WO2018149556A1 - Verfahren zum verschweissen zweier blechbauteile und bauteilverbund - Google Patents

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WO2018149556A1
WO2018149556A1 PCT/EP2018/050407 EP2018050407W WO2018149556A1 WO 2018149556 A1 WO2018149556 A1 WO 2018149556A1 EP 2018050407 W EP2018050407 W EP 2018050407W WO 2018149556 A1 WO2018149556 A1 WO 2018149556A1
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sheet
metal component
sheet metal
flank
component
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PCT/EP2018/050407
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Alexander Grimm
Maik Hammer
Johann Niekerk
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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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
    • B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
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    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the invention relates to a method for welding two sheet metal components, of which at least one has a coating, according to the preamble of claim 1 and a composite component of two sheet metal components.
  • an anti-corrosion coating such as galvanized steel sheets.
  • the coating usually has a low boiling point, which is far below the melting point of the sheet material.
  • the steel sheet at about 1500 ° C molten, while the zinc is already evaporated at about 900 ° C. If coated sheet-metal components are welded together to form a composite component, the evaporation of the coating takes place suddenly due to the high energy intensity of the welding process, which leads to increased formation of welding spatter, in particular in the case of overlapping connections.
  • Weld spatter settles on the component surface as a deposit and adhesion, where it can deteriorate the optical quality and lead to corrosion.
  • the loss of material in the weld leads to end craters and holes and thus possibly to a decrease in the strength of the seam. Furthermore, the spatters lead to contamination of the clamping device.
  • One approach to improve the venting capabilities of an incisor is e.g. from the document EP 0 771 605 A2, which proposes to arrange zinc-coated sheet-metal components before welding in the seam area at an acute angle to one another.
  • the laser beam radiates inclined to the joint, so that material of the upper and lower sheet is melted.
  • the angle between the sheet metal components serves to form a degassing zone and ensures that the zinc coating can escape in gaseous form without disturbing the molten bath of the resulting fillet weld.
  • a disadvantage is the low connection surface, since the sheet metal components only touch along a joint edge and the complicated positioning of the sheet metal components.
  • the object of the present invention is therefore to show a comparison with the prior art improved laser beam welding process and an improved component assembly.
  • a method for welding two sheet metal components at least one of which has a coating with a low boiling point, which is below the melting point of the sheet material.
  • the sheet metal components are arranged to each other so that an end face of the first sheet metal component and an edge of the second sheet metal component form a throat with a predetermined acute throat angle.
  • the laser weld seam is formed by heat conduction welding, for which a laser beam is directed onto the first sheet metal component such that the end face and further material of the first sheet metal component is melted and flows into the throat where it bonds to the flank of the second sheet metal component and solidifies into the weld seam.
  • the energy density of the laser beam is chosen so that the processing temperature remains below the vaporization temperature of the steel material.
  • the energy input in the heat conduction welding takes place exclusively by heat conduction. This leads to a rather superficial melting of the joining partners.
  • the material of the first sheet metal component and there in particular the end face and the adjoining material are melted. This flows into the throat and meets the superficially melted flank of the second sheet metal component. There, the melt solidifies. Due to the angled arrangement in combination with the melting by thermal conduction welding a large connection surface and complete connection of the sheet metal components can be achieved.
  • the invention achieves significant advantages when welding coated sheets. On the flank of the resulting zinc vapor can escape freely, as well as on the surface of the first sheet metal component. Due to the thermal conduction welding, the zinc evaporation on the side facing away from the laser beam the first sheet metal component drastically reduced and slowed down, so that resulting problems are avoided. Sheets can be welded using the process with very high optical and qualitative seam properties. In addition, the use in corrosive contaminated areas is possible.
  • the molten material of the first sheet metal component is used to at least partially fill the throat and connect to the flank of the second sheet metal component.
  • the laser beam is directed onto a surface portion of the first sheet metal component adjacent to the end face.
