WO2022223654A1 - Verfahren zum laserstrahlfügen - Google Patents

Verfahren zum laserstrahlfügen Download PDF

Info

Publication number
WO2022223654A1
WO2022223654A1 PCT/EP2022/060474 EP2022060474W WO2022223654A1 WO 2022223654 A1 WO2022223654 A1 WO 2022223654A1 EP 2022060474 W EP2022060474 W EP 2022060474W WO 2022223654 A1 WO2022223654 A1 WO 2022223654A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weld seam
laser beam
sections
weld
joining
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/060474
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus GRETZER
Jan-Philipp Weberpals
Original Assignee
Audi Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Audi Ag filed Critical Audi Ag
Priority to EP22724047.0A priority Critical patent/EP4326480A1/de
Priority to CN202280024932.2A priority patent/CN117083143A/zh
Priority to US18/546,645 priority patent/US20240227079A9/en
Publication of WO2022223654A1 publication Critical patent/WO2022223654A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/244—Overlap seam welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/003—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to controlling of welding distortion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the invention relates to a method for laser beam joining according to the preamble of claim 1.
  • bipolar plates of a fuel cell can be made from a component composite of two sheet metal parts that have a very thin material thickness.
  • the sheet metal parts are placed one on top of the other and joined together by laser beams.
  • the weld seams formed can extend over a length of several meters.
  • a laser beam device produces a continuous, uninterrupted weld seam along a predefined application path.
  • the laser beam moves continuously along the application path at a process speed, as a result of which the weld seam is formed.
  • a process speed above a critical limit value and depending on other process parameters and the physical and geometrical material properties, periodic irregularities in the course of the weld seam occur after the start of the welding process.
  • This effect is known as humping because it takes on a structure of pearls or small accumulations.
  • material accumulations and material deficits periodically form, which weaken the welded connection and thus lead to a higher likelihood of leakage.
  • the critical process speed limit value above which this effect occurs represents a process limitation.
  • EP 0 143450 B1 A method and a device for pulsed high-energy welding are known from EP 0 143450 B1.
  • US Pat. No. 5,595,670 A discloses a method for high-speed welding.
  • From the DE 10 2019 006217 A1 discloses a method for connecting at least two workpieces by means of a laser beam.
  • the object of the invention is to provide a method for laser beam joining in which, compared to the prior art, the process speed can be increased and at the same time periodic irregularities in the course of the weld seam can be avoided.
  • the invention is based on a method for laser beam joining of at least two joining partners, in which a laser beam device produces a continuous weld seam along an application path with a preferably very long path length.
  • the invention is based on the following finding: With conventional laser beam joining, the laser beam moves continuously along the application path at a process speed, as a result of which the continuous weld seam is produced. Especially at a process speed above a critical limit value, periodic irregularities with material accumulations and material deficits occur after a welding process start phase. In the prior art, therefore, the weld seam produced in the welding process start phase is still flawless, while the weld seam produced in the further course of the welding process is afflicted with periodic irregularities. against this background, according to the characterizing part of claim 1, the weld seam is not produced continuously over the entire length of the application web.
  • the method according to the invention for avoiding irregularities in the weld seam due to excessive process speeds has two process steps: In the first process step, at least two weld seam sections that are spatially distant from one another in the length of the application path over a weld seam distance are separated with an intermediate weld seam interruption generated. In the second process step, the welding seam Interruption produces another weld section, so that the weld sections merge into one another without any interruptions, thereby forming the continuous weld seam.
  • the method according to the invention is not limited to the laser beam joining of two joining partners. Rather, the method according to the invention is also suitable for the production of a composite component from several joining partners. It should also be emphasized that the method according to the invention can be used regardless of the material thickness. This means that the process can cover both applications with thicker materials, for example in body construction, and applications with thinner materials, for example approx. 50pm to 200pm, such as occur when laser beam joining of electrochemical components of an electrochemical system occurs, for example in the case of bipolar plates in a fuel cell, in the case of battery cell components or in the case of components of a battery module, an overall battery system, an electrolyzer, a hydrogen compressor and the like.
  • the idea is based on the idea of creating a joining process using laser beam welding, which enables a high process speed and yet reliably avoids the occurrence of humping in the weld seam to be produced.
  • the idea for the implementation is characterized by the fact that a long, continuous and gas-tight weld seam is to be created step by step from a large number of weld seam sections. The aim is that the individual weld seam pieces can be joined at a significantly higher process speed than a long continuous seam.
  • the welding process develops as a function of the process parameters - primarily the process speed - and the physical and geometric material properties.
  • the process parameters primarily the process speed - and the physical and geometric material properties.
  • the flow fields around the capillary and in the resulting melt pool must first build up.
  • periodic formation of humps In this starting phase occurs periodic formation of humps.
  • the length of this start phase corresponds to the length of the individual weld sections. It depends on the process parameters and mainly depends on the process speed.
  • Laser optics used in laser beam welding can precisely align the laser beam between two weld seam sections (end of seam section 1 to start of seam section 2) in the millisecond range. This makes it possible to successively produce weld seam sections that are spatially distant from one another without any significant loss of time.
  • these are preferably carried out in an overlapping manner, since a continuous, materially bonded and gas-tight connection is created between the weld seam sections.
  • the overlapping of the two weld seam sections can be designed as crossing or intersecting path geometries.
  • the length of the area to be overlapped is determined by the process-relevant parameters and the physical and geometrical material properties.
  • the strategy for the spatial generation of the weld seams can be determined via the process control using the laser optics (e.g. a large field scanner with gravimetrically driven mirrors).
  • Conceivable are, for example, weld seam sections placed one after the other (example sequence: 1, 3, 2, 5, 4, 7, 6, etc. or first even then odd sections), seam nests, parallelize weld seams or build up alternately. This also allows the heat field that is created to be influenced and the resulting thermal distortion to be kept to a minimum or controlled.
  • the main technical benefit of the invention consists in increasing the process speed when joining materials with a laser beam in order to avoid the humping effect by dividing the weld seam into weld seam pieces.
  • Relevant aspects of the invention are highlighted again in detail below: It is preferred if the length of the respective weld seam section is less than or equal to the starting phase length of the weld seam produced in conventional laser beam joining. The length of the respective weld section can therefore be determined in a series of tests in which the starting phase length of the weld is determined in a comparative welding process.
  • adjacent weld seam sections can merge into one another with an overlap.
  • all of the weld seam sections can be aligned completely in longitudinal alignment with the application path.
  • the weld seam end of one weld seam section can overlap with the weld seam start of the adjacent weld seam section in the overlapping area.
  • the weld seam overlap can be implemented as follows: the adjacent weld seam sections can have overlapping sections that are positioned at an angle to one another. The overlapping sections may cross or intersect at an overlap point.
  • the finished weld seam can be subdivided, starting with a first weld seam section at the edge with ascending numbering, into a second, third, fourth and further weld seam sections.
