用于激光焊接的方法技术

本发明专利技术描述了一种用于激光焊接两个接合件

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于激光焊接的方法
[0001]本专利技术涉及一种具有权利要求1前序部分特征的用于激光焊接的方法
。
[0002]激光焊接是用于将两个接合件相互材料配合地连接的常用方法
。
在此，两个接合件相对定位并通常用夹紧装置保持在一起
。
然后通过激光束熔化接头用于材料性地连接两个接合件
。
激光焊接具有的优点是，虽然在工件中在局部引入足够高的能量，但热影响区仍然很小，因为焊接速度快并且引入的能量非常有限，所以只有较少的材料被熔化
。
为了执行焊接过程，激光头连同激光束相对于保持在一起的接合件相对移动
。
通常激光头移动，而接合件保持静止
。
[0003]例如在文献
DE 10 2017 105 900 A1
中公开了一种激光焊接方法
。
在这种已知方法中，两个接合件在其接头处相互连接，方式是两个接合件被定向，使其通过接合法兰相互贴靠并且它们的接头相互齐平地终结
。
为了焊接，激光束对准两个接合法兰之间的接合间隙并以此对准接头
。
两个接合件相互成角度定位，使得在背离激光束的侧面形成间隙，脱气产物由此排出，而该脱气过程不会对焊缝的形成有不利影响，该脱气产物主要在焊接涂层接合件
、
如镀锌钢板时产生
。
[0004]由文献
EP 0 771 605 B1
已知一种用于连接两个钢板的方法，其中，至少一个钢板具有低熔点涂层，例如锌涂层
。
根据这种已知方法，两个接合件以锐角相互对接布置以便接合
。
然后形成角焊缝作为焊缝并且通过该方式将一个板沿其端面与另一个板焊接
。
焊接通过激光束完成
。
通过激光束沿一个接合件的接头形成激光束
‑
角焊缝
。
两个接合件为了接合而在夹紧装置中相对彼此定位和保持
。
为了通过由两个接合件彼此成角度的布置形成的间隙脱气，一个接合件的切割边沿其端面设有齿部
。
涂层的脱气产物因此可以通过齿之间的空隙和在背离激光束一侧上由接合件的成角度的布置提供的脱气途径排出
。
由焊缝设计成角焊缝，所以其不穿透接头
。
背离焊接一侧上的间隙可以具有7°
至
15
°
的开口角度并且通过在焊缝处的零间隙宽度结束
。
[0005]在此的问题是，构件的这种成角度的布置会导致在背离激光束一侧上的间隙的根部区域中出现腐蚀
。
由于同时对耐腐蚀性的要求较高，所以即使在这种构件的使用寿命中会出现的较小的腐蚀位置也不再被接受
。
在上述方法中这会出现，因为锌涂层在焊接位置的区域中蒸发并被排出
。
通过两个接合件相互成角度的定位形成的间隙通常不够宽或者间隙角度太小，使得在由于焊接过程而锌层蒸发的区域中不能施加期望的涂层
。
尽管一些涂层是可行的，例如用于空腔保护的蜡涂层或新的合适的锌涂层；但这带来更高的耗费和与之相关的更高成本
。
[0006]在此背景下本专利技术要解决的技术问题是建议一种激光焊接方法，通过该方法可以可靠地连接两个构件
(
接合件
)
并避免上述的腐蚀问题
。
[0007]上述技术问题通过开始所述这种方法解决，其特点是，第一接合件具有带接头的接合凸缘，第二接合件在平侧上具有接合区，其中，对于激光焊接的过程，第一接合件通过第一接合件的接合凸缘的一侧接触第二接合件的接合区地被保持，其中，在两个接合件之间设置有间隙，该间隙在远离激光作用侧的方向上加宽，并且其中，激光束以与接合区的平面成1°
至
45
°
的角度定向到由接合区和接合凸缘形成的凹槽
(Kehle
或称为槽口
)
中，并且这
样进行焊接，形成的焊缝伸入到所述间隙中，并且由此在间隙中形成间隙底部，接合件的相互对置的表面通过该间隙底部隔开
。
[0008]在从属权利要求中描述了有利的改进设计方案
。
[0009]令人意想不到的是，在搭接接头焊接中，激光束相对接合区的设置不导致第二接合件在其接合区内被较深地焊接或焊透，而是在两个接合件的接触和间隙区域
—
接头中形成向间隙开口方向弯曲的并且不是线性地跟随光入射角的
、
极其均匀的和深的焊根
(
或者说焊底
)。
焊入深度延伸穿过实际上的接合头直至在背离激光束的一侧上的间隙中
。