  • the laser beam is directed perpendicular to the surface of the first sheet-metal component, or at a maximum of +/- 30 degrees, deviating from the perpendicular, similar to the formation of an I-seam.
  • the throat angle formed between face and flank influences e.g. the possibility of zinc degassing and defines the melt volume, which is necessary to achieve a sufficient connection to the flank. It has proved to be particularly advantageous if the throat angle is selected in a range of 1 degree to 80 degrees or of 1 degree to 45 degrees and particularly preferably in a range of 5 degrees to 45 degrees.
  • the two sheet-metal components can also be arranged in the lap joint, without additional measures being necessary to ensure zinc degassing.
  • the second Sheet metal component a main part with the flank on and an adjoining and angled relative to the flank side cheek.
  • the first sheet metal component is positioned in an overlap arrangement with the side wall.
  • the first sheet metal component can lie flat on the side wall or it can be provided between the sheet metal parts a defined gap.
  • the end face of the first sheet-metal component points towards the flank of the second sheet-metal component, and preferably the first sheet-metal component is brought into abutment with the flank with an abutting edge.
  • connection of the sheet-metal components takes place between the end face of the first sheet-metal component and the exposed edge of the second sheet-metal component which delimits the throat to the other side.
  • the welded connection is formed exclusively between the first sheet metal component and the exposed flank of the second sheet metal component and not in the overlap region in which the sheet metal components overlap one another. It is not necessary to weld through the first sheet-metal component and into the second sheet-metal component, whereby the zinc-degassing problem can be considerably mitigated.
  • the angled side cheek can be used, for example, as a simple means for the exact positioning of the sheet metal components.
  • the angle, which is enclosed between the side wall and flank, is preferably selected such that the desired fillet angle between the end face of the first sheet metal component and the flank of the second sheet metal component is achieved by abutment of the first sheet metal component on the side wall.
  • the laser beam used for welding can be used in continuous operation (cw-continuous wave) or in pulsed operation.
  • the laser beam can be composed of several sub-beams, for example when using a multi-spot laser device.
  • the coating is preferably an anti-corrosion coating.
  • the sheet metal components may be flat sheets or sheet metal parts.
  • the sheet metal components may in particular be galvanized steel sheets, e.g. electrolytically galvanized or hot-dip galvanized steel sheets.
  • the sheet metal components preferably have a thickness in the range of 0.5 mm to 3 mm.
  • the method is suitable for welding body components or body components.
  • a component composite is specified with two sheet metal components, of which at least one has a coating with a boiling point which is below the melting point of the sheet material.
  • a first sheet metal component is connected by a laser weld to a second sheet metal component.
  • the laser weld seam is formed in a throat formed by an end face of the first sheet metal component and an edge of the second sheet metal component with a sharp throat angle.
  • the laser welding seam is formed by thermal conduction welding such that the first sheet metal component is connected to the edge of the second sheet metal component facing the end face.
  • the second sheet metal component has a main part with the flank and an adjoining, against the flank angled side cheek and the first sheet metal component is arranged in an overlap arrangement with the side cheek of the second sheet metal component.
  • the component composite can be produced by the method described above and, to that extent, has the same technical features and advantages.
  • Figure 1 an exemplary sheet metal component assembly before the start of the process in a sectional view
  • FIG. 2 shows the sheet-metal components of FIG. 1 connected to a weld seam after carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a detail of a first sheet metal component 1 and a second sheet metal component 2 in the form of galvanized steel sheets which are to be connected to one another by a laser welding seam.
  • the weld is formed between an end face 3 of the first sheet metal component 1 and a flank 4 of the second sheet metal component 2.
  • the sheet metal components are arranged to each other so that the end face 3 with the flank 4 forms a throat 5 with an acute throat angle ⁇ .
  • laser radiation is now directed substantially perpendicular to the first sheet metal component.
  • the laser beam L is positioned at the edge of the first sheet metal component 1 in the vicinity of the end face 3.