  • the weld seam sections can be placed in different strategies: for example, in a laser beam joining process in a lateral process sequence, first the first, then the third, then the second, fifth, fourth, seventh, etc. weld seam -Part are generated.
  • first the weld seam sections are created with even numbering.
  • the weld sections can then be produced with odd numbering.
  • the laser beam joining is implemented in particular as a laser beam deep welding, in which sheet metal parts lying one on top of the other and preferably having an extremely thin material thickness are connected to one another as joining partners.
  • the material thickness can be in a range of 75 ⁇ m, for example.
  • the invention is not only limited to thin material thicknesses, but can be used with any material thickness and/or shape of the joining partners.
  • the method can be used in particular for the laser beam joining of components in an electrochemical system, such as battery cell components, or for components of a battery module, a battery overall system, a fuel cell, an electrolyser, a hydrogen compressor or the like.
  • sheet metal parts lying one on top of the other with a material thickness in particular in the range of, for example, 50 pm to 250 pm, or in the range of, for example, 250 pm to 500 pm can be connected to one another.
  • other applications are also possible, for example in the laser beam joining of sheet metal parts lying one on top of the other with a material thickness in the range of, for example, 250 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the method can also be used in the laser beam joining of components in body construction.
  • sheet metal parts lying one on top of the other with a material thickness of, for example, greater than 0.5 mm, in particular in the range from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably in the range from 0.5 mm to 3 mm, can be connected to one another as joining partners.
  • FIGS. 1 and 2 each show a completed welded connection according to the invention in different views
  • FIGS. 3 and 4 each show views based on which laser beam joining according to the invention is illustrated
  • FIGS. 5 and 6 each show different views, on the basis of which a weld seam produced in a comparative welding process is illustrated.
  • FIG. 7 shows a welded seam connection according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • the method according to the invention is used to produce a composite component of two or more sheet metal parts.
  • the process can be used regardless of the material thickness. This means that in addition to an application, for example in body construction, applications with thin material thicknesses in the range from, for example, approx.
  • the two sheet metal parts 1, 3 have extremely thin material thicknesses of 75 ⁇ m, for example.
  • the sheet metal parts 1, 3 are, for example, components of an electrochemical system, such as a battery cell or a fuel cell, a battery module or an overall battery system.
  • the invention is not limited to the material thickness of 75 ⁇ m specified above. Rather, they can superimposed sheet metal parts 1, 3 also have a material thickness in particular in the range of, for example, 50 pm to 250 pm, or in the range of, for example, 250 pm to 500 pm. As an alternative to this, other applications are also possible, for example in the laser beam joining of sheet metal parts lying one on top of the other with a material thickness in the range of, for example, 250 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the method is not limited to the laser beam joining of components of an electrochemical system. Rather, the process can be used in any application, for example in laser beam joining of components in body construction.
  • superimposed sheet metal parts 1, 3 with a material thickness of, for example, greater than 0.5 mm, in particular in the range from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably in the range from 0.5 mm to 3 mm, can be connected to one another as joining partners.
  • the two sheet metal parts 1, 3 are connected to one another via a straight weld seam 5, which extends along an application path 11 indicated by dot-dash lines.
  • the weld seam 5 is produced using a laser beam joining method, which will be described later and is implemented specifically as a deep laser beam welding process.
  • the weld seam 5 is continuous, that is to say without interruption.
  • the weld seam 5 is divided in FIGS. 1 and 2 into individual weld seam sections S1 to S9, beginning with a first weld seam section S1 at the edge with increasing numbering and into a second to ninth weld seam section S2 to S9.
  • Adjacent weld sections S1 to S9 merge into one another with an overlap 9 .
  • all weld seam sections S1 to S9 are aligned longitudinally to the application path 11, along which a laser beam head 13 of a laser beam device is guided at a process speed v in the joining process.
  • In the overlapping areas 9 is the end of the weld a weld seam section S1 to S9 overlaps with the weld seam start of the adjacent weld seam section S1 to S9.
  • the method has a first process step I (Fig. 3) and a second process step II (Fig. 4 ) on.
  • first process step I the weld sections S1, S3, S5, S7, S9 are produced with odd numbering over a weld seam distance a from each other spatially along the path length of the application path 11 with an intermediate weld seam interruption 15 in each case.
  • second process step II the laser beam device produces the weld seam sections S2, S4, S6, S8 with even numbering in the respective weld seam interruptions 15. After completion of the second process step II, therefore, all weld sections S1 to S9 merge into one another without interruption, specifically with the formation of the continuous weld seam 5.
  • any other welding strategy can be used within the scope of the invention.
  • the first, then the third, then the second and then the fifth weld seam section can be produced in a chronological process sequence.
  • the weld seam sections S1 to S9 can be placed in any order within the scope of the invention.
  • the welding sequence can be designed in such a way, particularly in the case of joining partners with a low material thickness, that thermal component distortion that occurs during the welding process is avoided.
  • the invention is not limited to the number of weld seam sections shown in the figures. Rather, the invention is applicable to any number of weld sections.
  • the weld seam is not limited to the linear course of the weld seam shown in the figures. Rather, the weld and/or the weld seam sections can be realized in any free form, such as curved, circular, rectangular or the like.
  • the essence of the invention is the knowledge that with conventional laser beam joining, in which the laser beam head 13 is guided along the application path 11 at a continuous process speed v, the following problem arises: This occurs at a process speed v above a critical limit value a welding process start phase leads to periodic irregularities with material accumulations 17 and material deficits 19. Correspondingly, the weld seam 21 (FIG. 5) produced in the start phase of the welding process is still flawless, while the humping effect occurs over the further course of the welding process, i.e. the further Welding process course generated weld 23 ( Figure 5) with the periodic irregularities 17, 19 is afflicted.
  • a comparison laser beam joining indicated in FIGS. 5 and 6 is first carried out in a series of tests.
  • the process speeds v are selected to be identical.
  • the laser beam head 13 is guided along the application path 11 at a continuous process speed v.
  • the starting phase length ls of the starting phase weld seam 21 produced in the comparative laser beam joining is determined.
  • the length lt of the respective weld seam section S1 to S9 is dimensioned to be less than or equal to the starting phase length ls of the starting phase weld seam 21 produced in the comparison laser beam joining.
  • FIG. 7 shows a weld seam geometry according to a second exemplary embodiment.
  • the weld seam sections S1 to S5 are not aligned completely in longitudinal alignment with the application path 11 . Rather, the adjacent weld seam sections S1 to S5 each have overlapping sections 25 that are inclined relative to one another. This cross or intersect at an overlap point 27 in order to produce a gas-tight weld seam 5 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laserstrahlfügen zumindest zweier Fügepartner (1, 3), bei dem eine Laserstrahlvorrichtung (13) entlang einer Applikationsbahn (11) mit bevorzugt sehr großer Bahnlänge eine durchgängige Schweißnaht (5) erzeugt. Erfindungsgemäß werden Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht (5) aufgrund hoher Prozessgeschwindigkeiten (v) wie folgt vermieden: In einem ersten Prozessschritt (I) werden zumindest zwei in Bahnlängsrichtung voneinander beabstandete Schweißnaht-Teilstücke (S1,S3, S5, S7, S9) mit jeweils zwischengeordneter Schweißnaht-Unterbrechung (15) erzeugt. In einem zweiten Prozessschritt (II) erzeugt die Laserstrahlvorrichtung (13) in jeder Schweißnaht-Unterbrechung (15) ein weiteres Schweißnaht-Teilstück (S2, S4, S6, S8), so dass sämtliche Schweißnaht-Teilstücke (S1 bis S9) unterbrechungsfrei ineinander übergehen, und zwar unter Bildung der durchgängigen Schweißnaht (5).

