craters, notches or cracks remain at the weld seam end ,
Eine mit einem gattungsgemäßen Verfahren hergestellte Fügeverbindung ist beispielsweise aus DE 20 2012 102 318 Ul bekannt. Dabei wird zur Vermeidung von Endkraterrissen ein Schweißnahtende geformt wie ein Haken oder eine Schlaufe hergestellt. Die geeignete Wahl der Abmessungen des Schweißnahtendes und die exakte Festlegung der Form des Schweißnahtendes hängen dabei von vielen Einflussgrößen ab und können dementsprechend aufwändig sein. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fügeverbindung bereitzustellen, die auf einfache Weise herstellbar ist und günstige Eigenschaften im Hinblick auf die Vermeidung von Endkratern und Endkraterrissen aufweist. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine gattungsgemäße Fügeverbindung gelöst, bei der im zweiten Schweißnahtabschnitt die Schweißnahtbahn in Schweißrichtung betrachtet in Art einer quer zum Fügestoß ausgerichteten Schwingung alternierend eine Auslenkung in den ersten Bauteil und eine Auslenkung in den zweiten Bauteil aufweist, wobei zwei oder mehrere Kreuzungspunkte der Schweißnahtbahn mit dem Fügestoß gebildet sind und aufeinanderfol- gende Kreuzungspunkte zueinander einen Abstand aufweisen, der maximal der Schweißnahtbreite im ersten Schweißnahtabschnitt entspricht. Durch diese räumlich knapp aufeinanderfolgenden Auslenkungen des Schweißstrahles wird am Schweißnahtende eine auf einen größeren Bereich ausgedehnte Wärmemenge eingebracht, die die Ausbildung eines Endkraters, der bei einer reinen Leistungsreduktion oder Geschwindigkeitserhöhung des Schweißstrahles auftreten würde, wirksam unterbunden, da der Bereich, in dem das vom Schweißstrahl gebildete Keyhole beim Absenken der Strahlleistung kollabiert durch die Wärmeeinbringung gewissermaßen vorbehandelt ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Schweißnahtbahn ist maschinentechnisch leicht realisierbar, da z.B. einer Hauptbewegung eines Schweißkopfes in einer Schweißrichtung, die mittels einer CNC-Achse ausgeführt wird eine schwingende Quer- bewegung des Schweißstrahls überlagert wird, was auf einfache Weise mittels einer Umlenkoptik z.B. mit einem schwingenden Spiegel, erfolgen kann. A joining connection produced by a generic method is known, for example, from DE 20 2012 102 318 U1. In this case, a weld end is formed as a hook or a loop made to avoid end crater cracks. The appropriate choice of the dimensions of the weld end and the exact determination of the shape of the weld end depend on many factors and can be correspondingly expensive. The object of the invention is to provide a joint connection which can be produced in a simple manner and has favorable properties with regard to the avoidance of end craters and end crater cracks. The object of the invention is achieved by a generic joint connection, in which in the second weld section, the weld seam viewed in the direction of welding alternately has a deflection in the first component and a deflection in the second component, with two or more crossing points the weld seam track are formed with the joining joint and successive crossing points have a distance to one another that corresponds at most to the width of the weld seam in the first weld seam section. These spatially just successive deflections of the welding beam at the weld end a large amount of heat introduced amount that effectively prevented the formation of a Endkraters, which would occur in a pure power reduction or increase in speed of the welding beam, since the area in which the welding beam formed Keyhole when lowering the beam power collapsed by the heat input is pretreated to some extent. The inventive design of the weld seam path is easy to implement by machine, since, for example, a main movement of a welding head in a welding direction, which is carried out by means of a CNC axis, a vibrating transverse movement of the welding beam is superimposed, which in a simple manner by means of a deflection optics, for example with a swinging mirror , can be done.
Eine mögliche Ausführungsform der Fügeverbindung kann darin bestehen, dass das aus erstarrtem Schmelzebad gebildete Schweißnahtende in Draufsicht einen gewellten Rand mit Wellenbergen und Wellentälern aufweist, wobei Wellenberge mit den lokalen Maximalauslenkungen der Schweißnahtbahn in den jeweiligen Bauteil korrespondieren. Diese äußere Form der Schweißnaht begünstigt quer zum Fügestoß ausgerichtete Oberflächenstrukturen und vermeidet Endkrater mit zum Fügestoß parallel verlaufenden Kerben. Eine in der Praxis häufig anwendbare und vorteilhafte Ausführungsform der Fügeverbindung besteht darin, dass diese als Stumpfnaht ausgebildet ist und im zweiten Schweißnahtabschnitt eine quer zum Fügestoß gemessene Maximalauslenkung der Schweißnahtbahn in den ersten Bauteil im Wesentlichen mit der Maximalauslenkung der Schweißnahtbahn in den zweiten Bauteil übereinstimmt. A possible embodiment of the joint connection can consist in that the weld seam end formed from solidified melt bath has a corrugated edge with wave crests and wave troughs in plan view, where wave crests correspond to the local maximum deflections of the weld seam track in the respective component. This outer shape of the weld favors transverse surface-aligned surface structures and avoids end craters with notches parallel to the joint. A frequently applicable and advantageous embodiment of the joint connection in practice is that it is designed as a butt weld and in the second weld seam section a maximum deflection of the weld seam path measured transversely to the joint in the first Component substantially coincides with the maximum deflection of the weld seam in the second component.
Eine in der Praxis ebenfalls häufig anwendbare Ausführung ist dadurch gebildet, dass die Fü- geverbindung als Kehlnaht ausgebildet ist, bei der der Fügestoß dadurch gebildet ist, dass ein Rand des zweiten Bauteils auf der Oberfläche des ersten Bauteils anliegt und der Schweißstrahl in einem spitzen Winkel zur Oberfläche des ersten Bauteils zum Fügestoß geführt ist, und dass im zweiten Schweißnahtabschnitt die Maximalauslenkung der Schweißnahtbahn in den zweiten Bauteil zumindest dem Doppelten, vorzugsweise dem Dreifachen, insbesondere dem Vierfachen der Maximalauslenkung der Schweißnahtbahn in den ersten Bauteil entspricht. A likewise often applicable in practice embodiment is formed in that the joint connection is formed as a fillet weld, wherein the joint is formed by the fact that an edge of the second component rests on the surface of the first component and the welding beam at an acute angle is guided to the surface of the first component to the joining, and that in the second weld section corresponds to the maximum deflection of the weld seam in the second component at least twice, preferably three times, in particular four times the maximum deflection of the weld seam in the first component.
Eine vorteilhafte Energieverteilung mit effektiver Vermeidung von Endkratern im Schweißnahtende wird erzielt, wenn die Summe aus der Maximalauslenkung der Schweißnahtbahn in den ersten Bauteil und der Maximalauslenkung der Schweißnahtbahn in den zweiten Bauteil zwischen dem 0,8-fachen und dem 2-fachen der Schweißnahtbreite, vorzugsweise zwischen dem 1, 2-fachen und dem 1,5-fachen der Schweißnahtbreite entspricht. An advantageous energy distribution with effective prevention of end craters in the weld end is achieved when the sum of the maximum deflection of the weld seam in the first component and the maximum deflection of the weld seam in the second component between 0.8 times and 2 times the weld width, preferably between 1.2 times and 1.5 times the width of the weld.