  • material of the first sheet-metal component 1 is predominantly melted, in particular the edge 6 facing the laser beam and surrounding material.
  • the end face 3 is also melted.
  • the melt flows into the throat 5, where it binds to the flank 4 of the second sheet metal component 2 and solidifies to the weld 7 ( Figure 2).
  • Zinc coating which evaporates during the welding of the edge 4, can easily escape through the throat 5.
  • the end face 3 is preferably formed as a cutting edge and as such uncoated. However, if the cutting edge 3 coated, could there escape steam easily through the throat. Since the welding is carried out as heat conduction welding, no deep welding takes place and the laser radiation does not penetrate through the first sheet metal component 1 into the second sheet metal component 2. The second sheet metal component 2 is melted only in the region of the open flank 4. As a result, the evaporation of the zinc coating is reduced on the side facing away from the laser beam side of the first sheet metal component.
  • a preferred embodiment of the overlap arrangement which facilitates positioning of the sheet metal components 1, 2 and can also function as a weld pool protection, is shown in the figures.
  • the second sheet metal part 2 goes from the edge 4 in a side wall 9, which is angled relative to the edge 4. Due to manufacturing reasons, there may be a rounding between edge 4 and side wall 9.
  • the first sheet metal component 1 is positioned overlapping the side wall 9.
  • the first sheet metal component 1 can rest on the side wall 9 or between the sheet metal components, a defined gap can be provided.
  • the end face 3 points towards the flank 4 and preferably the first sheet metal component 1 is brought into abutment with the flank 4 with an abutting edge 0.
  • the angle ⁇ which is enclosed between the side wall 9 and flank 4, is preferably selected such that the desired throat angle ⁇ between end face 3 and flank 4 is achieved by abutment of the first sheet metal component on the side cheek 9.
  • the throat angle ⁇ is preferably in a range of 1 degree to 80 degrees or 1 degree to 45 degrees, and more preferably in a range of 5 degrees to 45 degrees.
  • the angle ⁇ is preferably in a range of 91 degrees to 170 degrees or 91 degrees to 135 degrees, and more preferably in a range of 95 degrees and 135 degrees selected.
  • welds can be formed which have high optical and qualitative seam properties.
  • the quality of the welded joint produced by the method can be assessed on the basis of the visual appearance of the weld seam.
  • An incorrectly positioned laser beam is e.g. by missing connection of the seam to the edge 4 or by insufficient melting of the sheet metal component edge 6 recognizable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile (1, 2), von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt, und wobei die Blechbauteile (1, 2) so zueinander angeordnet werden, dass eine Stirnfläche (3) des ersten Blechbauteils (1) und eine Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) eine Kehle (5) mit einem vorgegebenen spitzen Kehlwinkel (a) bilden. Erfindungsgemäß wird eine Laserschweißnaht (7) durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet, wozu ein Laserstrahl (L) derart auf das erste Blechbauteil (1) gerichtet wird, dass die Stirnfläche (3) und weiteres Material des ersten Blechbauteils (1) aufgeschmolzen wird und in die Kehle fließt und dort mit der Flanke (4) anbindet und zur Schweißnaht (7) erstarrt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile und Bauteilverbund
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile, von denen zumindest eines eine Beschichtung aufweist, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie einen Bauteilverbund zweier Blechbauteile.