Description

Verfahren zum Laserstrahlfügen
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laserstrahlfügen nach dem Oberbe- griff des Anspruches 1.
Beispielhaft können Bipolarplatten einer Brennstoffzelle aus einem Bauteil verbund zweier Blechteile hergestellt werden, die eine sehr dünne Material stärke aufweisen. Zur Vorbereitung des Schweißprozesses werden die Blechteile übereinander gelegt und durch Laserstrahlfügen miteinander ver bunden. Die gebildeten Schweißnähte können sich dabei über eine Länge von mehreren Metern erstrecken.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Laserstrahlfügen zumindest zweier Fügepartner erzeugt eine Laserstrahlvorrichtung entlang einer vorde finierten Applikationsbahn eine durchgängige, unterbrechungsfreie Schweiß naht.
Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Laserstrahlfügen bewegt sich der Laserstrahl mit einer Prozessgeschwindigkeit kontinuierlich entlang der Applikationsbahn, wodurch die Schweißnaht gebildet wird. Bei einer Pro zessgeschwindigkeit oberhalb eines kritischen Grenzwerts sowie in Abhän gigkeit weiterer Prozessparameter und den physikalischen und geometri schen Materialeigenschaften treten nach einer Schweißprozess-Startphase periodische Unregelmäßigkeiten im Schweißnaht-Verlauf auf. Dieser Effekt wird als Humping bezeichnet, da er eine Struktur von Perlen beziehungs weise kleinen Anhäufungen einnimmt. In einer solchen Schweißnaht-Struktur bilden sich periodisch Materialanhäufungen und Materialdefizite, die zu einer Schwächung der Schweißverbindung und damit zu einer höheren Wahrscheinlichkeit einer Undichtigkeit führen. Demnach stellt im Stand der Technik der kritische Prozessgeschwindigkeits-Grenzwert, ab dem dieser Ef fekt eintritt, eine Prozessbeschränkung dar.
Vor diesem Hintergrund können im Stand der Technik die Prozessgeschwin digkeiten beim Laserstrahlfügen zur Erzeugung einer gleichmäßig ausge prägten Schweißnahtverbindung nicht beliebig nach oben skaliert werden.
Die Reglementierung durch das Auftreten der Unregelmäßigkeiten (Hum- ping) setzt der Skalierung Grenzen, da damit einhergehend die Funktionalität der Verbindung herabgesetzt wird (zum Beispiel Undichtigkeit bei Anforde rung der Gasdichtheit bei Bipolarplatten aufgrund des partiellen Materialdefi zits). Aufgrund der limitierten Prozessgeschwindigkeit muss somit in einer Großserienfertigung die Anzahl von Schweißanlagen erhöht werden. Zudem besteht im Stand der Technik ein hohes Ausschussrisiko beziehungsweise ein Zusatzaufwand, der sich aus einem Bauteilverzug aufgrund von schweiß bedingtem Wärmeeintrag ergibt.
Bislang existiert keine umgesetzte Großserienanlage, die eine derartige Pro zessgeschwindigkeit erfordert. Mit den bisherigen Konzeptideen ist eine sehr hohe Anzahl von Anlage und Vorrichtungen mit dem damit verbundenen ho hen Investitionsvolumen notwendig, um die erforderlichen Stückzahlen zu er reichen. Die Steigerung der Prozessgeschwindigkeit steht im direkten Zu sammenhang mit der Reduktion der Taktzeit und damit der Produktivität.
Aufgrund der zuvor beschriebenen Prozessgrenzen kann die Prozessge schwindigkeit mit einer Anpassung der Prozessparameter aktuell nicht weiter gesteigert werden. Aktuelle Geschwindigkeiten beim Laserstrahltiefschwei ßen von beispielsweise Stahlblechen belaufen sich auf Werte im Bereich von 1 m/s, welche bei dünnen Folien zu Unregelmäßigkeiten in der Nahtoberflä che und Undichtigkeiten in der Schweißnaht führen.
Aus der EP 0 143450 B1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum ge pulsten Hochenergie-Schweißen bekannt. Aus der US 5 595670 A ist ein Verfahren zum Schweißen mit hoher Geschwindigkeit bekannt. Aus der DE 10 2019 006217 A1 ist ein Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Werkstücke mittels eines Laserstrahls bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Laserstrahlfü gen bereitzustellen, bei dem im Vergleich zum Stand der Technik die Pro zessgeschwindigkeit erhöht werden kann und gleichzeitig periodische Unre gelmäßigkeiten im Schweißnaht-Verlauf vermieden werden können.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einem Verfahren zum Laserstrahlfügen zumindest zweier Fügepartner aus, bei dem eine Laserstrahlvorrichtung entlang einer Applikationsbahn mit bevorzugt sehr großer Bahnlänge eine durchgängige Schweißnaht erzeugt.
Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: So bewegt sich bei einem herkömmlichen Laserstrahlfügen der Laserstrahl mit einer Prozessgeschwin digkeit kontinuierlich entlang der Applikationsbahn, wodurch die durchgän gige Schweißnaht erzeugt wird. Speziell bei einer Prozessgeschwindigkeit oberhalb eines kritischen Grenzwerts treten nach einer Schweißprozess- Startphase periodische Unregelmäßigkeiten mit Materialanhäufungen sowie Materialdefiziten auf. Im Stand der Technik ist daher die in der Schweißpro- zess-Startphase erzeugte Schweißnaht noch einwandfrei, während die im weiteren Schweißprozess-Verlauf erzeugte Schweißnaht mit den periodi schen Unregelmäßigkeiten behaftet ist. Vor diesem Hintergrund wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die Schweißnaht nicht kontinu ierlich über die gesamte Applikationsbahn-Länge erzeugt. Vielmehr weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung von Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht aufgrund zu hoher Prozessgeschwindigkeiten zwei Pro zessschritte auf: Im ersten Prozessschritt werden zumindest zwei in Applika- tionsbahn-Länge über einen Schweißnaht-Abstand voneinander räumlich entfernte Schweißnaht-Teilstücke mit zwischengeordneter Schweißnaht-Un terbrechung erzeugt. Im zweiten Prozessschritt wird in der Schweißnaht- Unterbrechung ein weiteres Schweißnaht-Teilstück erzeugt, sodass die Schweißnaht-Teilstücke insgesamt unterbrechungsfrei ineinander überge hen, wodurch sich die durchgängige Schweißnaht bildet.