Für den Wärmeeintrag in das Schweißnahtende ebenfalls von Vorteil ist es, wenn aufeinan- derfolgende Kreuzungspunkte der Schweißnahtbahn mit dem Fügestoß zueinander einen Abstand aufweisen, der zwischen dem 0,2-fachen und dem 0,8 fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,4-fachen und dem 0,6-fachen, der Schweißnahtbreite im ersten Schweißnahtabschnitt beträgt. Zur Erzielung eines kurzen Schweißnahtendes, das sich dementsprechend auch in kurzer Zeit herstellen kann, ist es vorteilhaft, wenn die Schweißnahtbahn aufeinanderfolgend eine erste Auslenkung in den ersten Bauteil, eine zweite Auslenkung in den zweiten Bauteil und eine dritte Auslenkung in den ersten Bauteil aufweist und danach in einem Schweißendpunkt, in dem der Schweißstrahl deaktiviert wird, endet. It is also advantageous for the heat input into the weld end if successive intersections of the weld seam path with the joining joint have a spacing between 0.2 times and 0.8 times, preferably between 0.4 times, one another and 0.6 times the weld width in the first weld section. In order to achieve a short weld end, which can accordingly also be produced in a short time, it is advantageous if the weld seam path has a first deflection in the first component, a second deflection in the second component and a third deflection in the first component and then in succession in a welding end point where the welding beam is deactivated ends.
Eine noch zuverlässigere Vermeidung von Endkratern und ähnlichen Schweißfehlern am Schweißnahtende wird erzielt, wenn die Schweißnahtbahn aufeinanderfolgend eine erste Auslenkung in den ersten Bauteil, eine zweite Auslenkung in den zweiten Bauteil, eine dritte Aus- lenkung in den ersten Bauteil und eine vierte Auslenkung in den zweiten Bauteil aufweist und danach in einem Schweißendpunkt, in dem der Schweißstrahl deaktiviert wird, endet. An even more reliable avoidance of end craters and similar weld defects at the weld end is achieved if the weld seam path successively performs a first deflection into the first component, a second deflection into the second component, a third output has steering in the first component and a fourth deflection in the second component and then ends in a welding end point in which the welding beam is deactivated.
Falls ein Schweißendpunkt der Schweißnahtbahn, in dem der Schweißstrahl abgeschaltet wird, auf den Fügestoß situiert wird, kommen allfällige Schweißfehler am Schweißnahtende an einem definierten Punkt zu liegen und können leichter identifiziert werden bzw. Gegenmaßnahmen getroffen werden. If a welding end point of the weld seam web, in which the welding beam is switched off, is placed on the joint, any welding defects at the weld end come to rest at a defined point and can be identified more easily or countermeasures can be taken.
Eine alternative Ausführungsform der Fügeverbindung, die ebenfalls ein räumlich sehr kurzes Schweißnahtende aufweist, ohne jedoch ein erhöhtes Risiko von Endkratern zu besitzen, besteht darin, dass der Schweißendpunkt, in dem der Schweißstrahl deaktiviert wird oder eine bestimmte Leistungsuntergrenze unterschreitet, durch Umkehr der Schweißrichtung vor dem äußersten Schweißnahtendpunkt liegt. Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung gemäß Oberbegriff des Anspruches 11. An alternative embodiment of the joint, which also has a spatially very short weld end, but without an increased risk of end craters, is that the welding end point, in which the welding beam is deactivated or falls below a certain lower power limit, by reversing the welding direction before outermost weld endpoint is located. The invention further relates to a method for producing a joint connection according to the preamble of claim 11.
Erfindungsgemäß wird im zweiten Schweißnahtabschnitt die Schweißnahtbahn in Schweißrichtung betrachtet in Art einer quer zum Fügestoß ausgerichteten Schwingung alternierend in einer Auslenkung in den ersten Bauteil und in einer Auslenkung in den zweiten Bauteil geführt, wobei die Schweißnahtbahn so geführt wird, dass sie zwei oder mehrere Kreuzungspunkte mit dem Fügestoß aufweist und aufeinanderfolgende Kreuzungspunkte zueinander einen Abstand aufweisen, der maximal der Schweißnahtbreite entspricht. Der Bereich des Schweißnahtendes, in dem das Keyhole bei Deaktivierung des Schweißstrahls kollabiert wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen so vorbehandelt, dass sich keine scharfkantigen Oberflächentopographien ergeben, wie sie bei den bekannten Endkratern zumeist auftreten. According to the invention, in the second weld seam section, the weld seam path, viewed in the welding direction, is alternately guided in a deflection into the first component and in a deflection into the second component in the manner of an oscillation aligned transversely to the joint, wherein the weld seam track is guided so that it has two or more points of intersection has the joint and successive crossing points to each other have a distance which corresponds at most to the weld seam width. The region of the weld seam end, in which the keyhole collapses when the welding beam is deactivated, is pretreated by the measures according to the invention in such a way that no sharp-edged surface topographies result, as usually occur in the known end craters.
Die vorteilhaften Effekte der Erfindung können insbesondere erzielt werden, wenn die Schweißnahtbahn im zweiten Schweißnahtabschnitt Auslenkungen gegenüber dem Fügestoß in einer Form ausgewählt aus einer Gruppe umfassend sinusförmig, zickzack-förmig, säge- zahnförmig, rechteckig, trapezförmig, wellenförmig, aufweist. Diese Formen können in einer modernen CNC-Steuerung einer Schweiß Vorrichtung leicht programmiert und durch entsprechende CNC-Achsen leicht realisiert werden. Ein Schweißnahtende mit geringer Gefahr der Bildung eines Endkraters wird erzeugt, wenn eine Leistung des Schweißstrahles von einer weitgehend konstanten Ausgangsleistung im ersten Schweißnahtabschnitt im zweiten Schweißnahtabschnitt bis zum Erreichen eines Schweißendpunktes, in dem der Schweißstrahl deaktiviert wird, auf weniger als 20 % der Ausgangsleistung reduziert wird. The advantageous effects of the invention can be achieved in particular if the weld seam path in the second weld section has deflections with respect to the joint in a shape selected from a group comprising sinusoidal, zigzag-shaped, sawtooth-shaped, rectangular, trapezoidal, wavy. These forms can be easily programmed in a modern CNC control of a welding device and easily realized by corresponding CNC axes. A weld end with a low risk of forming a terminal crater is created when power from the welding beam is reduced from a substantially constant output in the first weld section in the second weld section to less than 20% of the output power until a weld end point in which the weld beam is deactivated ,
Um auch im Schweißnahtende eine möglichst gleichbleibend gute Qualität der Schweißnaht aufrechtzuerhalten ist es von Vorteil, die Leistung im zweiten Schweißnahtabschnitt mit ab- nehmender Amplitude modulierend zu reduzieren. In order to maintain a consistently good quality of the weld seam in the weld seam as well, it is advantageous to modulate the power in the second weld seam section with decreasing amplitude.
Maschinentechnisch von Vorteil ist eine Verfahrensvariante, bei der die Bewegungen des Schweißstrahles relativ zur Baugruppe im ersten Schweißnahtabschnitt durch einen Schweißkopf bewegende CNC-Achsen durchgeführt werden und im zweiten Schweißnahtabschnitt zumindest die Auslenkungen des Schweißstrahles quer zum Fügestoß mittels eines im oder am Schweißkopf angeordneten und von den CNC-Achsen unabhängig verstellbaren optischen Ablenksystems durchgeführt werden. Für die Querauslenkungen des Schweißstrahles sind in diesem Fall keine hochdynamischen CNC-Achsen erforderlich, sondern eine Umlenkoptik, mit denen derartige schnelle Bewegungen des Schweißstrahles zuverlässig durchgeführt wer- den können. A machine variant of advantage is a method variant in which the movements of the welding beam relative to the assembly in the first weld section by a welding head moving CNC axes are performed and arranged in the second weld section at least the deflections of the welding beam across the joint by means of a in or on the welding head and of the CNC axes are performed independently adjustable optical deflection system. For the transverse deflections of the welding beam, in this case, no highly dynamic CNC axes are required, but a deflection optics with which such rapid movements of the welding beam can be reliably carried out.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures. In each case, in a highly simplified, schematic representation:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Schweißnahtende einer Fügeverbindung mit Endkrater und Endkraterriss; Fig. 2 eine Ansicht des Schweißnahtendes einer erfindungsgemäßen Füge Verbindung; 1 shows a cross section through a weld end of a joint connection with Endkrater and Endkraterriss. FIG. 2 is a view of the weld end of a joint according to the invention; FIG.
