汽车灯的激光焊接方法以及相应的汽车灯技术

汽车灯的制造方法，所述方法还包括以下步骤：在适于在所述透镜体内部获得光辐射光导的透镜体内部提供第二光导；其中所述第二光导设置有壁，其能够满足用于由至少一个第一波瓣或部分(Li)所限定的激光辐射至少一部分的总体内部反射条件。所述方法还包括将第一和第二光导适当地相对于彼此布置成将来自第一光导输出的激光辐射的至少第一波瓣或部分朝向透镜体的第二光导发送，从而在第二光导内部将激光辐射的至少一部分或波瓣朝向焊接界面传播；其中所述容纳体相对于所述光束用作吸收性构件以及所述透镜体用作光束的透射性构件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车灯的激光焊接方法以及使用所述方法所获得的相应汽车灯。
技术介绍
术语汽车灯理解成是指一般性的后汽车灯或前汽车灯，后者也被称为前灯。如已知的那样，汽车灯是下述车辆的照明和/或信号装置，所述车辆包括具有朝向车辆外部的照明和/或信号功能的至少一个外部汽车灯，诸如像侧光灯、指示灯、刹车灯、后雾灯、倒车灯、近光灯、远光大灯等。汽车灯以其最简单的形式包括容纳体、透镜体和至少一个光源。透镜体放置成封闭容纳体的口部以便形成一个壳体腔室。光源布置于壳体腔室内部，所述光源可被定向以便当供以电力时朝向透镜体发射光。一旦各个部件已被组装好，则汽车灯的制造方法必须设置成将透镜体附接和以气密的方式密封到容纳体。这样的密封和附接通常通过焊接来执行。自然地，焊接也会与更复杂汽车灯的例如布置于壳体腔室内部的其它部件相关。聚合物主体特别是汽车灯的激光焊接方法使得可以将能够发射激光辐射的透射性聚合物主体和能够吸收激光辐射的吸收性聚合物主体相结合。在目前的情况下，激光辐射当其遇到吸收性聚合物主体时转化成热量，所述吸收性聚合物主体通过局部加热将热量传递到透射性聚合物主体，只要软化和局部熔化两个聚合物主体就可牢固地结合到彼此。汽车灯的吸收性聚合物主体例如可由容纳体构成，而汽车灯的透射性聚合物主体例如可由透镜体构成，该透镜体封闭所述容纳体形成容纳汽车前灯光源的壳体腔室。当然，吸收性和透射性聚合物主体可通常通过汽车前灯的另外聚合物部件构成。汽车灯聚合物主体的激光焊接方法有时也因为聚合物主体的复杂几何形状而难以实施。透射性聚合物主体的诸如配件、肋、槽、突起、弯曲部等的表面不连续性例如会阻碍激光辐射朝向焊接区域传播，焊接区域通常远离激光辐射的发射点。为了克服这种缺陷，解决方案是已知的，其中提供成使用所述主体的聚合物透射性部分用作激光辐射的光导，如在美国专利US6592239B1中所述的那样，或使用用于同步激光焊接的设备，所述设备装配有激光辐射的分配器，所述分配器包括由平坦的镜面处理的壁所形成的光导以便聚焦激光辐射。但是这两种权宜之计具有较差的性能，因为由激光发射器所发射的激光辐射中的仅一小部分到达焊接区域(图1和图2)。通过所提及的第一解决方案的实例并参照图1和图2中，凸状的透镜体可包括光导端，其能够使用激光辐射在透镜体至少一个内壁上的至少一次反射来将由激光器所发射的激光辐射朝向焊接区域引导。然而，实验测试表明，激光发射器和透镜体的光导端不以非常有效的方式合作，因为由激光发射器所发射的激光辐射的仅一小部分朝向焊接区域被引导。实际上，在所示的实例中，只有等于由激光发射器所发射激光辐射的22％的一小部分通过激光辐射的单次反射到达焊接区域，而该一小部分通过激光辐射的多次反射而急剧减少，达到由激光发射器所发射激光辐射的2％。此外，将透射性透镜体用作光导的一部分证明在透镜体具有不连续表面的情况下也是较差的解决方案。实际上，激光辐射会由不连续性以不受控制的方式转向，或者激光辐射相对于所述透镜体输入区域的正确倾斜会受到影响，以绕过所述不连续性，其结果是激光辐射被浪费掉。作为所提及的第二解决方案的一个实例并参照图3和图4，焊接方法与处理手段的模拟表明包括由平坦的镜面处理过的壁所形成的光导的激光辐射分配器在一些情况下不能将从激光辐射分配器出口发出的激光辐射朝向焊接区域直接发送，特别是在透镜体是弯曲形状的情况下。激光辐射分配器在实际上有时可能会找不到接近透镜体表面的任何位置，因为激光辐射分配器会在物理上干涉所述透镜体。