Es ist hervorzuheben, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf das Laserstrahlfügen zweier Fügepartner beschränkt ist. Vielmehr ist das erfin dungsgemäße Verfahren auch für die Herstellung eines Bauteilverbunds aus mehreren Fügepartnern geeignet. Zudem ist hervorzuheben, dass das erfin dungsgemäße Verfahren unabhängig von der Materialstärke einsetzbar ist. Das heißt, dass mit dem Verfahren sowohl Anwendungsfälle mit dickeren Materialstärken, zum Beispiel im Karosseriebau, als auch Anwendungsfälle mit dünnen Materialstärken, beispielsweise ca. 50pm bis 200pm, abdeckbar sind, wie sie beim Laserstrahlfügen von elektrochemischen Komponenten ei nes elektrochemischen Systems auftreten, zum Beispiel bei Bipolarplatten ei ner Brennstoffzelle, bei Batteriezellen-Komponenten oder bei Komponenten eines Batteriemoduls, eines Batteriegesamtsystems, eines Elektrolyseures, eines Wasserstoffverdichters und dergleichen.
Der Idee liegt der Gedanke zugrunde, einen Fügeprozess mittels Laser strahlschweißen zu schaffen, welcher eine hohe Prozessgeschwindigkeit er möglicht und dennoch das Auftreten von Humping in der zu erzeugenden Schweißnaht sicher vermeidet. Die Idee zur Umsetzung ist dadurch gekenn zeichnet, dass eine lange, durchgängige und zudem gasdichte zu erstellende Schweißnaht aus einer Vielzahl von Schweißnahtstücken schrittweise zu sammengesetzt wird. Ziel dabei ist es, dass die einzelnen Schweißnahtstü cke mit einer deutlich höheren Prozessgeschwindigkeit gefügt werden kön nen, wie vergleichsweise eine lange durchgängige Naht.
Die Idee dabei ist, dass zu Beginn einer Schweißnaht sich in Abhängigkeit der Prozessparameter - maßgeblich durch die Prozessgeschwindigkeit - und der physikalischen und geometrischen Materialeigenschaften der Schweiß prozess entwickelt. Während dieser Startphase müssen sich neben der Auf schmelzung der Bauteile die Strömungsfelder um die Kapillare und in das re sultierende Schmelzbad erst aufbauen. In dieser Startphase tritt die periodische Ausbildung von Humps nicht auf. Die Länge dieser Startphase entspricht der Länge der einzelnen Schweißnahtstücke. Sie hängt von den Prozessparametern ab und ergibt sich maßgeblich in Abhängigkeit der Pro zessgeschwindigkeit.
Demzufolge kann die Prozessgeschwindigkeit bezüglich der Schweißnaht stücke deutlich gesteigert werden. Beim Laserstrahlschweißen verwendete Laseroptiken können den Laserstrahl zwischen zwei Schweißnahtstücken (Ende Nahtstück 1 zum Anfang Nahtstück 2) im Millisekundenbereich exakt ausrichten. Dadurch ist es möglich, räumlich voneinander entfernte Schweiß nahtstücke ohne nennenswerten Zeitverlust nacheinander zu erzeugen. Je nach Strategie der aufeinanderfolgenden Reihenfolge der einzelnen Schweißnahtstücke werden diese vorzugsweise überlappend ausgeführt, da mit zwischen den Schweißnahtstücken eine durchgängige, stoffschlüssige sowie gasdichte Verbindung entsteht. Um die Sicherheit der Dichtigkeit zwi schen den Schweißnahtstücken zu gewährleisten, kann neben einer überlap penden Aneinanderreihung die Überdeckung der beiden Schweißnahtstücke als sich kreuzende bzw. sich schneidende Bahngeometrien ausgeführt wer den. Die Länge des zu überlappenden Bereichs wird durch die prozessrele vanten Parameter und die physikalischen und geometrischen Materialeigen schaften bestimmt. Zudem kann über die Prozessführung durch die Laserop tik (zum Beispiel ein Großfeldscanner mit gravimetrisch angetriebenen Spie geln) die Strategie der räumlichen Erzeugung der Schweißnähte festgelegt werden. Vorstellbar sind beispielsweise nacheinander aneinandergesetzte Schweißnahtstücke (Beispielreihenfolge: 1 , 3, 2, 5 ,4, 7, 6, etc. oder erste ge rade dann ungerade Stücke), Nahtnester, Schweißnähte parallelisieren bzw. alternierend aufbauen. Damit lässt sich ebenfalls das entstehende Wärme feld beeinflussen und der damit resultierende thermische Verzug geringhal ten bzw. steuern.
Der wesentliche technische Nutzen der Erfindung besteht in der Steigerung der Prozessgeschwindigkeit beim Laserstrahlfügen von Werkstoffen zum Vermeiden des Humping-Effekts durch Aufteilung der Schweißnaht in Schweißnahtstücke. Nachfolgend werden relevante Erfindungsaspekte nochmals im Einzelnen hervorgehoben: So ist es bevorzugt, wenn die Länge des jeweiligen Schweißnaht-Teilstücks kleiner oder gleich der Startphasen-Länge der im herkömmlichen Laserstrahlfügen erzeugten Schweißnaht bemessen ist. Die Länge des jeweiligen Schweißnaht-Teilstücks kann daher in einer Versuchs reihe ermittelt werden, in der die Startphasen-Länge der Schweißnaht in ei nem Vergleichs-Schweißprozess ermittelt wird.
In einer technischen Umsetzung können zur Steigerung der Schweißnaht- Dichtigkeit einander benachbarte Schweißnaht-Teilstücke mit Überlappung ineinander übergehen.
In einer ersten Ausführungsvariante können sämtliche Schweißnaht-Teilstü cke komplett in Längsflucht zur Applikationsbahn ausgerichtet sein. In die sem Fall kann im Überlappungsbereich das Schweißnaht-Ende des einen Schweißnaht-Teilstücks mit dem Schweißnaht-Anfang des benachbarten Schweißnaht-Teilstücks überlappen.
Alternativ dazu kann die Schweißnaht-Überlappung wie folgt realisiert sein: So können die benachbarten Schweißnaht-Teilstücke zueinander schräg ge stellte Überlappungs-Abschnitte aufweisen. Die Überlappungs-Abschnitte können sich an einem Überlappungspunkt überkreuzen beziehungsweise sich überschneiden.