Aus Korrosionsschutzgründen werden z.B. im Karosserierohbau häufig Bleche verwendet, die mit einer Antikorrosionsbeschichtung versehen sind, wie beispielsweise verzinkte Stahlbleche. Die Beschichtung weist dabei meist einen niedrigen Siedepunkt auf, der weit unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt. Beispielsweise wird das Stahlblech bei ca. 1500°C schmelzflüssig, während das Zink bereits bei ca. 900°C verdampft. Werden beschichtete Blechbauteile miteinander zu einem Bauteilverbund verschweißt, so erfolgt aufgrund der hohen Energieintensität des Schweißprozesses die Verdampfung der Beschichtung plötzlich, was insbesondere bei Überlappverbindungen zu einer verstärkten Bildung von Schweißspritzern führt. Die
Schweißspritzer setzen sich als Ablagerung und Anhaftung auf der Bauteiloberfläche ab, wo sie die optische Qualität verschlechtem und zu Korrosion führen können. Der Materialverlust in der Schweißnaht führt zu Endkratem und Löchern und somit ggf. zu einem Festigkeitsabfall der Naht. Weiterhin führen die Schweißspritzer zu Verunreinigungen der Spannvorrichtung.
Um diese Probleme zu verhindern, sind für I-Nähte Lösungsansätze bekannt, bei denen die Blechbauteile mit einem definierten Entgasungsspalt von ca. 0,1 mm bis 0,2 mm überlappend übereinander angeordnet werden und verschweißt werden. So ist z.B. aus der Druckschrift DE 102014 006 077 B3 bekannt, den Entgasungsspalt über noppenartige Erhöhungen sicherzustellen, die auf einem der Fügepartner mittels Laserstrahlschmelzen ausgebildet werden. Nachteilig an dieser Lösung ist der zusätzliche Arbeitsschritt zur Herstellung der Erhöhungen.
Ein Ansatz, die Entgasungsmöglichkeiten an einer Stimkehlnaht zu verbessern, ist z.B. aus der Druckschrift EP 0 771 605 A2 bekannt, die vorschlägt, zinkbeschichtete Blechbauteile vor dem Verschweißen im Nahtbereich unter einem spitzen Winkel aufeinander stoßend anzuordnen. Der Laserstrahl strahlt geneigt auf die Fügestelle ein, so dass Material des Ober- und Unterblechs aufgeschmolzen wird. Der Winkel zwischen den Blechbauteilen dient zur Bildung eines Entgasungsbereichs und gewährleistet, dass die Zinkbe- schichtung in gasförmiger Form entweichen kann, ohne das Schmelzbad der entstehenden Kehlnaht zu stören. Nachteilig ist die geringe Anbindungsflä- che, da sich die Blechbauteile nur noch entlang einer Stoßkante berühren sowie die aufwendige Positionierung der Blechbauteile.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Laserstrahl-Schweißverfahren sowie einen verbesserten Bauteilverbund aufzuzeigen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und einen Bauteilverbund nach Patentanspruch 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Es wird ein Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile angegeben, von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem niedrigen Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt. Zum Ausbilden der Schweißnaht werden die Blechbauteile so zueinander angeordnet, dass eine Stirnfläche des ersten Blechbauteils und eine Flanke des zweiten Blechbauteils eine Kehle mit einem vorgegebenen spitzen Kehlwinkel bilden.
Erfindungsgemäß wird die Laserschweißnaht durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet, wozu ein Laserstrahl derart auf das erste Blechbauteil gerichtet wird, dass die Stirnfläche und weiteres Material des ersten Blechbauteils aufgeschmolzen wird und in die Kehle fließt und dort mit der Flanke des zweiten Blechbauteils anbindet und zur Schweißnaht erstarrt.
Beim Wärmeleitungsschweißen wird die Energiedichte des Laserstrahls so gewählt, dass die Bearbeitungstemperatur unter der Verdampfungstemperatur des Stahlwerkstoffs bleibt. Im Gegensatz zum Tiefschweißen kommt es nicht zur Ausbildung einer Dampfkapillaren. Der Energieeintrag beim Wärmeleitungsschweißen erfolgt ausschließlich durch Wärmeleitung. Hierdurch kommt es zu einer eher oberflächlichen Anschmelzung der Fügepartner.
