【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于焊接至少两个含铝的构件的方法，其中，构件分别具有至少75％重量百分比的铝含量，其中，该焊接作为深层焊接体系中的激光焊接进行，其中，将输出激光束分成多个子射束，使子射束指向构件，从而在构件的表面上产生多个激光光斑，其中，多个激光光斑在构件的表面上走过焊接轮廓，其中，所述多个激光光斑中的至少三个激光光斑的激光光斑中心呈环形阵形布置。本专利技术还涉及一种借助所述方法制造的构件组件。
技术介绍
1、开头所提及的方法从de 10 2016 124 924 a1已知。
2、在电动交通工具中须对于多种应用情况将构件接合，所述构件构造为对不同介质密封的。须对其形成介质密封性的典型的介质例如是冷却液或者也是保护气体，以便为敏感的部件提供适合的氛围。
3、在电动交通工具中，尤其由于小的比重，基于铝材的构件是重要的。为了以对介质密封的方式将含铝的构件接合，迄今为止主要使用钎焊。在钎焊时须供应焊料以产生钎焊连接。钎焊是相对耗费的并且困难的；此外钎焊连接可能是易受腐蚀的。此外可能的是，将含铝的构件彼此相粘接，以便以对介质密封的方式将含铝的构件接合。粘接也是相对耗费的并且通常需要长的硬化过程，并且粘接部位可能对高的温度是敏感的。
4、焊接能够借助将两个工件持久地彼此连接的接合方法。当应以高的焊接速度、狭长和细窄的焊缝形状并且以低的热变形进行焊接时，大多数使用激光焊接。在激光焊接时，能量供应通过激光束进行。为了实现高的焊接速度，激光焊接优选地在深层焊接体系中进行，其中，在构件材料中形成蒸气毛细管(小孔
5、然而，对含铝的构件中的对介质密封的焊缝进行激光焊接是困难的。含铝工件可能在激光焊接时导致熔池的剧烈的湍流。所述湍流导致焊缝不均匀地凝固。结果是，这可能导致焊缝处的焊缝咬边、边缘缺口或孔眼。由于与焊缝处的裂纹和孔隙相关的前述问题，在焊缝处可能出现不密封性，从而被焊接的构件对取决于介质密封性的应用不适合。此外，由于激光焊接时熔池的剧烈的湍流而常常导致剧烈地形成焊接飞溅物，所述焊接飞溅物将周围环境弄脏并且导致焊缝处的材料损失。
6、由de 10 2010 003 750 a1已知的是，借助于多包层光纤来改变激光束的光束轮廓特征。在此，可以产生具有芯部分和环部分的激光束。
7、由de 10 2016 124 924 a1已知一种激光焊接设备，该激光焊接设备可以被用于在电池的壳体本体上焊接密封板，其中，壳体本体和密封板由铝制成。准直激光束被引导经过成型装置，该成型装置包括具有开口的衍射光学元件(doe)。借助doe可以将入射的激光束分成多个子射束、例如四个子射束，所述子射束可以按照方形的角布置。根据准直激光束与doe及其开口的重叠，一部分准直激光束可以借助doe被分成子射束，或者保持在通过开口时不发生变形。
8、因此在实践中已表明，被焊接的含铝的构件通常具有缺陷部位并且对介质不密封的。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的任务在于，提供一种用于快速地并且同时成本低廉地创建特别可靠地对介质密封的焊接连接的方法。本专利技术的任务还在于，提供一种具有所述对介质密封的焊接连接的构件组件。
2、根据本专利技术，该任务通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求10所述的构件组件来实现。从属权利要求描述优选的进一步方案。
3、因此，该任务通过开头所提及的方法来实现，其特征在于，借助于多重光纤、特别是二合一光纤产生输出激光束，从而在构件的表面上的多个激光光斑分别具有芯部分和环部分，其中，在第一次走过焊接轮廓之后至少部分地第二次走过焊接轮廓。
4、第二次走过用作在策略上保障过程可靠性，其方式是，使已被焊接的轮廓再次熔化。根据经验，虽然重新熔化已被焊接的轮廓是不利的，因为在第二次走过焊接轮廓时典型地将更多缺陷引入到焊接轮廓中而非消除。然而令人惊喜地已表明，根据本专利技术的多个激光光斑使焊接轮廓在第二次被走过时均匀化。消除第一次走过的可能的孔隙和孔眼，提高过程可靠性，并且可以在高的过程速度(焊接速度)并且短的节拍时间的情况下实现对介质密封的焊接。因此，第一次走过用于实现所需的焊入深度以及由此所需的强度，而附加的第二次走过用于修复可能的、由材料决定地不可避免的缺陷部位以及用于产生对介质密封的、尤其气密的焊接轮廓。
5、本专利技术提出，为了焊接含铝的构件，将输出激光束分成多个子射束并且相应地分成工件表面上的多个激光光斑。激光光斑的至少一部分(在大多数情况下所有激光光斑或者除了一个激光光斑之外的所有激光光斑)在工件表面上呈环形阵形布置。此外设置对具有多重光纤、优选二合一光纤的输出激光束的光束成形，通过光束成形，在输出激光束中以及在子射束、以及由此在单个激光光斑中，相应地将激光功率分成具有较高的功率密度的芯部分和具有较低的功率密度的环部分(在二合一光纤的情况下被称为“二合一技术”)。多重光纤包括中心的芯光纤以及一个或多个环光纤，所述环光纤环形地包围芯光纤。由芯光纤产生芯部分，并且由一个或多个环光纤产生环部分(在多个环光纤的情况下，环部分在此包括多个单个环部分，则所述单个环部分共同构成该环部分)。通过全部措施，根据本专利技术能实现，可以实现对含铝的构件的高质量的激光焊接，并且尤其获得孔隙少且对介质密封的焊缝。