熔化的金属进入间隙中并且填充最窄的间隙区域
。
流入背离激光一侧上的间隙的熔融物形成底部，接合件的限定间隙边界的侧面通过该底部隔开
。
这种间隙底部可以设计成直的，基本上直的或凸的或也可是凹的
。
重要的是，通过间隙底部，接合件之间的在背离激光束一侧上的间隙的间隙宽度在任何位置上都不具有零延伸，或者其也不会太窄，以至于期望的防腐涂层不能到达此处
。
激光焊接过程是受控地进行的
—
完全可以不具有焊接添加料
(Schwei
β
zugabe)
，由此，通过由熔融物形成的底部通过熔化的材料填充间隙直至这样的间隙宽度，直到间隙宽度足够大，以便对于后续涂层过程
、
例如
KTL
涂层来说保证材料到达间隙的根部，所述根部在该方法中是通过由焊接过程形成的间隙底部形成的
。
一般约
0.2mm
的间隙宽度被视为足以满足该要求
。
这种宽度是足够的，以便整个构件可以以成本有利的方式例如用
KT
涂层方法
(KTL
＝阴极浸涂
)
涂层
。
通过填充背离激光束一侧上的间隙的根部，直至
KT
漆可沉积到其中的间隙宽度，确保
KTL
涂层也能依规施加到构件的这些区域中
。
[0010]通过激光束引入第一接合件的接合凸缘的接头的热量将其部段式熔化，由此提供通过接合头引入间隙中的熔融物
。
第二接合件通过其接合区起焊缝支撑的作用
。
通过激光束以优选小于
45
°
，尤其小于
30
°
的角入射到接合面上，引入第二接合件的接合区的能量明显低于引入第一接合件的接头中的能量
。
第一接合件的接头以此被用作用于焊接材料的源
。
将第一接合件的接合凸缘的接头用作用于焊接材料的源或储备具有的优点是，激光束至少在很大程度上加载到接头中并以此沿材料延伸的方向而不是与此成横向地对第一接合件加载
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于激光焊接两个接合件
(1、2
；
1a、2a
；
1b、2b
；
1c、2c
；
1d、2d)
的方法，两个接合件相互以搭接接头固持并由金属材料制成，其特征在于，第一接合件
(1、1a、1b、1c、1d)
具有带接头
(9)
的接合凸缘
(3、3a、3b、3c、3d)
，第二接合件
(2、2a、2b、2c、2d)
在平侧上具有接合区
(6、6a、6b、6c、6d)
，其中，对于激光焊接的过程，第一接合件
(1、1a、1b、1c、1d)
通过第一接合件的接合凸缘
(3、3a、3b、3c、3d)
的一侧接触第二接合件
(2、2a、2b、2c、2d)
的接合区
(6、6a、6b、6c、6d)
地被保持，其中，在两个接合件
(1、2
；
1a、2a
；
1b、2b
；
1c、2c
；
1d、2d)
之间设置有间隙
(10、10a、10b、10c、10d)
，该间隙在远离激光作用侧的方向上加宽，并且其中，激光束
(7)
以与接合区
(6、6a、6b、6c、6d)
的平面成1°
至
45
°
的角度
(
α
)
定向到由接合区
(6、6a、6b、6c、6d)
和接合凸缘
(3、3a、3b、3c、3d)
形成的凹槽
(K)
中，并且这样进行焊接，使得形成的焊缝
(12)
伸入到所述间隙
(10、10a、10b、10c、10d)
中，并且由此在间隙
(10、10a、10b、10c、10d)
中形成间隙底部
(SB)
，接合件
(1、2
；
1a、2a
；
1b、2b
；
1c、2c
；
1d、2d)
的相互对置的表面通过该间隙底部隔开
。2.
按照权利要求1所述的方法，其特征在于，第一接合件
(1、1a、1b、1c、1d)
的接合凸缘
(3、3a、3b、3c、3d)
这样构造和固持到第二接合件
(2、2a、2b、2c、2d)
的接合区
(6、6a、6b、6c、6d)
上，使得接合凸缘
(3、3a、3b、3c、3d)
与接合区
(6、6a、6b、6c、6d)
在朝向激光束
(7)
的一侧上线接触或通过一个面进行接触，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：奇昊汽车德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：