Erfindungsgemäß wird vornehmlich das Material des ersten Blechbauteils und dort insbesondere die Stirnfläche und das daran angrenzende Material aufgeschmolzen. Dieses fließt in die Kehle und trifft auf die oberflächlich angeschmolzene Flanke des zweiten Blechbauteils. Dort erstarrt die Schmelze. Durch die winklige Anordnung in Kombination mit dem Aufschmelzen per Wärmeleitungsschweißen kann eine große Anbindungsfläche und vollständige Anbindung der Blechbauteile erreicht werden. Die Erfindung erzielt gerade beim Verschweißen beschichteter Bleche deutliche Vorteile. An der Flanke kann der entstehende Zinkdampf frei entweichen, ebenso an der Oberfläche des ersten Blechbauteils. Aufgrund des Wärmeleitungsschweißens wird die Zinkverdampfung an der dem Laserstrahl abgewandten Seite des ersten Blechbauteils drastisch reduziert und verlangsamt, so dass hieraus resultierende Probleme vermieden werden. Bleche können mit dem Verfahren mit sehr hohen optischen und qualitativen Nahteigenschaften verschweißt werden. Zudem ist der Einsatz in korrosivbelasteten Bereichen möglich.
Das aufgeschmolzene Material des ersten Blechbauteils wird verwendet, um die Kehle zumindest teilweise zu füllen und eine Anbindung an die Flanke des zweiten Blechbauteils herzustellen. Hierzu hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Laserstrahl auf einen an die Stirnfläche angrenzenden Oberflächenabschnitt des ersten Blechbauteils gerichtet wird.
Zur gezielten Aufschmelzung des oberflächennahen Bereichs ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Laserstrahl ähnlich dem Ausbilden einer I-Naht senkrecht oder um maximal +/- 30 Grad abweichend von der Senkrechten auf die Oberfläche des ersten Blechbauteils gerichtet wird.
Der Kehlwinkel, welcher zwischen Stirnfläche und Flanke gebildeten wird, beeinflusst z.B. die Möglichkeit zur Zinkentgasung und definiert das Schmelzevolumen, das zur Erzielung einer ausreichenden Anbindung an der Flanke erforderlich ist. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Kehlwinkel in einem Bereich von 1 Grad bis 80 Grad oder von 1 Grad bis 45 Grad und besonders bevorzugt in einem Bereich von 5 Grad bis 45 Grad gewählt wird.
Vorteilhafter Weise können aufgrund der erfindungsgemäßen Verfahrensführung die beiden Blechbauteile auch im Überlappstoß angeordnet werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen zur Sicherstellung der Zinkentgasung erforderlich sind. So weist in einer bevorzugten Ausgestaltung das zweite Blechbauteil einen Hauptteil mit der Flanke auf und eine daran anschließende und gegenüber der Flanke angewinkelte Seitenwange. Das erste Blechbauteil wird in einer Überlappanordnung zur Seitenwange positioniert. Das erste Blechbauteil kann flächig auf der Seitenwange aufliegen oder es kann zwischen den Blechbauteilen ein definierter Spalt vorgesehen sein. Zur Erzeugung der Kehle weist die Stirnfläche des ersten Blechbauteils zur Flanke des zweiten Blechbauteils hin und vorzugsweise wird das erste Blechbauteil mit einer Stoßkante in Anlage mit der Flanke gebracht.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Stimkehlnähten erfolgt die Anbindung der Blechbauteile zwischen der Stirnfläche des ersten Blechbauteils und der, die Kehle zur anderen Seite hin begrenzenden, offenliegender Flanke des zweiten Blechbauteils. Vorzugsweise wird die Schweißverbindung ausschließlich zwischen dem erstem Blechbauteil und der offenliegender Flanke des zweiten Blechbauteils ausgebildet und nicht in dem Überlappbereich, in dem die Blechbauteile überlappend aufeinander liegen. Es ist nicht erforderlich, durch das erste Blechbauteil hindurch und bis in das zweite Blechbauteil hinein zu schweißen, wodurch die Zinkentgasungsproblematik erheblich entschärft werden kann.