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Schweißnahtende einer erfindungsgemäßen Fügeverbindung; Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fügeverbindung; Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fügeverbindung; 3 shows a cross section through a weld end of a joint connection according to the invention; 4 shows a view of a further possible embodiment of a joint connection according to the invention; 5 shows a section through a further possible embodiment of a joint connection according to the invention;
Fig. 6 eine Ansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fügeverbindung. Fig. 6 is a view of another possible embodiment of a joint connection according to the invention.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Baugruppe aus einem ersten metallischen Bauteil 1 und einem zweiten metallischen Bauteil 2, die mittels einer Fügeverbindung miteinander verbunden sind. Die Fügeverbindung ist durch eine Schweißnaht 3 gebildet, wobei diese einen Fügestoß 4 überbrückt, der durch einander zugewandte und im Wesentlichen spaltfrei anei- nander stoßende Fügeflächen 5 und 6 an den Bauteilen 1 und 2 gebildet ist. In Fig. 1 stoßen die Bauteile 1, 2 mit ebenen Fügeflächen 5, 6 stumpf aneinander und kann die Schweißnaht 3 in dieser Ausführung als Stumpfnaht 7 bezeichnet werden. Fig. 1 shows a cross section through an assembly of a first metallic component 1 and a second metallic component 2, which are interconnected by means of a joint connection. The joint connection is formed by a weld seam 3, whereby it bridges a joining joint 4 which is formed on the components 1 and 2 by facing joining surfaces 5 and 6 which face one another and are substantially gap-free. In Fig. 1, the components 1, 2 with flat joining surfaces 5, 6 butt against each other and the weld 3 can be referred to in this embodiment as butt weld 7.
Die Schweißnaht 3 wird hergestellt, indem ein energiereicher Schweißstrahl 8, der in Fig. 1 durch ein strichliertes Strahlenbündel angedeutet ist, im Bereich des Fügestoßes 4 auf die Bauteile 1, 2 gelenkt wird. Der Schweißstrahl 8 wird dabei üblicherweise entlang des Fügestoßes 4 bewegt und wird dadurch eine weitgehend konstante Schweißnaht 3 mit weitgehend gleichbleibenden Eigenschaften erzeugt. Am Ende eines derartigen Schweißvorganges wird der Schweißstrahl 8 deaktiviert und wird dabei ein Schweißnahtende gebildet. An einem solchen Schweißnahtende einer mittels eines Schweißstrahls 8 hergestellten Schweißnaht 3 kann es aus folgenden Gründen zu Mängeln an der hergestellten Schweißnaht 3 kommen. Bei sogenannten Strahlschweißverfahren, bei denen der Schweißstrahl 8, insbesondere durch einen Laserstrahl oder einen Elektronenstrahl gebildet ist, entsteht am Auftreffort des Schweißstrahles 8 ein sogenanntes Keyhole, das mit verdampfendem Metall gefüllt ist und von geschmolzenem Metall umgeben ist. Ein derartiges Keyhole ermöglicht ein tiefes Ein- dringen des Schweißstrahles 8 und ist ein solches ein charakteristisches Merkmal von sogenannten Tiefschweißverfahren. Beim Bewegen des Schweißstrahles 8 entlang des Fügestoßes 4 bewegt sich auch das Keyhole dementsprechend voran, während die Rückseite des Keyho- les durch erstarrende Metallschmelze verschlossen wird. Wird an einem Schweißnahtende nun die Leistung des Schweißstrahls reduziert oder dieser komplett deaktiviert, erfolgen aufgrund des fehlenden Energieeintrages und einer raschen Wärmeableitung in das Innere der Bauteile 1, 2 sehr rasche Erstarrungsvorgänge und sind diese häufig so schnell, dass am Schweißnahtende Krater oder Kerben verbleiben, die unmittelbar nach dem Schweißvorgang oder auch im späteren Gebrauch einer derartigen Baugruppe zu genannten Endkraterrissen führen, die in Folge ein mechanisches Versagen der Baugruppe auslösen können. In Fig. 1 ist ein derartiger Endkrater 9 mit einem von dessen Grund ausgehenden Endkraterriss 10 dargestellt. The weld seam 3 is produced by directing a high-energy welding beam 8, which is indicated in FIG. 1 by a dashed ray bundle, in the region of the joining joint 4 onto the components 1, 2. The welding beam 8 is usually moved along the joint 4 and is thereby generated a substantially constant weld 3 with largely consistent properties. At the end of such a welding process, the welding beam 8 is deactivated and thereby a weld end is formed. At such a weld end of a welded seam 3 produced by means of a welding beam 8, defects in the produced weld seam 3 may occur for the following reasons. In so-called beam welding processes in which the welding beam 8 is formed, in particular by a laser beam or an electron beam, a so-called keyhole, which is filled with evaporating metal and surrounded by molten metal, is formed at the point of incidence of the welding beam 8. Such a keyhole allows for a deep penetrate the welding beam 8 and is such a characteristic feature of so-called deep welding. When moving the welding beam 8 along the joint 4, the keyhole also moves accordingly, while the back of the keyhole is closed by solidifying molten metal. If the power of the welding beam is now reduced or completely deactivated at a weld end, very rapid solidification processes take place due to the lack of energy input and rapid heat dissipation into the interior of the components 1, 2 and these are often so fast that craters or notches remain at the weld seam end, lead immediately after the welding process or in the subsequent use of such an assembly to end crater cracks that can trigger a mechanical failure of the assembly in a row. In Fig. 1, such a end crater 9 is shown with an outgoing from the bottom end crater tear 10.
Bei Baugruppen mit hohen Anforderungen an die mechanische Festigkeit, insbesondere bei dynamischer Beanspruchung, sind derartige Schwachstellen durch Endkraterrisse 10 unbedingt zu vermeiden und wurden daher Strahlschweißverfahren entwickelt, die das Auftreten derartiger Endkrater 9 und derartiger Endkraterrisse 10 vermeiden sollten. For assemblies with high demands on the mechanical strength, especially in dynamic stress, such vulnerabilities are to be avoided by Endkraterrisse 10 and therefore beam welding methods have been developed that should avoid the occurrence of such Endkrater 9 and such Endkraterrisse 10.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füge- Verbindung zwischen einem ersten metallischen Bauteil 1 und einem zweiten metallischen Bauteil 2. Die Fügeverbindung in Form einer Schweißnaht 3 ist dabei durch einen Schweißstrahl 8 gebildet, wobei in Fig. 2 ein Auftreffort 11 des Schweißstrahles 8 während der Herstellung der Schweißnaht 3 durch einen strichlierten Kreis angedeutet ist. Der Auftreffort 11 des Schweißstrahles 8 kann auch als Schweißstrahlfokus bezeichnet werden und besitzt typi- scherweise Durchmesser von wenigen Zehntelmillimetern bis zu einem Millimeter oder auch darüber. Bei der Herstellung der Schweißnaht 3 wird dabei die Mitte des Schweißstrahles bewegt und definieren die Auftrefforte 11 auf den Bauteilen 1, 2 eine Schweißnahtbahn 13. Durch Wärmeleitung innerhalb der Bauteile erfolgt ein Aufschmelzen des Werkstoffes auch über den Auftreffort 11 hinaus, weshalb eine Schweißnahtbreite 14 größer ist als der Durch- messer des Schweiß Strahlfokus bzw. des Auftreffortes 11 und ist die Schweißnahtbreite 14 zumindest einige Zehntelmillimeter größer als der Durchmesser des Schweißstrahlfokus. Die erfindungsgemäße Fügeverbindung umfasst einen ersten Schweißnahtabschnitt 15, in dem die Schweißnahtbahn 13 im Wesentlichen entlang des Fügestoßes 4 zwischen den Bauteilen 1 und 2 verläuft und aufgrund einer im Wesentlichen konstanten Schweißgeschwindigkeit und konstanten Schweißleistung eine gleichförmige Schweißnaht 3 entsteht, die insbe- sondere eine annähernd konstante Schweißnahtbreite 14 aufweist. 2 shows a view of a possible embodiment of a joint connection according to the invention between a first metallic component 1 and a second metallic component 2. The joint connection in the form of a weld 3 is formed by a welding beam 8, wherein in FIG. 2 an impact location 11 of the welding beam 8 during the production of the weld 3 is indicated by a dashed circle. The point of incidence 11 of the welding beam 8 can also be referred to as the welding beam focus and typically has a diameter of a few tenths of a millimeter up to a millimeter or even more. In the production of the weld 3 while the center of the welding beam is moved and define the Auftrefforte 11 on the components 1, 2, a weld seam 13. By heat conduction within the components takes place a melting of the material also beyond the impact 11, which is why a weld seam width 14 is greater is the diameter of the welding beam focus or of the point of impact 11, and the weld seam width 14 is at least a few tenths of a millimeter larger than the diameter of the welding beam focus. The joint connection according to the invention comprises a first weld seam section 15, in which the weld seam web 13 extends substantially along the joining joint 4 between the components 1 and 2 and a uniform weld seam 3 is produced due to a substantially constant welding speed and constant welding power, which in particular is approximately constant Weld seam width 14 has.