6、在使用单个激光光斑(单光斑)的情况下，在含铝的构件的情况下二合一技术虽然使得与以常见的(不变形)的激光束进行的单光斑技术相比在一定程度上减少了飞溅物的形成，但是在含铝的构件中所保留的不稳定性一如既往地导致所获得的焊缝通常并非对介质密封。由于构件材料中的铝的特殊特性，这还导致在焊接时在熔池中剧烈的湍流。单次喷射时的小孔与所产生的熔池相比可能过小。尤其产生多个孔隙，则所述孔隙使得焊缝会被介质穿过。
7、然而令人惊喜的是，通常在使用多重光纤或呈环形阵形布置的多个激光光斑的二合一技术的情况下，可以在对含铝的构件进行激光焊接时获得特别稳定的小孔。在本专利技术的框架内可以实现(与在单个激光光斑的情况下的单个小孔相比)更大的小孔；所述小孔更加稳定并且没有下塌。取而代之，熔融物可以更可靠地通过较大的小孔。可以实现使焊缝均匀凝固。
8、环形阵形的各个(在环形阵形中彼此相继/相邻的)激光光斑的激光光斑中心可以在概念上按照多边形地彼此连接，在该多边形中围成内表面(多边形面)。在多边形面的区域中，可以基本上进行在含铝的构件中的根据本专利技术的深层焊接。
9、根据本专利技术的激光焊接产生尤其也在相应的蒸气毛细管(小孔)上游的特别大的熔融物体积；特别是环部分的(关于环形阵形)外置的子区域可以增大熔融物体积。在此，激光光斑能够形成共同的熔融物。上游的、特别大的熔融物体积可以减少熔融物流动并且由此减少湍流。
10、在本专利技术的框架内，此外可以设置特别大的小孔并且小孔的几何形状(与在单光斑情况下的小孔相比)被改变，并且激光束的吸收特性相应地改变。共同的小孔特别是可以由所有激光光斑或子射束一起形成。在继续进行焊接过程时熔融物则可以围绕本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于焊接至少两个含铝的构件(19)的方法，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构件(19)具有压铸铝或锻造铝合金。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二次走过以比所述第一次走过更低的功率和/或更低的进给速度进行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，焊入深度(ETunt)为小于10mm。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由光学传感器(31)记录被走过两次的焊接轮廓(20a)并且探测缺陷部位。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第二次走过所述焊接轮廓(20a)时创建该记录。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第二次走过所述焊接轮廓(20a)之后至少部分地第三次走过所述焊接轮廓(20a)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，由光学传感器(31)记录被走过三次的焊接轮廓(20a)并且探测缺陷部位。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述第三次走过所述焊接轮廓(20a)
10.一种构件组件，其通过根据权利要求1至9中任一项所述的方法焊接至少两个构件(19)来制造，其中，所述构件组件构造为在被焊接的焊接轮廓(20a)处是对介质密封的。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于焊接至少两个含铝的构件(19)的方法，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构件(19)具有压铸铝或锻造铝合金。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第二次走过以比所述第一次走过更低的功率和/或更低的进给速度进行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，焊入深度(etunt)为小于10mm。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由光学传感器(31)记录被走过两次的焊接轮廓(20a)并且探测缺陷部位。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第二次走过所述焊接轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·谢布尔，P·豪格，
申请(专利权)人：通快激光与系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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