Die angewinkelte Seitenwange kann z.B. als einfaches Mittel zur exakten Positionierung der Blechbauteile verwendet werden. Der Winkel, welcher zwischen Seitenwange und Flanke eingeschlossen ist, wird vorzugsweise derart gewählt, dass durch Anlage des ersten Blechbauteils an die Seitenwange der gewünschte Kehlwinkel zwischen Stirnfläche des ersten Blechbauteils und Flanke des zweiten Blechbauteils erreicht wird. Der zum Schweißen eingesetzte Laserstrahl kann im Dauerbetrieb (cw- continuous wave) oder im gepulsten Betrieb verwendet werden. Der Laserstrahl kann aus mehreren Teilstrahlen zusammengesetzt sein, z.B. bei Verwendung einer Multispot-Laservorrichtung.
Die Beschichtung ist vorzugsweise eine Antikorrosionsbeschichtung. Die Blechbauteile können flache Bleche oder Blechformteile sein. Es kann sich bei den Blechbauteilen insbesondere um verzinkte Stahlbleche handeln, z.B. elektrolytisch verzinkte oder feuerverzinkte Stahlbleche. Die Blechbauteile haben vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm. Ganz besonders eignet sich das Verfahren zum Verschweißen von Karosseriebauteilen oder Karosserieanbauteilen.
Weiterhin wird ein Bauteilverbund mit zwei Blechbauteilen angegeben, von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt. Ein erstes Blechbauteil ist durch eine Laserschweißnaht mit einem zweiten Blechbauteil verbunden. Erfindungsgemäß ist die Laserschweißnaht in einer durch eine Stirnfläche des ersten Blechbauteils und eine Flanke des zweiten Blechbauteils gebildete Kehle mit spitzem Kehlwinkel ausgebildet ist. Die Laserschweißnaht ist durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet derart, dass das erste Blechbauteil mit der der Stirnfläche zugewandten Flanke des zweiten Blechbauteils verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das zweite Blechbauteil einen Hauptteil mit der Flanke und eine daran anschließende, gegenüber der Flanke angewinkelte Seitenwange auf und das erste Blechbauteil ist in einer Überlappanordnung mit der Seitenwange des zweiten Blechbauteils angeordnet. Der Bauteilverbund kann insbesondere mit dem voranstehend beschriebenen Verfahren hergestellt werden und weist insofern dieselben technischen Merkmale und Vorteile auf.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich anhand der Zeichnung und im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Sofern in dieser Anmeldung der Begriff "kann" verwendet wird, handelt es sich sowohl um die technische Möglichkeit als auch um die tatsächliche technische Umsetzung.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 : eine beispielhafte Blechbauteilanordnung vor Beginn des Verfahrens in einer Schnittansicht und
Figur 2: die mit einer Schweißnaht verbundenen Blechbauteile aus Figur 1 nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 1 zeigt ausschnittsweise ein erstes Blechbauteil 1 und ein zweites Blechbauteil 2 in Form von verzinkten Stahlblechen, die durch eine Laserschweißnaht miteinander verbunden werden sollen. Die Schweißnaht wird zwischen einer Stirnfläche 3 des ersten Blechbauteils 1 und einer Flanke 4 des zweiten Blechbauteils 2 ausgebildet. Die Blechbauteile werden so zueinander angeordnet, dass die Stirnfläche 3 mit der Flanke 4 eine Kehle 5 mit einem spitzen Kehlwinkel α bildet.