Die fertiggestellte Schweißnaht kann beginnend von einem randseitigen ers ten Schweißnaht-Teilstück mit aufsteigender Nummerierung unterteilt sein in ein zweites, drittes, viertes sowie weitere Schweißnaht-Teilstücke. Die Schweißnaht-Teilstücke können im Rahmen der Erfindung in unterschiedli cher Strategie gesetzt werden: Beispielhaft können in einem Laserstrahlfüge- prozess in einer seitlichen Prozessabfolge zunächst das erste, dann das dritte, anschließend das zweite, das fünfte, das vierte, das siebte etc. Schweißnaht-Teilstück erzeugt werden. In einer alternativen Schweißstrate gie können in einem der beiden Prozessschritte (zum Beispiel dem ersten Prozessschritt) zunächst die Schweißnaht-Teilstücke mit geradzahliger Num merierung erzeugt werden. Im anderen Prozessschritt (zum Beispiel dem zweiten Prozessschritt) können anschließend die Schweißnaht-Teilstücke mit ungeradzahliger Nummerierung erzeugt werden.
Erfindungsgemäß ist das Laserstrahlfügen insbesondere als ein Laserstrahl tiefschweißen realisiert, bei dem als Fügepartner übereinander liegende Blechteile mit bevorzugt äußerst dünner Materialstärke miteinander verbun den werden. Die Materialstärke kann beispielhaft in einem Bereich von 75 pm liegen. Es ist jedoch hervorzuheben, dass die Erfindung nicht nur auf dünne Materialstärken beschränkt ist, sondern bei beliebiger Materialstärke und/oder Form der Fügepartner anwendbar ist.
Das Verfahren kann insbesondere beim Laserstrahlfügen von Komponenten in einem elektrochemischen System angewendet werden, etwa Batteriezel- len-Komponenten, oder bei Komponenten eines Batteriemoduls, einer Batte riegesamtsystems, einer Brennstoffzelle, eines Elektrolyseures, eines Was serstoffverdichters oder dergleichen. In diesem Fall können übereinanderlie gende Blechteile mit einer Materialstärke insbesondere im Bereich von bei spielsweise 50pm bis 250pm, oder im Bereich von beispielsweise 250pm bis 500pm miteinander verbunden werden. Alternativ dazu sind auch andere An wendungen möglich, etwa beim Laserstrahlfügen von übereinanderliegenden Blechteilen mit einer Materialstärke im Bereich von beispielsweise 250pm bis 500pm.
Das Verfahren kann ferner beim Laserstrahlfügen von Komponenten im Ka rosseriebau angewendet werden. In diesem Fall können als Fügepartner übereinanderliegende Blechteile mit einer Materialstärke von beispielsweise größer als 0,5 mm, insbesondere im Bereich von 0,5mm bis 5mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5mm bis 3mm miteinander verbunden werden.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefüg ten Figuren beschrieben. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 jeweils eine fertig gestellte Schweißverbindung gemäß der Erfindung in unterschiedlichen Ansichten;
Figuren 3 und 4 jeweils Ansichten, anhand derer das erfindungsgemäße La serstrahlfügen veranschaulicht ist;
Figuren 5 und 6 jeweils unterschiedliche Ansichten, anhand derer eine in ei nem Vergleichs-Schweißprozess hergestellte Schweißnaht veranschaulicht ist; und
Figur 7 eine Schweißnahtverbindung gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel der Erfindung.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines Bauteilverbun des von zwei oder mehreren Blechteilen. Grundsätzlich lässt sich das Ver fahren unabhängig von der Materialstärke einsetzen. Das heißt neben einem Anwendungsfall zum Beispiel im Karosseriebau sind auch Einsatzfälle mit dünnen Materialstärken im Bereich von beispielsweise ca. 50pm bis 200pm möglich, wie sie bei elektrochemischen Komponenten auftreten, zum Bei spiel Bipolarplatten einer Brennstoffzelle; Batteriezellen-Komponenten, Kom ponenten eines Batteriemoduls bzw. Batteriegesamtsystems, eines Elektroly seurs, eines Wasserstoffverdichters oder dergleichen.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Schweißverbindung zwischen zwei überei nanderliegenden Blechteilen 1 , 3 gezeigt. Die beiden Blechteile 1 , 3 weisen äußerst dünne Materialstärken von zum Beispiel 75 pm auf. Die Blechteile 1 , 3 sind beispielhaft Komponenten eines elektrochemischen Systems, etwa ei ner Batteriezelle oder einer Brennstoffzelle, eines Batteriemoduls bezie hungsweise Batteriegesamtsystems.
Es ist hervorzuheben, dass die Erfindung nicht auf die oben angegebene Materialstärke von 75 pm beschränkt ist. Vielmehr können die übereinanderliegenden Blechteile 1 , 3 auch eine Materialstärke insbeson dere im Bereich von beispielsweise 50pm bis 250pm, oder im Bereich von beispielsweise 250pm bis 500pm aufweisen. Alternativ dazu sind auch an dere Anwendungen möglich, etwa beim Laserstrahlfügen von übereinander liegenden Blechteilen mit einer Materialstärke im Bereich von beispielsweise 250pm bis 500pm.
Zudem ist das Verfahren kann nicht auf das Laserstrahlfügen von Kompo nenten eines elektrochemischen Systems beschränkt. Vielmehr ist das Ver fahren bei beliebigen Anwendungsfällen einsetzbar, beispielhaft beim Laser strahlfügen von Komponenten im Karosseriebau. In diesem Fall können als Fügepartner übereinanderliegende Blechteile 1, 3 mit einer Materialstärke von beispielsweise größer als 0,5 mm, insbesondere im Bereich von 0,5mm bis 5mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,5mm bis 3mm, miteinander verbunden werden.
In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 sind die beiden Blechteile 1, 3 über eine geradlinig verlaufende Schweißnaht 5 miteinander verbunden, die sich entlang einer strichpunktiert angedeuteten Applikationsbahn 11 er streckt. Die Schweißnaht 5 ist mittels eines später beschriebenen Laser- strahlfügeverfahrens hergestellt, das speziell als ein Laserstrahltiefschwei ßen realisiert ist.