An den ersten Schweißnahtabschnitt 15 schließt ein zweiter Schweißnahtabschnitt 16 an, in dem ein Schweißnahtende 17 gebildet ist. In Fig. 2 ist durch einen nach rechts weisenden Pfeil eine Schweißrichtung 18 angedeutet. Das heißt der Schweißstrahl 8 wird bei der Herstellung der Schweißnaht 3 von links nach rechts weiterbewegt. The first weld seam section 15 is adjoined by a second weld seam section 16, in which a weld end 17 is formed. In Fig. 2, a welding direction 18 is indicated by a pointing to the right arrow. That is, the welding beam 8 is moved in the production of the weld 3 from left to right.
Die Schweißnahtbahn 13 als Verbindung der Mitten 12 der Auftrefforte 11 des Schweißstrah- les 8 ist auch jene Bahn, entlang der sich das Keyhole während des Schweißvorganges bewegt. The weld seam track 13 as connection of the centers 12 of the impact locations 11 of the welding beam 8 is also the track along which the keyhole moves during the welding process.
Bei der Herstellung der Schweißnaht 3 kann dabei der Schweiß strahl 8 mit kontinuierlicher Leistung betrieben werden, es ist jedoch auch möglich, dass der Schweißstrahl 8 im Pulsbe- trieb, also mit kurzzeitigen Unterbrechungen, eingesetzt wird und daher die Auftrefforte 11 nicht nahtlos aufeinander folgen, aufgrund der räumlichen Ausdehnung des um das Keyhole geschmolzenen Metalls auch im Pulsbetrieb eine im Wesentlichen gleichförmige Schweißnaht 3 hergestellt werden kann. Erfindungsgemäß ist das Schweißnahtende 17 im zweiten Schweißnahtabschnitt 16 derart ausgeführt, dass die Schweißnahtbahn 13 in Art einer quer zum Fügestoß 4 ausgerichteten Schwingung alternierend eine Auslenkung 19 in den ersten Bauteil 1 und eine Auslenkung 20 in den zweiten Bauteil 2 aufweist. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 besitzt die Schweißnahtbahn 13 im Schweißnahtende 17 zwei Auslenkungen 19 in den ersten Bauteil 1 und eine Auslenkung 20 in den zweiten Bauteil 2. Die Mitte 12 des Schweißstrahls 8 wird bei der Herstellung des Schweißnahtendes 17 zum Unterschied zum ersten Schweißnahtabschnitt 15 im zweiten Schweißnahtabschnitt 16 nicht nur in Schweißrichtung 18 entlang des Fügestoßes 4 bewegt, sondern auch quer dazu und kreuzt dadurch die Schweißnahtbahn 13 zwischen einer Auslenkung 19 in den ersten Bauteil 1 und einer Auslenkung 20 in den zweiten Bauteil 2 den Fügestoß 4 und ebenso zwischen einer Auslenkung 20 in den zweiten Bauteil 2 und einer nachfolgenden Auslenkung 19 in den ersten Bauteil 1. Dadurch ergibt sich ein erster Kreuzung spunkt 21 und einer zweiter nachfolgender Kreuzungspunkt 22 der Schweißnahtbahn 13 mit dem Fügestoß 4. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 verläuft die In the production of the weld 3 while the welding beam 8 can be operated with continuous power, but it is also possible that the welding beam 8 pulse operation, ie with brief interruptions, is used and therefore the impact locations 11 do not follow each other seamlessly, due to the spatial extent of the metal melted around the keyhole, a substantially uniform weld seam 3 can also be produced in pulsed operation. According to the invention, the weld end 17 is embodied in the second weld seam section 16 in such a way that the weld seam web 13 alternately has a deflection 19 in the first component 1 and a deflection 20 in the second component 2 in the manner of an oscillation aligned transversely to the joint 4. In the embodiment according to FIG. 2, the weld seam track 13 in the weld end 17 has two deflections 19 in the first component 1 and a deflection 20 in the second component 2. The center 12 of the welding beam 8 becomes different from the first weld seam portion during the production of the weld seam end 17 15 is moved in the second weld section 16 not only in the welding direction 18 along the joint 4, but also transversely thereto and thereby crosses the weld seam 13 between a Deflection 19 in the first component 1 and a deflection 20 in the second component 2, the joint 4 and also between a deflection 20 in the second component 2 and a subsequent deflection 19 in the first component 1. This results in a first intersection point 21 and a second subsequent crossing point 22 of the weld seam web 13 with the joint 4. In the illustrated embodiment of FIG. 2 which runs
Schweißnahtbahn 13 ähnlich einer sinusförmigen Schwingung, wobei die Auslenkungen 19, 20 jeweils halbwellenähnlich sind. Abweichend davon sind jedoch auch Auslenkungen 19, 20 möglich, die zickzack-förmig, sägezahnförmig, rechteckig, trapezförmig, wellenförmig verlaufen. Die Schweißnahtbahn 13 endet nach der zweiten Auslenkung 19 in den ersten Bauteil 1 an einem Schweißbahnendpunkt 23, der in Fig. 2 etwa auf dem Fügestoß 4 liegt. Zwischen dem ersten Schweißnahtabschnitt 15 und dem Schweißbahnendpunkt 23, in dem der  Weld seam path 13 similar to a sinusoidal oscillation, wherein the deflections 19, 20 are each half-wave-like. Deviating from this, however, deflections 19, 20 are also possible, which run in a zigzag, sawtooth, rectangular, trapezoidal, wavy manner. The weld seam path 13 ends after the second deflection 19 in the first component 1 at a welding path end point 23, which is approximately in Fig. 2 on the joint 4. Between the first weld section 15 and the weld end point 23, in which the
Schweißstrahl 8 deaktiviert wird, wird die Leistung des Schweißstrahles reduziert. Welding beam 8 is deactivated, the power of the welding beam is reduced.
Erfindungsgemäß weisen zwei aufeinander folgende Kreuzungspunkte 21, 22 zueinander ei- nen Abstand 24 auf, der maximal der Schweißnahtbreite 14 im ersten Schweißnahtabschnitt 15 entspricht. Abwechselnde Auslenkungen 19, 20 in den ersten Bauteil 1 bzw. den zweiten Bauteil 2 sind dadurch nicht lang gedehnt, sondern erfolgen relativ kurz hintereinander. Da der Abstand der Kreuzungspunkte 21, 22 zueinander kleiner ist als die Schweißnahtbreite 14, überlappen bzw. überschneiden sich die beim Durchlaufen der Auslenkung 20 durch den Schweißstrahl 8 an seinen Auftrefforten 11 entstehenden Metallschmelzen. Durch diese mehrfache Querbewegung des Schweißstrahles 8 im Bereich des Schweißnahtendes 17 entsteht ein vergrößertes Schmelzebad, das aufgrund seines größeren Volumens langsamer abkühlt als die geradlinige Schweißnaht 3 im ersten Schweißnahtabschnitt 15. Das geschmolzene Metall hat dadurch länger Zeit, eine weitgehend geschlossene Oberfläche der Schweißnaht 3 zu bilden, wodurch insbesondere die Bildung von tiefen, scharfkantigen oder kerbenförmigen Endkratern weitgehend vermieden ist. Ebenso sind die damit verbundenen Endkraterrisse weitestgehend vermieden. According to the invention, two consecutive crossing points 21, 22 have a distance 24 from each other which corresponds at most to the width of the weld seam 14 in the first weld seam section 15. Alternate deflections 19, 20 in the first component 1 and the second component 2 are thereby not stretched long, but take place relatively short in a row. Since the distance between the points of intersection 21, 22 to each other is smaller than the weld seam width 14, overlap or overlap the resulting when passing through the deflection 20 by the welding beam 8 at its points of incidence 11 molten metal. This multiple transverse movement of the welding beam 8 in the region of the weld end 17 results in an enlarged melt bath, which cools slower due to its larger volume than the straight weld 3 in the first weld section 15. The molten metal has thereby longer time, a largely closed surface of the weld 3 form, which in particular the formation of deep, sharp-edged or notched Endkratern is largely avoided. Likewise, the associated end crater cracks are largely avoided.
Die Auslenkungen 19, 20 der Schweißnahtbahn 13 besitzen jeweils lokale Maximalauslen- kungen 25 und 26 quer zum Fügestoß 4 in den ersten Bauteil 1. Durch diese erfindungsgemäßen Auslenkungen 19, 20 weist das aus erstarrter Metallschmelze gebildete Schweißnahtende 17 in Draufsicht einen gewellten Rand mit Wellenbergen 27 und Wellentälern 28 auf. Bei Auslenkungen 19, 20, bei denen der Schweißstrahl 8 noch mit vergleichsweise hoher Leistung betrieben wird, korrespondieren die Wellenberge 27 mit den lokalen Maximalauslenkungen 25, 26 der Schweißnahtbahn 13 in den jeweiligen Bauteil 1, 2, wodurch sich auch ein charakteristischer Rand bei einem erfindungsgemäßen Schweißnahtende 17 ergibt. Falls die Fügeverbindung als Stumpfnaht 7 ausgeführt ist, ist es von Vorteil, wenn im The deflections 19, 20 of the weld seam track 13 each have local maximum deflections 25 and 26 transversely to the joint 4 in the first component 1. By means of these deflections 19, 20 according to the invention, the welded seam end 17 formed from solidified molten metal has a corrugated edge with wave crests 27 in plan view and troughs 28 on. In deflections 19, 20, in which the welding beam 8 still with comparatively high power is operated, correspond to the wave peaks 27 with the local maximum deflections 25, 26 of the weld seam 13 in the respective component 1, 2, which also results in a characteristic edge in a weld seam 17 according to the invention. If the joint connection is designed as a butt seam 7, it is advantageous if in
Schweißnahtende 17 die Maximalauslenkung 25 der Schweißnahtbahn 13 in den ersten Bauteil 1 im Wesentlichen mit der Maximalauslenkung 26 der Schweißnahtbahn 13 in den zweiten Bauteil 2 übereinstimmt. Der Schweißstrahl 8 wird bei der Herstellung der Fügeverbindung so auf den Fügestoß 4 zwischen den Bauteilen 1, 2 ausgerichtet, dass der Fügestoß 4 in der späteren Schweißnaht 3 zu liegen kommt, also bei einer Stumpfnaht im Wesentlichen rechtwinkelig auf die Oberflächen der Bauteile 1, 2. Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fügeverbindung gemäß Linie III-III in Fig. 2. Dabei ist erkennbar, dass an der Schweißnahtober- fläche 29 ein in Fig. 1 dargestellter Endkrater 9 bzw. Endkraterriss 10 bei der erfindungsgemäßen Fügeverbindung nicht vorhanden ist. Die mechanische Belastbarkeit der Fügeverbindung ist durch die geringere Kerbwirkung dieser Schweißnahtoberfläche 29 deutlich verbes- sert.  Weld end 17, the maximum deflection 25 of the weld seam 13 in the first component 1 substantially coincides with the maximum deflection 26 of the weld seam 13 in the second component 2. In the production of the joint connection, the welding beam 8 is aligned with the joint 4 between the components 1, 2 in such a way that the joint 4 comes to lie in the later weld seam 3, ie at a butt weld substantially perpendicular to the surfaces of the components 1, 2 FIG. 3 shows, in an enlarged detail, a section through a joint according to the invention along the line III-III in FIG. 2. It can be seen that at the weld seam surface 29 an end crater 9 or end crater tear 10 shown in FIG joining compound according to the invention is not present. The mechanical strength of the joint connection is significantly improved by the lower notch effect of this weld seam surface 29.
In der Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Fügeverbindung gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen. FIG. 4 shows a further embodiment of the joint connection, which may be independent of itself, wherein the same reference numerals or component designations are again used for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 3. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding Figs. 1 to 3 or reference.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 zeigt Merkmale, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheiden, und jedoch einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale weiterer Ausführungsformen sein können. The embodiment according to FIG. 4 shows features which differ from the embodiment according to FIG. 2, but can be features of further embodiments individually or in combination with each other.
In Fig. 4 ist die Schweißnahtbahn 13 im zweiten Schweißnahtabschnitt 16 nicht symmetrisch bezüglich des Fügestoßes 4, sondern sind die Auslenkungen 19 in den ersten Bauteil 1 mit einer kleineren Auslenkung 25 ausgeführt und sind die Auslenkungen 20 in den zweiten Bauteil 2 mit einer größeren Maximalauslenkung 26 ausgeführt. Die Maximalauslenkung 26 der Schweißnahtbahn 3 entspricht dabei zumindest dem doppelten, vorzugsweise dem dreifachen, insbesondere dem vierfachen der Maximalauslenkung 25 der Schweißnahtbahn 3 in den ers- ten Bauteil 1, das heißt ein Verhältnis der Maximalauslenkungen 25, 26 von 20 % und 80 %. Die einzelnen Auslenkungen 19, 20 sind beispielsweise symmetrisch bezüglich einer zum Fügestoß 4 parallel versetzten Bezugslinie 30. In Fig. 4, the weld seam 13 in the second weld section 16 is not symmetrical with respect to the joint 4, but are the deflections 19 in the first component 1 with executed a smaller deflection 25 and the deflections 20 are executed in the second component 2 with a larger maximum deflection 26. The maximum deflection 26 of the weld seam track 3 corresponds to at least twice, preferably three times, in particular four times, the maximum deflection 25 of the weld seam track 3 into the first component 1, that is to say a ratio of the maximum deflections 25, 26 of 20% and 80%. The individual deflections 19, 20 are, for example, symmetrical with respect to a reference line 30 offset parallel to the joint 4.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 weist die Schweißnahtbahn 13 im Schweißnahtende 17 eine erste Auslenkung 19 in den ersten Bauteil 1, eine nachfolgende zweite Auslenkung 20 in den zweiten Bauteil 2, eine dritte Auslenkung 19 wieder in den ersten Bauteil 1 und eine vierte Auslenkung 20 in den zweiten Bauteil 2 auf und endet in einem Schweißbahnendpunkt 23, der im ersten Bauteil 1 liegt. Durch diese Form der Schweißnahtbahn 13 bestehen neben den Kreuzungspunkten 21, 22 zwei weitere Kreuzungspunkte 31 und 32 der Schweißnahtbahn 13 mit dem Fügestoß 4. Auch hier weisen aufeinander folgende Kreuzungspunkte 21, 22, 31, 32 zueinander einen Abstand auf, der maximal der Schweißnahtbreite 14 im ersten Schweißnahtabschnitt 15 entspricht. Die Auslenkungen 19 in den ersten Bauteil, können gleiche Maximalauslenkungen 25 aufweisen, ebenso wie die Auslenkungen 20 in den zweiten Bauteil; es ist jedoch auch möglich, dass die Auslenkungen 19 in den ersten Bauteil 1 oder die Auslenkun- gen 20 in den zweiten Bauteil 2 unterschiedliche, insbesondere abnehmende Maximalauslenkungen 25 bzw. 26 aufweist. In the embodiment according to FIG. 4, the weld seam web 13 in the weld end 17 has a first deflection 19 in the first component 1, a subsequent second deflection 20 in the second component 2, a third deflection 19 again in the first component 1 and a fourth deflection 20 in the second component 2 and ends in a welding path end point 23, which lies in the first component 1. As a result of this shape of the weld seam track 13, two further crossing points 31 and 32 of the weld seam track 13 with the joining joint 4 are present next to the crossing points 21, 22. Here too, successive points of intersection 21, 22, 31, 32 are at a distance from one another, the maximum of the weld seam width 14 in the first weld section 15 corresponds. The deflections 19 in the first component, may have the same maximum deflections 25, as well as the deflections 20 in the second component; However, it is also possible that the deflections 19 in the first component 1 or the deflections 20 in the second component 2 different, in particular decreasing Maximalauslenkungen 25 and 26 has.