Zur Ausbildung der Schweißnaht wird nun Laserstrahlung im Wesentlichen senkrecht auf das erste Blechbauteil gerichtet. Dies schließt eine Neigung des Laserstrahls L gegenüber der Senkrechten um bis zu 5 Grad ein. Der Laserstrahl L wird an den Rand des ersten Blechbauteils 1 in der Nähe zur Stirnfläche 3 positioniert. Durch diese Positionierung und Einstrahlrichtung wird überwiegend Material des ersten Blechbauteils 1 aufgeschmolzen, so insbesondere die dem Laserstrahl zugewandte Kante 6 sowie umliegendes Material. Die Stirnfläche 3 wird ebenfalls aufgeschmolzen. Die Schmelze fließt in die Kehle 5, bindet dort an die Flanke 4 des zweiten Blechbauteils 2 und erstarrt zur Schweißnaht 7 (Figur 2).
Diese Verfahrensführung bietet verbesserte Zinkentgasungsmöglichkeiten. Zinkbeschichtung, die während der Schweißung von der Flanke 4 verdampft, kann problemlos durch die Kehle 5 entweichen. Die Stirnfläche 3 ist vorzugsweise als Schneidkante ausgebildet und als solche unbeschichtet. Wäre die Schneidkante 3 jedoch beschichtet, könnte auch dort entstehender Dampf problemlos über die Kehle entweichen. Da das Schweißen als Wärmeleitungsschweißen durchgeführt wird, erfolgt keine Tiefschweißung und die Laserstrahlung dringt nicht durch das erste Blechbauteil 1 bis in das zweite Blechbauteil 2 hinein. Das zweite Blechbauteil 2 wird lediglich im Bereich der offenen Flanke 4 aufgeschmolzen. Hierdurch wird die Verdampfung der Zinkbeschichtung auf der dem Laserstrahl abgewandten Seite des ersten Blechbauteils reduziert.
Damit wird es möglich, das erste und zweite Blechbauteil in einer Überlappanordnung anzuordnen, ohne dass zusätzliche Entgasungsmöglichkeiten, wie z.B. Entgasungsspalte o.ä., in dem Überlappbereich 8 der Blechbauteile 1 , 2 vorgesehen werden müssten.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Überlappanordnung, welche eine Positionierung der Blechbauteile 1, 2 erleichtert und zudem als Schweißbadsicherung fungieren kann, ist in den Figuren gezeigt. Das zweite Blechbauteil 2 geht von der Flanke 4 in eine Seitenwange 9 über, die gegenüber der Flanke 4 angewinkelt ist. Fertigungsbedingt kann zwischen Flanke 4 und Seitenwange 9 eine Rundung vorhanden sein. Das erste Blechbauteil 1 ist überlappend zur Seitenwange 9 positioniert. Das erste Blechbauteil 1 kann auf der Seitenwange 9 aufliegen oder zwischen den Blechbauteilen kann ein definierter Spalt vorgesehen sein. Zur Erzeugung der Kehle weist die Stirnfläche 3 zur Flanke 4 hin und vorzugsweise wird das erste Blechbauteil 1 mit einer Stoßkante 0 in Anlage mit der Flanke 4 gebracht. Der Winkel ß, welcher zwischen Seitenwange 9 und Flanke 4 eingeschlossen ist, ist vorzugsweise derart gewählt, dass durch Anlage des ersten Blechbauteils an die Seitenwange 9 der gewünschte Kehlwinkel α zwischen Stirnfläche 3 und Flanke 4 erreicht wird. Der Kehlwinkel α liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 Grad bis 80 Grad oder 1 Grad bis 45 Grad und besonders bevorzugt in einem Bereich von 5 Grad bis 45 Grad. Ausgehend von einer Schnittkante 3, die im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsebene des ersten Bauteils 1 verläuft, wird der Winkel ß vorzugsweise in einem Bereich von 91 Grad bis 170 Grad oder 91 Grad bis 135 Grad und besonders bevorzugt in einem Bereich von 95 Grad und 135 Grad gewählt.