Wie aus den Figuren 1 und 2 weiter hervorgeht, ist die Schweißnaht 5 durch gängig, das heißt unterbrechungsfrei, ausgebildet. Die Schweißnaht 5 ist in den Figuren 1 und 2 in einzelne Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S9 unterteilt, und zwar beginnend von einem randseitigen ersten Schweißnaht-Teilstück S1 mit aufsteigender Nummerierung in ein zweites bis neuntes Schweißnaht- Teilstück S2 bis S9. Einander benachbarte Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S9 gehen mit einer Überlappung 9 ineinander über. In den Figuren 1 und 2 sind sämtliche Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S9 in Längsflucht zur Applika tionsbahn 11 ausgerichtet, entlang der im Fügeprozess ein Laserstrahlkopf 13 einer Laserstrahlvorrichtung mit einer Prozessgeschwindigkeit v geführt wird. In den Überlappungsbereichen 9 ist jeweils das Schweißnaht-Ende des einen Schweißnaht-Teilstücks S1 bis S9 mit dem Schweißnaht-Anfang des benachbarten Schweißnaht-Teilstücks S1 bis S9 überlappt.
Nachfolgend wird anhand der Figuren 3 und 4 das erfindungsgemäße Laser strahlfügen zur Erzeugung der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Schweiß naht 5 beschrieben: Demnach weist das Verfahren einen ersten Prozess schritt I (Fig. 3) und einen zweiten Prozessschritt II (Fig. 4) auf. Im ersten Prozessschritt I werden die Schweißnaht-Teilstücke S1, S3, S5, S7, S9 mit ungeradzahliger Nummerierung über einen Schweißnaht-Abstand a vonei nander räumlich entfernt entlang der Bahnlänge der Applikationsbahn 11 mit jeweils zwischengeordneter Schweißnaht-Unterbrechung 15 erzeugt. Im zweiten Prozessschritt II (Fig. 4) erzeugt die Laserstrahlvorrichtung in den je weiligen Schweißnaht-Unterbrechungen 15 die Schweißnaht-Teilstücke S2, S4, S6, S8 mit geradzahliger Nummerierung. Nach Abschluss des zweiten Prozessschrittes II gehen daher sämtliche Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S9 unterbrechungsfrei ineinander über, und zwar unter Bildung der durchgängi gen Schweißnaht 5.
Alternativ zu den Figuren 3 und 4 ist jegliche andere Schweißstrategie im Rahmen der Erfindung anwendbar. Beispielhaft können im Laserstrahlfügen in einer zeitlichen Prozessabfolge zunächst das erste, dann das dritte, an schließend das zweite und dann das fünfte ff. Schweißnaht-Teilstück erzeugt werden. Unabhängig davon können die Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S9 im Rahmen der Erfindung in beliebiger Reihenfolge gesetzt werden. Die Schweiß-Reihenfolge kann insbesondere bei Fügepartnern mit geringer Ma terialdicke so ausgelegt sein, dass ein sich während des Schweißprozesses ergebender thermischer Bauteil-Verzug vermieden wird.
Die Erfindung ist darüber hinaus nicht auf die in den Figuren gezeigte Anzahl von Schweißnaht-Teilstücken beschränkt. Vielmehr ist die Erfindung bei ei ner beliebigen Anzahl von Schweißnaht-Teilstücken anwendbar. Ebenso ist die Schweißnaht nicht auf den in den Figuren dargestellten linearen Schweißnaht-Verlauf beschränkt. Vielmehr können die Schweißnaht und/oder die Schweißnaht-Teilstücke in beliebiger Freiform realisiert werden, etwa gekrümmt, kreisförmig rechteckförmig oder dergleichen.
Der Kern der Erfindung besteht in der Erkenntnis, dass bei einem herkömmli chen Laserstrahlfügen, bei dem der Laserstrahlkopf 13 mit kontinuierlicher Prozessgeschwindigkeit v entlang der Applikationsbahn 11 geführt wird, die folgende Problematik vorliegt: So kommt es bei einer Prozessgeschwindig keit v oberhalb eines kritischen Grenzwerts nach einer Schweißprozess- Startphase zu periodischen Unregelmäßigkeiten mit Materialanhäufungen 17 und Materialdefiziten 19. Entsprechend ist die in der Schweißprozess-Start- phase erzeugte Schweißnaht 21 (Figur 5) noch einwandfrei, während im wei teren Schweißprozess-Verlauf der Humpingeffekt eintritt, das heißt die im weiteren Schweißprozess-Verlauf erzeugte Schweißnaht 23 (Figur 5) mit den periodischen Unregelmäßigkeiten 17, 19 behaftet ist.
Damit der Humpingeffekt in der erfindungsgemäßen Schweißnaht 5 vermie den wird, wird zunächst in einer Versuchsreihe ein in den Figuren 5 und 6 angedeutetes Vergleichs-Laserstrahlfügen durchgeführt. Im Vergleichs-La- serstrahlfügen (Figuren 5 und 6) und im erfindungsgemäßen Laserstrahlfü gen (Figuren 1 , 2, 3 und 4) sind die Prozessgeschwindigkeiten v identisch gewählt. Im Unterschied zur Erfindung wird im Vergleichs-Laserstrahlfügen der Laserstrahlkopf 13 mit kontinuierlicher Prozessgeschwindigkeit v entlang der Applikationsbahn 11 geführt. Nach erfolgtem Vergleichs-Laserstrahlfügen wird die Startphasen-Länge ls der im Vergleichs- Laserstrahlfügen erzeugten Startphasen-Schweißnaht 21 ermittelt. Die Länge lt des jeweiligen Schweiß naht-Teilstücks S1 bis S9 wird kleiner oder gleich der Startphasen-Länge ls der im Vergleichs-Laserstrahlfügen erzeugten Startphasen-Schweißnaht 21 bemessen.
In der Figur 7 ist eine Schweißnaht-Geometrie gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel gezeigt. Demzufolge sind die Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S5 nicht komplett in Längsflucht zur Applikationsbahn 11 ausgerichtet. Vielmehr weisen die benachbarten Schweißnaht-Teilstücke S1 bis S5 jeweils zueinander schräggestellte Überlappung-Abschnitte 25 auf. Diese überkreuzen bzw. schneiden sich an einem Überlappungspunkt 27, um eine gasdichte Schweißnaht 5 herzustellen.
BEZUGSZEICHENLISTE:
1, 3 Fügepartner
5 Schweißnaht 5‘ Vergleichs-Schweißnaht
9 Überlappung
11 Applikationsbahn
13 Laserstrahlkopf einer Laserstrahlvorrichtung
15 Schweißnaht-Unterbrechung 17 Materialanhäufungen
19 Materialdefizite 21 Startphasen-Schweißnaht 23 Schweißnaht a Schweißnaht-Abstand ls Länge der Startphasen-Schweißnaht It Länge der Schweißnaht-Teilstücke
S1 bis S9 Schweißnaht-Teilstücke v Prozessgeschwindigkeit
I, II Prozessschritte