此外，使用包括镜面处理过的、平坦的壁的激光辐射分配器即使在透镜体呈现表面不连续性的情况下也证明是一个有争议的解决方案。实际上，从激光辐射分配器出口发出的激光辐射的相当大的比例由透镜体的表面不连续性以不受控的方式转向而不到达焊接区域。总而言之，迄今为止，考虑到需要将复杂的几何形状(诸如汽车灯的那些)焊接到一起，在汽车灯中的激光焊接应用连同目前使用的技术都不是很有效。事实上，汽车灯的透镜体和容纳体由聚合物材料制成并包括高度复杂的几何形状，所述几何形状具有弯曲的或笔直的联接表面，而所述联接表面具有沿着所述相互联接的整个周边的高度可变的倾斜度。汽车灯或它们的部件诸如容纳体和透镜体的所述复杂几何形状不适用于当前的激光焊接技术，这些技术实际上优化成适于应用到主体的平坦的壁、简单的几何形状和相对薄的厚度上。由此可见，激光焊接技术目前很少用于汽车灯上，因为它们并不能确保令人满意的结果，并且在任何情况下使用替代性的焊接技术(诸如像振动、超声、摩擦焊接等)都不具有竞争力的成本/时间。此外，存在汽车灯的另外特点，其复杂化并阻碍了目前的激光焊接技术使得目前激光焊接技术昂贵。实际上，汽车灯的部件(例如透镜体)可由光源所发射的光穿过，从而实现汽车灯的照明。因此透镜体可采取着色，这将根据规定所要求的颜色赋予给由光源所发射的光。例如，汽车灯的停车灯可用基本白色的光源来实现，而透镜体趋向于红色。然而，在激光焊接过程中，例如趋向于红色的着色透镜体与无色的透镜体相比吸收大量的光能，有损于由激光源所提供的光能，着色透镜体必须能够在焊接区域内提供预定的光能。吸收性增加需要使用更高功率的激光束，从而具有高的消耗和焊接成本，吸收性增加是由于存在着色透镜体造成的，所述着色透镜体作为透射性元件过滤所发射的辐射。通过这种方式，透镜体激光焊接的能量效率被进一步降低，上述能量效率被进一步降低的原因在于一方面光辐射的显著部分尽可能多地被着色透镜体吸收，并且另一方面由于透镜体本身的上述复杂几何形状超过半数的光辐射进行良好的分散。鉴于所有的上述考虑，激光焊接技术迄今为止很少使用在汽车灯上，因为它们与替代性的焊接技术(诸如像摩擦、超声焊接等)相比太复杂和昂贵以及不方便设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了获得汽车灯的一种激光焊接方法，以及使用所述方法所获得的能够确保激光焊接过程的汽车灯，与现有解决方案相比，这使得由更大的激光发射器所发射的激光辐射部分能够到达焊接区域。本专利技术的目的在于设计出一种在汽车灯中使用的聚合物主体的激光焊接方法，与由现有技术所提供的功率相比，其能够减小激光源的功率。因此本专利技术的目的在于通过激光焊接技术来执行汽车灯的焊接，所述激光焊接技术克服了有关汽车灯具体性质的技术缺陷，上述缺陷迄今为止使本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车灯(4)的制造方法，包括以下步骤：‑提供由第一周边轮廓(20)界定的容纳体(8)；‑提供由第二周边轮廓(28)界定的透镜体(24)；‑将容纳体(8)和透镜体(24)的相应第一和第二周边轮廓(20，28)至少部分地彼此关联，所述周边轮廓之间的接触表面限定焊接界面(48)；‑提供至少一个激光发射装置(30)，其发射具有特征发射光谱的光束或辐射；‑其中所述发射装置(30)可操作地连接到所发射的光辐射的第一光导(52)，所述第一光导(52)包括光辐射的输入(56)和输出(60)，因此根据包括多个部分或波瓣(Li)的空间分布来分布来自所述输出(60)的所述辐射；其特征在于所述方法包括以下步骤：‑在适于在所述透镜体(24)内部获得光辐射光导的透镜体(24)内部提供第二光导(64)；‑其中所述第二光导(64)设置有壁，其能够满足用于由至少一个第一波瓣或部分(Li)所限定的至少一部分激光辐射的总体内部反射条件；‑将第一和第二光导(52，64)适当地相对于彼此布置成将来自第一光导(52)输出(60)的激光辐射的至少第一波瓣或部分(Li)朝向透镜体(24)的第二光导(64)发送，从而在第二光导(64)内部将激光辐射的至少一部分或波瓣(Li)朝向焊接界面(48)传播；‑其中所述容纳体(8)相对于所述光束用作吸收性构件以及所述透镜体(24)用作光束的透射性构件。...