Mit dem beschriebenen Verfahren können Schweißnähte ausgebildet werden, die hohe optische und qualitative Nahteigenschaften aufweisen. Vorteilhafter Weise lässt sich die Qualität der mit dem Verfahren hergestellten Schweißverbindung anhand des optischen Erscheinungsbildes der Schweißnaht beurteilen. Ein fehlerhaft positionierter Laserstrahl ist z.B. durch fehlende Anbindung der Naht an die Flanke 4 oder durch mangelndes Aufschmelzen der Blechbauteilkante 6 erkennbar.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht maßstabsgetreu und nicht beschränkend. Abwandlungen im Rahmen des fachmännischen Handelns sind möglich. Bezugszeichenliste
1 , 2 Blechbauteil
3 Stirnfläche
4 Flanke
5 Kehle
6 Kante
7 Schweißnaht
8 Überlappbereich
9 Seitenwange
10 Stoßkante L Laserstrahl α Kehlwinkel ß Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile (1 , 2), von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt, und wobei die Blechbauteile (1, 2) so zueinander angeordnet werden, dass eine Stirnfläche (3) des ersten Blechbauteils (1) und eine Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) eine Kehle (5) mit einem vorgegebenen spitzen Kehlwinkel (a) bilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Laserschweißnaht (7) durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet wird, wozu ein Laserstrahl (L) derart auf das erste Blechbauteil (1) gerichtet wird, dass die Stirnfläche (3) und weiteres Material des ersten Blechbauteils (1) aufgeschmolzen wird und in die Kehle fließt und dort mit der Flanke (4) anbindet und zur Schweißnaht (7) erstarrt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Laserstrahl (L) auf einen an die Stirnfläche (3) angrenzenden Oberflächenabschnitt des ersten Blechbauteils (1) gerichtet wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Laserstrahl (L) senkrecht oder um maximal +/- 30 Grad abweichend von der Senkrechten auf die Blechbauteiloberfläche des ersten Blechbauteils (1) gerichtet wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kehle (5) einen Kehlwinkel (a) in einem Bereich von 1 Grad bis 80 Grad oder in einem Bereich von 1 Grad bis 45 Grad oder
in einem Bereich von 5 Grad bis 45 Grad aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Biechbauteil (2) einen Hauptteil mit der Flanke (4) aufweist und eine daran anschließende und gegenüber der Flanke (4) angewinkelte Seitenwange (9), und
das erste Blechbauteil (1) in einer Überlappanordnung zur Seitenwange (9) angeordnet wird derart, dass die Stirnfläche (3) auf die Flanke (4) zuweist zur Erzeugung der Kehle (5) zwischen Stirnfläche und Flanke.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Blechbauteile (1, 2) verzinkte Stahlblechbauteile sind.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Blechbauteile (1, 2) Karosseriebauteile oder Karosserieanbauteile sind.
8. Bauteilverbund mit zwei Blechbauteilen (1 , 2), von denen zumindest eines eine Beschichtung mit einem Siedepunkt aufweist, der unter dem Schmelzpunkt des Blechmaterials liegt,
wobei ein erstes Blechbauteil (1) durch eine Laserschweißnaht (7) mit einem zweiten Blechbauteil (2) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Laserschweißnaht (7) in einer durch eine Stirnfläche (3) des ersten Blechbauteils (1) und eine Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) gebildete Kehle (5) mit spitzem Kehlwinkel (a) ausgebildet ist und
die Laserschweißnaht (7) durch Wärmeleitungsschweißen ausgebildet ist derart, dass das erste Blechbauteil (1) mit der der Stirnfläche zugewandten Flanke (4) des zweiten Blechbauteils (2) verbunden ist.
9. Bauteilverbund nach Patentanspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Blechbauteil (2) einen Hauptteil mit der Flanke (4) und eine daran anschließende, gegenüber der Flanke (4) angewinkelte Seitenwange (9) aufweist, und
das erste Blechbauteil (1) in einer Überlappanordnung mit der Seitenwange (9) des zweiten Blechbauteils (2) angeordnet ist 0. Bauteilverbund nach Patentanspruch 8 oder 9,
hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche.
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