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Laserstrahlfügen zumindest zweier Fügepartner (1 , 3), bei dem eine Laserstrahlvorrichtung (13) entlang einer Applikations bahn (11 ) mit bevorzugt sehr großer Bahnlänge eine durchgängige Schweißnaht (5) erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermei dung von Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht (5) aufgrund hoher Prozessgeschwindigkeiten (v) das Verfahren aufgeteilt ist in einen ersten Prozessschritt (I), in dem zumindest zwei in Bahnlängs richtung voneinander beabstandete Schweißnaht-Teilstücke (S1 , S3,
S5, S7, S9) mit jeweils zwischengeordneter Schweißnaht-Unterbre chung (15) erzeugt werden, und in einen zweiten Prozessschritt (II), in dem die Laserstrahlvorrichtung (13) in jeder Schweißnaht-Unterbrechung (15) ein weiteres Schweiß naht-Teilstück (S2, S4, S6, S8) erzeugt, so dass sämtliche Schweiß naht-Teilstücke (S1 bis S9) unterbrechungsfrei ineinander übergehen, und zwar unter Bildung der durchgängigen Schweißnaht (5).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Stei gerung der Schweißnaht-Dichtigkeit einander benachbarte Schweiß naht-Teilstücke (S1 bis S9) mit Überlappung (9) ineinander übergehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Schweißnaht-Teilstücke (S1 bis S9) in Längsflucht zur Appli kationsbahn (11 ) ausgerichtet sind, und dass insbesondere im Überlap pungsbereich (9) das Schweißnaht-Ende des einen Schweißnaht-Teil stückes (S1 bis S9) den Schweißnaht-Anfang des benachbarten Schweißnaht-Teilstücks (S1 bis S9) überlappt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schweißnaht-Überlappung die benachbarten Schweißnaht-Teilstücke (S1 bis S5) zueinander schräggestellte Überlappungs-Abschnitte (25) aufweisen, die einander an einem Überlappungspunkt (27) überkreuzen bzw. sich schneiden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fertigstellte Schweißnaht (5) beginnend von ei nem randseitigen ersten Schweißnaht-Teilstück (S1 ) mit aufsteigender Nummerierung unterteilbar ist in ein zweites, drittes, viertes ff. Schweiß naht-Teilstück (S2 bis S9), und dass insbesondere im Laserstrahlfüge- prozess in einer zeitlichen Prozessabfolge das erste, dritte, zweite, fünfte, vierte, siebte, etc. Schweißnaht-Teilstück (S1 bis S9) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Laser- strahlfügeprozess in einem Prozessschritt, zum Beispiel dem ersten Prozessschritt (I), zunächst die Schweißnaht-Teilstücke (S1 , S3, S5,
S7, S9) mit ungeradzahliger Nummerierung erzeugt werden, und im an deren Prozessschritt, zum Beispiel dem zweiten Prozessschritt (II), die Schweißnaht-Teilstücke (S2, S4, S6, S8) mit geradzahliger Nummerie rung erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem insbesondere herkömmlichen Vergleichs- Laserstrahlfügen die Laserstrahlvorrichtung (13) mit einer Prozessge schwindigkeit (v) entlang der Applikationsbahn (11 ) bewegt wird, und zwar unter Bildung einer Vergleichs-Schweißnaht (5‘), und dass insbe sondere bei einer Prozessgeschwindigkeit (v) oberhalb eines kritischen Grenzwerts nach einer Schweißprozess-Startphase periodische Unre gelmäßigkeiten mit Materialanhäufungen (17) und Materialdefiziten (19) auftreten, so dass die in der Schweißprozess-Startphase erzeugte Startphasen-Schweißnaht (21 ) noch einwandfrei ist, während die im weiteren Verlauf des Schweißprozesses erzeugte Schweißnaht (23) mit den periodischen Unregelmäßigkeiten (17, 19) behaftet ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des jeweiligen Schweißnaht-Teilstücks (S1 bis S9) in der Schweißnaht (5) kleiner oder gleich der Startphasen-Länge (ls) der im Vergleichs-La- serstrahlfügen erzeugten Schweißnaht (5‘) bemessen ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserstrahlfügen als ein Laserstrahltiefschwei ßen realisiert ist, bei dem als Fügepartner (1, 3) übereinanderliegende Blechteile mit einer Materialstärke insbesondere im Bereich von bei spielshaft 50pm bis 250pm, vorzugweise 75 pm, oder im Bereich von beispielhaft 250pm bis 500pm miteinander verbunden werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserstrahlfügen als ein Laser strahltiefschweißen realisiert ist, bei dem als Fügepartner (1 , 3) überei nanderliegende Blechteile mit einer Materialstärke von beispielhaft grö ßer als 0,5 mm, insbesondere im Bereich von 0,5mm bis 5mm, beson ders bevorzugt im Bereich von 0,5mm bis 3mm miteinander verbunden werden.
PCT/EP2022/060474 2021-04-22 2022-04-21 Verfahren zum laserstrahlfügen WO2022223654A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22724047.0A EP4326480A1 (de) 2021-04-22 2022-04-21 Verfahren zum laserstrahlfügen
CN202280024932.2A CN117083143A (zh) 2021-04-22 2022-04-21 激光焊方法
US18/546,645 US20240227079A9 (en) 2021-04-22 2022-04-21 Laser beam joining method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021110241.3A DE102021110241A1 (de) 2021-04-22 2021-04-22 Verfahren zum Laserstrahlfügen
DE102021110241.3 2021-04-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022223654A1 true WO2022223654A1 (de) 2022-10-27

Family

ID=81748302

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/060474 WO2022223654A1 (de) 2021-04-22 2022-04-21 Verfahren zum laserstrahlfügen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4326480A1 (de)
CN (1) CN117083143A (de)
DE (1) DE102021110241A1 (de)
WO (1) WO2022223654A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857697A (en) * 1987-01-21 1989-08-15 Metal Box Public Limited Company Continuous seam welding apparatus and methods
EP0143450B1 (de) 1983-11-28 1990-08-29 Elpatronic Ag Verfahren und Vorrichtung zum Impulsionsschweissen bei hoher Energiedichte
US5250782A (en) * 1991-09-03 1993-10-05 Thomson-Csf Method for the closing, by laser, of electronic circuit packages, notably hybrid circuit packages, minimizing mechanical stresses
US5595670A (en) 1995-04-17 1997-01-21 The Twentyfirst Century Corporation Method of high speed high power welding
DE102016222402A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels Laserstrahlung und Verwendung des Verfahrens
CN108326419A (zh) * 2017-12-27 2018-07-27 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种金属薄板的高速焊接方法
DE102019006217A1 (de) 2019-09-03 2020-03-19 Daimler Ag Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Werkstücke mittels eines Laserstrahls

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10322450B4 (de) 2003-02-28 2006-01-19 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zum Laserschweissen beschichteter Platten
JP4688423B2 (ja) 2004-02-27 2011-05-25 独立行政法人物質・材料研究機構 レーザ溶接方法
DE102006052827A1 (de) 2006-11-09 2008-05-15 Volkswagen Ag Verfahren zur Fügung von Blechkonstruktionen durch Laserstrahlschweißen
DE102012021755B4 (de) 2012-11-07 2021-08-12 Audi Ag Laserstrahl-Schweißverfahren

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0143450B1 (de) 1983-11-28 1990-08-29 Elpatronic Ag Verfahren und Vorrichtung zum Impulsionsschweissen bei hoher Energiedichte
US4857697A (en) * 1987-01-21 1989-08-15 Metal Box Public Limited Company Continuous seam welding apparatus and methods
US5250782A (en) * 1991-09-03 1993-10-05 Thomson-Csf Method for the closing, by laser, of electronic circuit packages, notably hybrid circuit packages, minimizing mechanical stresses
US5595670A (en) 1995-04-17 1997-01-21 The Twentyfirst Century Corporation Method of high speed high power welding
DE102016222402A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels Laserstrahlung und Verwendung des Verfahrens
CN108326419A (zh) * 2017-12-27 2018-07-27 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种金属薄板的高速焊接方法
DE102019006217A1 (de) 2019-09-03 2020-03-19 Daimler Ag Verfahren zum Verbinden mindestens zweier Werkstücke mittels eines Laserstrahls

Also Published As

Publication number Publication date
US20240131627A1 (en) 2024-04-25
CN117083143A (zh) 2023-11-17
EP4326480A1 (de) 2024-02-28
DE102021110241A1 (de) 2022-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2817123B1 (de) Verfahren zum steppnahtschweissen einer stirnseitigen flanschverbindung
WO2017089126A1 (de) Verfahren zum remote-laserstrahlschweissen mit überlagerter oszillationbewegung des laserstrahles
DE10237763B4 (de) Verfahren zur Herstellung unlösbarer stoffschlüssiger Verbindungen von Bauteilen aus oxid-dispergierten-(ODS)-metallischen Werkstoffen durch Verschweißen und durch das Verfahren hergestellte Bauteile
WO2007128587A1 (de) Verfahren zur herstellung von ausgangskomponenten für sägeblätter bzw. sägebänder
DE102011054540A1 (de) Laser-überlappschweissverfahren für teile aus verzinktem stahlblech
EP2551050B1 (de) Verfahren zum Schweißen von dünnwandigen Rohren mittels Spitzentemperaturanlassschweißen
EP3124162B1 (de) Verfahren zum herstellen von überlappungsstossschweissverbindungen und überlappungsstossschweissverbindung
WO2001012378A1 (de) Verbindungsbereich zweier beschichteter metallbleche
WO2005075141A1 (de) Verfahren zur topographieänderung mit laserstrahl von beschichteten blechen und beschichtetes blech mit einer topographieänderung
EP4326480A1 (de) Verfahren zum laserstrahlfügen
EP1534464A1 (de) Verfahren zur laserbearbeitung beschichteter bleche
DE2939431A1 (de) Zusammengesetzte metallplatte und verfahren zu ihrer herstellung
DE102021104305A1 (de) Verfahren zum Laserschweißen sowie damit hergestellte Schweißkonstruktion
WO2021175555A1 (de) Verfahren zum laserschweissen zweier beschichteter werkstücke
DE102011118278B4 (de) Laserschweißverfahren
DE10218986A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kraftstoffbehälters
DE102016003801B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung durch Schweißen und nach dem Verfahren hergestellte Fügeverbindung sowie eine Bauteilgruppe mit gemäß dem Verfahren gefügten Bauteilen
DE102018212030A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils mit Fügehilfselement
DE102006023834A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn und Hohlkörper
DE10237796B3 (de) Verfahren zum Besäumen eines Blechteils
DE102017105900A1 (de) Verfahren zum stirnseitigen Laserschweißen
WO2019149505A1 (de) Verfahren zum verbinden einer mehrzahl an folienelementen
DE102021005518A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schweißverbindung von wenigstens zwei Bauteilen mittels Energiestrahl
WO2022180017A1 (de) Verfahren zum laserschweissen sowie damit hergestellte schweisskonstruktion
DE102023208741A1 (de) Verfahren zum Laserstrahlschweißen zweier Bauteile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22724047

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 18546645

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280024932.2

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022724047

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022724047

Country of ref document: EP

Effective date: 20231122