Fig. 5 zeigt in einer Teilschnittdarstellung eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fügeverbindung, bei der die Schweißnaht 3 in Form einer Kehlnaht 33 ausgebildet ist. Der Fügestoß 4 ist bei dieser Fügeverbindung derart gebildet, dass ein Rand 34 des zweiten5 shows a partial sectional view of a further embodiment of the joint connection according to the invention, in which the weld seam 3 is designed in the form of a fillet weld 33. The joint 4 is formed in this joint connection such that an edge 34 of the second
Bauteils 2 auf einer Oberfläche 35 im Wesentlichen spaltfrei anliegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Bauteil 2 in einem rechten Winkel zum ersten Bauteil 1 angeordnet, es sind jedoch auch schräge Anordnungen des Bauteils 2 möglich. Da der Fügestoß 4 bei einer Kehlnaht 33 mit der Oberfläche 35 des einen Bauteils 1 zusammenfällt, kann der Schweißstrahl 8 nicht exakt in Richtung des Fügestoßes 4 zugeführt werden, sondern muss seine Richtung geringfügig von der Richtung des Fügestoßes 4 abweichen. Um dies zu erreichen, wird der Schweißstrahl 8 in einem spitzen Winkel 35 zur Oberfläche des ersten Bauteils 1 zum Fügestoß 4 geführt. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Fügeverbindung bzw. bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist es von Vorteil, wenn dabei der Schweißstrahl 8 bezogen auf eine in Fig. 5 strichliert dargestellte Lage, in mit der der erste Schweißnahtabschnitt 15 hergestellt wird, im zweiten Schweißnahtabschnitt 16 unterschiedliche Auslenkungen 19, 20 in den ersten Bauteil 1 bzw. den zweiten Bauteil 2 aufweisen. Vorteilhafterweise wird hier eine Aufteilung der Maximalauslenkungen 25, 26 gewählt, wie sie etwa dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Die Fig. 4 könnte demnach auch als Ansicht einer Kehlnaht 33 in Richtung IV-IV in Fig. 5 angesehen werden. Component 2 rests on a surface 35 substantially gap-free. In the illustrated embodiment, the second component 2 is arranged at a right angle to the first component 1, but also oblique arrangements of the component 2 are possible. Since the joint 4 coincides with a fillet weld 33 with the surface 35 of a component 1, the welding beam 8 can not be fed exactly in the direction of the joint 4, but its direction must deviate slightly from the direction of the joint 4. To achieve this, the welding beam 8 is guided at an acute angle 35 to the surface of the first component 1 to the joint 4. In the production of the joint connection according to the invention or in carrying out the method according to the invention, it is advantageous if the welding beam 8 in the second weld section 16 with respect to a position shown in dashed lines in FIG. 5, in which the first weld seam section 15 is produced have different deflections 19, 20 in the first component 1 and the second component 2. Advantageously, a distribution of Maximalauslenkungen 25, 26 is selected here, as it corresponds approximately to the embodiment shown in Fig. 4. Accordingly, FIG. 4 could also be regarded as a view of a fillet weld 33 in the direction IV-IV in FIG. 5.
Die Schweißnaht 3 ist demnach bei einer Kehlnaht 33 im ersten Schweißnahtabschnitt 15 etwa am zugänglichen Ende des Fügestoßes 4 orientiert, während sie im zweiten Schweißnahtabschnitt 16 zum überwiegenden Teil am zweiten Bauteil 2 positioniert ist und demnach der größere Anteil des Schweißnahtendes im Bauteil 2 situiert ist. The weld seam 3 is thus oriented at a fillet weld 33 in the first weld section 15 approximately at the accessible end of the joint 4, while it is positioned in the second weld section 16 for the most part on the second component 2 and therefore the greater proportion of the weld end is located in the component 2.
In der Fig. 6 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Fügeverbindung gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 5 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegange- nen Fig. 1 bis 5 hingewiesen bzw. Bezug genommen. FIG. 6 shows a further embodiment of the joint connection, which is possibly independent of itself, again using the same reference numerals or component designations for the same parts as in the preceding FIGS. 1 to 5. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding FIGS. 1 to 5 or referenced.
Bei dieser Ausführungsform der Fügeverbindung wird im Schweißnahtende 17 wieder eine abwechselnde Folge von Auslenkungen 19 in den ersten Bauteil und Auslenkungen 20 in den zweiten Bauteil ausgeführt, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Schweißrichtung 18 nach der zweiten Auslenkung 19 der Schweißnahtbahn 13 in den ersten Bauteil 1 die In this embodiment of the joint connection, an alternating sequence of deflections 19 in the first component and deflections 20 in the second component is again carried out in the weld end 17, wherein in this embodiment, the welding direction 18 after the second deflection 19 of the weld seam 13 in the first component 1 the
Schweißrichtung 18 nach Richtung links geändert wird, wodurch die dritte Auslenkung 19 in den ersten Bauteil 1 zwischen der ersten und zweiten Auslenkung 19 zu liegen kommt. Der Schweißbahnendpunkt 23 liegt in dieser Ausführungsform näher am Beginn des Schweißnahtendes als am äußersten Schweißnahtende 36. Auch durch diese Ausführungsform wird durch die mehrfachen Auslenkungen 19, 20 der Schweißnahtbahn 13 quer zum Fügestoß 4 ein vergrößertes Schmelzbad erzielt, das keine Endkrater aufweist. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Füge Verbindung, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Welding direction 18 is changed to the left direction, whereby the third deflection 19 comes to rest in the first component 1 between the first and second deflection 19. The weld end point 23 in this embodiment is closer to the beginning of the weld end than the outermost weld end 36. Also by this embodiment is achieved by the multiple deflections 19, 20 of the weld seam 13 transverse to the joint 4, an enlarged melt pool having no end craters. The embodiments show possible embodiments of the joint connection, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are possible with each other and this variation possibility due to the teaching of technical action representational invention in the skill of those skilled in this technical field.
Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Furthermore, individual features or combinations of features from the different exemplary embodiments shown and described can also represent independent, inventive or inventive solutions.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10. The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description. All statements of value ranges in the present description should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. is the statement 1 to 10 to be understood that all sub-areas, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, ie. all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 2, 3; 4; 5; 6 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. Above all, the individual in Figs. 2, 3; 4; 5; 6 embodiments form the subject of independent solutions according to the invention. The relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis der Fügeverbindung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden. For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the joint connection, these or their components have been shown partly unevenly and / or enlarged and / or reduced in size.
Abschließend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen sind, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Finally, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or identical component names, wherein the disclosures contained in the entire description mutatis mutandis to the same Parts with the same reference numerals or the same component names can be transferred. Also, the position information selected in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location.
Bezugszeichenaufstellung REFERENCE NUMBERS
Bauteil 31 KreuzungspunktComponent 31 crossing point
Bauteil 32 KreuzungspunktComponent 32 crossing point
Schweißnaht 33 Kehlnaht Weld 33 fillet weld
Fügestoß 34 Rand  Joint 34 edge
Fügefläche 35 Winkel  Joining surface 35 angles
Fügefläche 36 Schweißnahtendpunkt Joining surface 36 Weld end point
Stumpfnaht butt weld
Schweiß strahl  Sweat jet
Endkrater  end crater
Endkraterriss  Endkraterriss
Auftreffort  impingement
Mitte  center
Schweißnahtbahn  weld rail
S chweißn ahtbreite  Welding width
Erster Schweißnahtabschnitt  First weld section
Zweiter Schweißnahtabschnitt  Second weld section
S chweißnahtende  Welded seam end
Schweißrichtung  welding direction
Auslenkung  deflection
Auslenkung  deflection
Kreuzungspunkt  intersection
Kreuzung spunkt  Crossing point
Schweißbahnendpunkt  Sheeting endpoint
Abstand  distance
Maximalauslenkung  maximum deflection
Maximalauslenkung  maximum deflection
Wellenberg  Wellenberg
Wellental  trough
Schweißnahtoberfläche  weld surface
Bezugslinie  reference line

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Fügeverbindung zwischen einem ersten metallischen Bauteil (1) und einem zweiten metallischen Bauteil (2) einer Baugruppe, welche an ihren einander zugewandten und im Wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen (5, 6) einen Fügestoß (4) ausbilden und über eine durch einen Schweißstrahl (8), insbesondere Laser- oder Elektronenstrahl, hergestellte Schweißnaht (3) miteinander verbunden sind, wobei die durch die Auftrefforte (11) der Mitte (12) des Schweißstrahls (8) auf den Bauteilen (1, 2) definierte Schweißnahtbahn (13) in einem ersten Schweißnahtabschnitt (15) im Wesentlichen entlang des Fügestoßes (4) verläuft und die Schweißnaht (3) eine annähernd konstante Schweißnahtbreite (14) aufweist und in einem daran anschließenden zweiten Schweißnahtabschnitt (16) ein Schweißnahtende (17) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) die Schweißnahtbahn (13) in Schweißrichtung (18) betrachtet in Art einer quer zum Fügestoß (4) ausgerichteten Schwingung alternierend eine Auslenkung (19) in den ersten Bauteil (1) und eine Auslenkung (20) in den zweiten Bauteil (2) aufweist, wobei zwei oder mehrere1. joint connection between a first metallic component (1) and a second metallic component (2) of an assembly, which at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces (5, 6) forming a joint (4) and a through a welding beam (8), in particular laser or electron beam, welded seam (3) are interconnected, wherein the by the impact locations (11) of the center (12) of the welding beam (8) on the components (1, 2) defined weld seam (13) extends in a first weld section (15) substantially along the joint (4) and the weld (3) has an approximately constant weld width (14) and in a subsequent second weld section (16) is a weld end (17) is formed, characterized in that, in the second weld seam section (16), the weld seam web (13), viewed in the welding direction (18), is viewed in the manner of a joint transverse to the joint ß (4) aligned vibration alternately a deflection (19) in the first component (1) and a deflection (20) in the second component (2), wherein two or more
Kreuzungspunkte (21, 22, 31, 32, ...) der Schweißnahtbahn (13) mit dem Fügestoß (4) gebildet sind und aufeinanderfolgende Kreuzungspunkte (21, 22, 31, 32) zueinander einen Abstand (24) aufweisen, der maximal der Schweißnahtbreite (14) im ersten Schweißnahtabschnitt (15) entspricht. Crossing points (21, 22, 31, 32, ...) of the weld seam track (13) with the joint (4) are formed and successive crossing points (21, 22, 31, 32) to each other a distance (24), the maximum of Weld seam width (14) in the first weld section (15) corresponds.
2. Fügeverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus erstarrter Schmelze gebildete Schweißnahtende (17) in Draufsicht einen gewellten Rand mit Wellenbergen (27) und Wellentälern (28) aufweist, wobei Wellenberge (27) mit den lokalen Maximalauslenkungen (25, 26) der Schweißnahtbahn (13) in den jeweiligen Bauteil (1, 2) kor- respondieren. 2. joint connection according to claim 1, characterized in that the formed of solidified melt weld end (17) in plan view a wavy edge with wave crests (27) and wave troughs (28), wave peaks (27) with the local Maximalauslenkungen (25, 26 ) of the weld seam track (13) into the respective component (1, 2) correspond.
3. Fügeverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeverbindung als Stumpfnaht (7) ausgebildet ist und im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) eine quer zum Fügestoß (4) gemessene Maximalauslenkung (25) der Schweißnahtbahn (13) in den ersten Bauteil (1) im Wesentlichen mit der Maximalauslenkung (26) der Schweißnahtbahn (13) in den zweiten Bauteil (2) übereinstimmt. 3. joint connection according to claim 1 or 2, characterized in that the joint connection is formed as butt weld (7) and in the second weld section (16) transversely to the joint (4) measured Maximalauslenkung (25) of the weld seam (13) in the first component (1) substantially coincides with the maximum deflection (26) of the weld seam track (13) in the second component (2).
4. Fügeverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeverbindung als Kehlnaht (33) ausgebildet ist, bei der der Fügestoß (4) dadurch gebildet ist, dass ein Rand (34) des zweiten Bauteils (2) auf einer Oberfläche (35) des ersten Bauteils (1) anliegt und der Schweißstrahl (8) in einem spitzen Winkel (35) zur Oberfläche des ersten Bauteils (1) zum Fügestoß (4) geführt ist, und dass im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) die Maximalauslenkung (26) der Schweißnahtbahn (3) in den zweiten Bauteil (2) zumindest dem Doppelten, vorzugsweise dem Dreifachen, insbesondere dem Vierfachen der Maximalauslenkung (25) der Schweißnahtbahn (3) in den ersten Bauteil (1) entspricht. 4. joint connection according to claim 1 or 2, characterized in that the joint connection as a fillet weld (33) is formed, wherein the joining joint (4) is formed in that an edge (34) of the second component (2) on a surface ( 35) of the first component (1) and the welding beam (8) is guided at an acute angle (35) to the surface of the first component (1) to the joint (4), and that in the second weld section (16) the maximum deflection (26 ) of the weld seam track (3) in the second component (2) at least twice, preferably three times, in particular four times the Maximalauslenkung (25) of the weld seam track (3) in the first component (1).
5. Fügeverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus der Maximalauslenkung (25) der Schweißnahtbahn (3) in den ersten Bauteil (1) und der Maximalauslenkung (26) der Schweißnahtbahn (3) in den zweiten Bauteil (2) zwischen dem 0,8-fachen und dem 2-fachen der Schweißnahtbreite (14), vorzugsweise zwischen dem 1,2-fachen und dem 1,5-fachen der Schweißnahtbreite (14) entspricht. 5. joint connection according to one of the preceding claims, characterized in that the sum of the maximum deflection (25) of the weld seam track (3) in the first component (1) and the maximum deflection (26) of the weld seam track (3) in the second component (2 ) between 0.8 times and 2 times the weld seam width (14), preferably between 1.2 times and 1.5 times the weld seam width (14).
6. Fügeverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Kreuzungspunkte (21, 22) der Schweißnahtbahn (13) mit dem Fügestoß (4) zueinander einen Abstand (24) aufweisen, der zwischen dem 0,2-fachen und dem 0,8 fachen, vorzugsweise zwischen dem 0,4-fachen und dem 0,6-fachen, der Schweißnahtbreite (14) im ersten Schweißnahtabschnitt (15) beträgt. 6. joint connection according to one of the preceding claims, characterized in that successive crossing points (21, 22) of the weld seam track (13) with the joining joint (4) to each other at a distance (24) which is between 0.2 times and the 0th 8 times, preferably between 0.4 and 0.6 times, the weld seam width (14) in the first weld section (15).
7. Fügeverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnahtbahn (3) aufeinanderfolgend eine erste Auslenkung (19) in den ersten Bauteil (1), eine zweite Auslenkung (20) in den zweiten Bauteil (2) und eine dritte Auslenkung (19) in den ersten Bauteil (1) aufweist und danach in einem Schweißbahnendpunkt (23), in dem der Schweißstrahl (8) deaktiviert wird, endet. 7. joint connection according to one of the preceding claims, characterized in that the weld seam track (3) successively a first deflection (19) in the first component (1), a second deflection (20) in the second component (2) and a third deflection (19) in the first component (1) and then in a Schweißbahnendpunkt (23) in which the welding beam (8) is deactivated ends.
8. Fügeverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnahtbahn (3) aufeinanderfolgend eine erste Auslenkung (19) in den ersten Bauteil (1), eine zweite Auslenkung (20) in den zweiten Bauteil (2), eine dritte Auslenkung (19) in den ersten Bauteil (1) und eine vierte Auslenkung (20) in den zweiten Bauteil (2) aufweist und danach in einem Schweißbahnendpunkt (23), in dem der Schweißstrahl (8) deaktiviert wird, endet. 8. joint connection according to one of claims 1 to 6, characterized in that the weld seam track (3) successively a first deflection (19) in the first component (1), a second deflection (20) in the second component (2), a third deflection (19) in the first component (1) and a fourth deflection (20) in the second component (2) and then in a Schweißbahnendpunkt (23) in which the welding beam (8) is deactivated ends.
9. Fügeverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schweißbahnendpunkt (23) der Schweißnahtbahn (3) in dem der Schweißstrahl (8) abgeschaltet wird am Fügestoß (4) liegt. 9. joint connection according to one of the preceding claims, characterized in that a Schweißbahnendpunkt (23) of the weld seam track (3) in which the welding beam (8) is switched off at the joint (4).
10. Fügeverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweißbahnendpunkt (23) durch Umkehr der Schweißrichtung (18) vor dem äußersten Schweißnahtendpunkt (36) liegt. 10. joint connection according to one of the preceding claims, characterized in that the welding path end point (23) by reversal of the welding direction (18) before the outermost weld end point (36).
11. Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung zwischen einem ersten metallischen Bauteil (1) und einem zweiten metallischen Bauteil (2) einer Baugruppe, welche an ihren einander zugewandten und im Wesentlichen spaltfrei aneinanderstoßenden Fügeflächen (5, 6) einen Fügestoß (4) ausbilden und die Bauteile (1, 2) über eine durch einen Schweißstrahl (8), insbesondere Laser- oder Elektronenstrahl, hergestellte Schweißnaht (3) miteinan- der verbunden werden, indem die durch die Auftrefforte der Mitte (12) des Schweißstrahls (8) auf den Bauteilen (1, 2) definierte Schweißnahtbahn (3) in einem ersten Schweißnahtabschnitt (15) im Wesentlichen entlang des Fügestoßes (4) geführt wird und die Schweißnaht (3) eine annähernd konstante Schweißnahtbreite (14) aufweist und in einem daran anschließenden zweiten Schweißnahtabschnitt (16) ein Schweißnahtende (17) gebildet wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) die Schweißnahtbahn (3) in Schweißrichtung (18) betrachtet in Art einer quer zum Fügestoß (4) ausgerichteten Schwingung alternierend in einer Auslenkung (19) in den ersten Bauteil (1) und in einer Auslenkung (20) in den zweiten Bauteil (2) geführt wird, wobei die Schweißnahtbahn (3) so geführt wird, dass sie zwei oder mehrere Kreuzungspunkte (21, 22) mit dem Fügestoß (4) aufweist und aufeinander- folgende Kreuzungspunkte (21, 22) zueinander einen Abstand (24) aufweisen, der maximal der Schweißnahtbreite (14) entspricht. 11. A method for producing a joint connection between a first metallic component (1) and a second metallic component (2) of an assembly, which at their mutually facing and substantially gap-free abutting joining surfaces (5, 6) forming a joint (4) and the Components (1, 2) via a by a welding beam (8), in particular laser or electron beam, produced weld seam (3) are interconnected by the by the incidence of the center (12) of the welding beam (8) on the components (1, 2) defined weld seam (3) in a first weld section (15) is guided substantially along the joint (4) and the weld (3) has an approximately constant weld width (14) and in a subsequent second weld section (16 ) a weld end (17) is formed, characterized in that in the second weld section (16) the weld seam path (3) in welding Direction (18) viewed in the manner of a transversely to the joint (4) aligned vibration alternately in a deflection (19) in the first component (1) and in a deflection (20) in the second component (2) is guided, wherein the weld seam (3) is guided so that it has two or more points of intersection (21, 22) with the joint (4) and successive crossing points (21, 22) to each other a distance (24), the maximum of the weld seam width (14) equivalent.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten 12. The method according to claim 11, characterized in that in the second
Schweißnahtabschnitt (16) die Auslenkungen (19, 20) der Schweißnahtbahn (13) gegenüber dem Fügestoß (4) in einer Form ausgewählt aus einer Gruppe umfassend sinusförmig, zick- zack-förmig, sägezahnförmig, rechteckig, trapezförmig, wellenförmig durchgeführt werden. Weld seam portion (16), the deflections (19, 20) of the weld seam (13) opposite the joint (4) in a form selected from a group comprising sinusoidal, zigzag-shaped, sawtooth, rectangular, trapezoidal, wave-shaped performed.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung des Schweißstrahles (8) von einer weitgehend konstanten Ausgangsleistung (37) im ersten Schweißnahtabschnitt (15) im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) bis zum Erreichen eines Schweißbahnendpunktes (23), in dem der Schweißstrahl (8) deaktiviert wird, auf weniger als 20 % der Ausgangsleistung (37) reduziert wird. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that a power of the welding beam (8) from a substantially constant output (37) in the first weld section (15) in the second weld section (16) until reaching a Schweißbahnendpunktes (23), in the welding beam (8) is deactivated, is reduced to less than 20% of the output power (37).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) mit abnehmender Amplitude modulierend reduziert wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the power in the second weld section (16) is modulatingly reduced with decreasing amplitude.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen des Schweißstrahles (8) relativ zur Baugruppe im ersten Schweißnahtabschnitt (15) durch einen Schweißkopf bewegende CNC-Achsen durchgeführt werden und im zweiten Schweißnahtabschnitt (16) zumindest die Auslenkungen des Schweißstrahles (8) quer zum Fügestoß (4) mittels eines im oder am Schweißkopf angeordneten und von den CNC- Achsen unabhängig verstellbaren optischen Ablenksystems durchgeführt werden. 15. The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the movements of the welding beam (8) relative to the assembly in the first weld section (15) by a welding head moving CNC axes are performed and in the second weld section (16) at least the deflections the welding beam (8) are made transversely to the joint (4) by means of an optical deflection system arranged in or on the welding head and independently adjustable by the CNC axes.
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