【技术特征摘要】
2014.03.28 IT PD2014A0000811.汽车灯(4)的制造方法，包括以下步骤：
-提供由第一周边轮廓(20)界定的容纳体(8)；
-提供由第二周边轮廓(28)界定的透镜体(24)；
-将容纳体(8)和透镜体(24)的相应第一和第二周边轮廓(20，28)至
少部分地彼此关联，所述周边轮廓之间的接触表面限定焊接界面(48)；
-提供至少一个激光发射装置(30)，其发射具有特征发射光谱的光束或辐
射；
-其中所述发射装置(30)可操作地连接到所发射的光辐射的第一光导
(52)，所述第一光导(52)包括光辐射的输入(56)和输出(60)，因此
根据包括多个部分或波瓣(Li)的空间分布来分布来自所述输出(60)的
所述辐射；
其特征在于所述方法包括以下步骤：
-在适于在所述透镜体(24)内部获得光辐射光导的透镜体(24)内部提
供第二光导(64)；
-其中所述第二光导(64)设置有壁，其能够满足用于由至少一个第一波
瓣或部分(Li)所限定的至少一部分激光辐射的总体内部反射条件；
-将第一和第二光导(52，64)适当地相对于彼此布置成将来自第一光导
(52)输出(60)的激光辐射的至少第一波瓣或部分(Li)朝向透镜体(24)
的第二光导(64)发送，从而在第二光导(64)内部将激光辐射的至少一
部分或波瓣(Li)朝向焊接界面(48)传播；
-其中所述容纳体(8)相对于所述光束用作吸收性构件以及所述透镜体
(24)用作光束的透射性构件。
2.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于所述方法
包括将来自第一光导(52)输出(60)的激光辐射的至少一个另外的部分
或第二波瓣(L2)朝向透镜体(24)的第二光导(64)发送的步骤，以便
沿着与第一波瓣(L1)相关的激光辐射的第一部分(L1)相比的替代性路
径，其中第二波瓣(L2)作用到所述焊接表面(48)上。
3.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于分布在第
一光导(52)输出(60)处的光束包括多个波瓣(Li)，朝向透镜体(24)
的第二光导(64)发送，所述波瓣(Ln)具有“n”级，其中“n”是在作
用到焊接表面(48)之前通过穿过透镜体(24)的第二光导(64)影响波
瓣的反射次数。
4.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于所述方法
包括制造具有“0”级的至少一个波瓣(L0)的步骤，其通过穿过透镜体(24)
作用到焊接表面(48)上，不经受在第二光导(64)内部的反射。
5.根据权利要求3所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于所述方法
包括制造具有不同级的至少两个波瓣(L0)的步骤，其通过穿过透镜体(24)
作用到焊接表面(48)上，经受在第二光导(64)内部的不同次数的反射。
6.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于第一光导
(52)和第二光导(64)沿着同一方向(X-X)对准。
7.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于透镜体(24)
的第一光导(52)和第二光导(64)取向成根据第一和第二方向(X-X，
Y-Y)相对于彼此倾斜。
8.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于所述激光
发射装置(30)通过光纤束(32)连接到所述第一光导(52)，所述光纤(32)
固定到支撑件或基体(33)。
9.根据权利要求1所述的汽车灯(4)的制造方法，其特征在于第一光导
(52)包括至少一对壁(68)，所述壁面对彼此并且相对于所述第一光导(52)
的光轴(X-X)镜向倾斜，以便限定隔室(42)，该隔室(42)开始于输入
(56)并且终止于输出(60)，以便传...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·博埃罗，D·费里戈，N·斯基奇里，F·莱昂内，A·布佐罗，
申请(专利权)人：汽车照明意大利独资股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT