由金属元件构成的多件式的部件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种部件（１）及其制造的方法，包括一第一和第二元件（２、３），其中第一元件（２、３）是冷成型的，并且元件（２、３）设有平行的表面部分（２０、２１）和与其成角度延伸的接触面用于相互无间隙的接触并经由一通过射束焊接制成的焊缝（１７）在对接部（１６）上相互连接。表面部分（２０、２１）相互相对位错一偏移量（１９）设置。所述元件（２、３）之一具有一接触突出部（６），其构成第一元件（２）的接触面。元件（２、３）相互定位成使第二元件（３）与第一元件（２）在第一元件（２）的那个部分中形成对接部（１６），在该部分中母体材料的一偏移厚度小于在一在第一元件（２）上通过冷成型制成的变形区域（１８）内的结构的偏移厚度。

【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包括至少两个借助于射束焊接相互连接的金属元件的部件、一种用于其制造的方法和一种焊接设备，如在权利要求1、2、11、41和49的前序部分中所述。
技术介绍
由DE 196 36 212 C1和DE 199 48 013 A1已知，两个不同厚度的金属薄板件由其相互待焊接的边缘以对接相互靠紧并且经由一通过射束焊接、特别是激光束焊接制成的焊缝沿通过基本上无间隙相互靠紧的边缘构成的对接部相互连接。各相互焊接的薄板件用作为所谓深冲薄板坯，其在一随后的深冲步骤中，例如成型为一具有不同的厚度区域的车身板。为了在这样的薄板坯的随后的深冲时在成型工具中达到无问题的和保护工具的性能，重要的是，在对接部的区域内从厚的向薄的薄板件的过渡构成尽可能平缓的和均匀的。此外在焊接以后在对接部的区域内不允许出现突然的横截面变窄，因为在那里在深冲过程中发生提高的应力集中，其可以导致薄板坯的断裂。为了在对接部的区域内从厚的向薄的薄板件的过渡可以构成尽可能平缓的和均匀的，应保证熔化较厚的薄板件的足够的材料，这又意味着，厚度跃变对焊缝连接的质量是决定性的。由此在这样的深冲薄板坯的制造中导致提高的材料需要，从而按照一用于车身构件的部件的经济的制造不可能考虑这种要求。此外由DE 34 07 770 A1已知一种汽车的燃料箱的两金属薄板成型件的连接，它们构成为半外壳并且本身分别具有一侧面的弯曲的环绕的薄板凸缘。两半外壳的薄板凸缘叠合地成形。在这里所说的型式的箱中对紧密性提出很严格的要求。这样一种燃料箱必须是绝对气密的，以便例如在燃料箱的相应的加热时避免不符合要求地排出汽油蒸汽。为此现在设定，在两半外壳之一中冲制一折边状的凹槽并且沿折边状凹槽引导激光束。在第一半外壳中的折边状凹槽向第二半外壳的方向定向并且具有一平面的接触面，借其第一半外壳无间隙地支承在第二半外壳的薄板凸缘上。沿折边状凹槽的轴线引导的激光束垂直于接触面定位，从而两半外壳在其薄板凸缘上借助于一搭接缝在箱的整个周边上相互焊接。其中两半外壳必须在一平行于接触面的平面内相互精确地定位，因为在两半外壳之一在平面内的微小的偏移时就已可以导致，不能按规定制成搭接缝。并且搭接缝的接缝横截面取决于接缝宽度，从而其否则不可能充分利用在激光焊缝中反复利用的对待焊接的微小热影响和待焊接的元件的变形的优点，并且即使制成具有高精度的折边状凹槽，增大的热引起的变形对焊接连接的质量产生不利的影响。此外在搭接缝中产生一不利的力流。由EP 0 200 997 B1已知一两金属薄板件的焊接连接，其中第一薄板件构成一外观光滑的外表面并且绕180°向其后面的表面折边而第二薄板件设置在该折边的边缘上，其中各薄板件经由一在第一薄板件的折边的边缘与第二薄板件的一端边缘之间构成的对接部上的角焊缝相互焊接。由DE 101 39 082 A1已知一种两薄板件之间的焊接连接，其中两薄板件的相互面对边缘区域弯曲180°并且以间距相互平行设置，其中各边缘区域经由以彼此间隔开在至少一个边缘区域内构成的许多压花相互靠紧并且各薄板条在这些压花的区域内借助于激光焊接在端侧连接。DE 34 07 770 A1和DE 101 39 082 A1具有的缺点是，焊缝位于各薄板件的那些部分中，在这些部分上存在增大的偏移厚度或提高的硬度。这在围绕焊缝的区域内由于在滑面上的亚微观的离折导致老化现象，其阻止或增加偏移运动的困难，这可以导到不许可的高的脆化。特别是N但同样O、C和H优先在这些偏移区域内扩散并在相当大程度上阻止偏移运动。结果是各薄板件的材料的韧性损失和脆化。此外由US 6 379 392 B1已知一种可植入人体中的金属丝固定模，其大致构成管形的并且具有一包括大量无间隙相互靠紧的直的部分的框架结构。两个相互靠紧的部分形成一对接部并且经由沿相反定向的焊缝相互连接。在熔焊的过程中将在对接部上的各部分的母体材料熔化，因此相互靠紧的部分只可以以较低的定位精度相互焊接。最后由DE 102 06 887 A1已知一种用于激光焊接薄板成型件的方法，将它们无凸缘地夹紧，其中根据焊接的薄板成型件的尺寸和/或表面的规定/实际比较进行夹紧位置和/或力的调整。各薄板成型件在其焊接凸缘上相互压紧并在那里相互焊接。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多件式的部件和一种方法，其虽然不精确的各个元件但其特征是其高的尺寸精度，具有很好的强度特性并且允许具有很高质量的焊接连接，并且允许对部件的各个元件的较大的校正措施和其简单便宜的制造。此外本专利技术的目的是提供一种焊接设备，借其可以尽可能简单便宜且具有高的尺寸精度地制造一多件式的部件。通过在权利要求1的特征部分描述的特征达到本专利技术的目的。在这方面优点是，只必须以高精度制造在至少一个元件上成型的接触突出部的接触面，以便可以制造总体上具有微小的尺寸误差的部件。通过接触面的高精度在各元件之间的对接部上形成一精确的缝隙，其即使在射束焊接、特别是激光焊接时，也无需被各元件的熔化的母体材料的填充料添满，从而从现在起还可以通过一可受高机械负荷的角焊缝或I焊接(对接焊缝)构成焊缝并且提供一符合强度要求的可靠的焊缝连接。此外各元件的表面部分的偏移用于在对接部上形成一阶梯证明是有利的，因为焊缝相对于表面部分是反向偏移的并且避免焊缝超出各表面部分。因此这些表面部分满足对其提出的功能要求，例如另一构件在部件的该表面部分之一个上的滑动。此外阶梯对部件不产生降低强度的影响，因为一方面在焊接以后在各元件之间的对接部上不出现突然的横截面变化并因此在机械负荷时在部件上经由焊缝连接的最好的力分布是可能的，而另一方面可以充分利用在焊缝内材料硬化的有利的效果，以便在机械负荷时在部件上承受应力集中。通过在焊缝内的这样的强度增高可靠地避免焊缝内的裂缝形成，即使各元件间的限制焊缝的最大可能的焊接深度的搭接宽度小于一个元件的厚度时也是如此。此外优点是，防止由于在滑面上的亚微观的离析引起的老化现象并因此防止一可能的裂纹形成和接着由此形成的在外力作用时的脆裂。因此以后可以放弃一在焊接之后的热处理，例如复原过程或退火过程，因此可以降低部件的制造时间或制造成本。此外优点是，在变形区域以外实现焊接，因为在焊缝的热影响区域内由于通过焊接热引起的再结晶或复原不产生回火效应。元件的成型的区域遭受一不符合要求的软化，因此降低屈服点、硬度和抗拉强度并且抵消先前完成的冷成型的有利的效果，该效果特别在薄壁的低重量的元件中对强度和稳定性并从而对元件的变形阻抗产生有利的影响。本专利技术的目的还通过在权利要求2的特征部分中描述的特征来达到，在这方面优点是，只必须以高精度制造各元件的接触面，以便可以制造总体上具有微小的尺寸误差的部件。通过接触面的高精度在各元件之间的对接部上形成一精确的缝隙，其即使在射束焊接、特别是激光焊接时，也无需被各元件的熔化的母体材料的填充料添满，从而从现在起还可以通过一可受高机械负荷的角焊缝或I焊缝构成焊缝并且提供一符合强度要求的可靠的焊缝连接。按照权利要求3的实施形式具有优点，因为通过附加的定位面待焊接的各元件相互的精确的定位是可能的，从而进一步改进部件的精度。在一实施形式中该定位面与接触面共同构成在一支承和定位的突出部上。另一方面定位面可以由一定位突出部而接触面由一接触突出本文档来自技高网...

【技术保护点】
部件（１），包括至少一个第一和第二金属元件（２、３），其中至少第一元件（２、３）受到一冷成型特别是弯曲或冷锻，并且元件（２、３）设有部分平坦的平行的表面部分（２０、２１，２９至３２，２９、３１、３７、３９、４６，５２、５３）和与其成角度特别是成直角延伸的对应的接触面（７、１４）用于其相互基本上无间隙的接触和表面部分（２０、２１，２９至３２，２９、３１、３７、３９、４６，５２、５３）沿一平行于接触面（７、１４）的平面的方向相互相对位错一偏移量（１９、１９′）设置，从而相互待焊接的元件（２、３）至少在元件（２、３）的至少一个通过无间隙相互靠紧的接触面（７、１４）构成的对接部（１６）上形成一阶梯，并且元件（２、３）经由至少一个通过射束焊接特别是激光束焊接或电子束焊接制成的焊缝（１７）在元件（２、３）的通过无间隙相互靠紧的接触面（７、１４）构成的对接部（１６）上相互连接，其中焊缝（１７）通过由相互待焊接的元件（２、３）部分地熔化的母体材料构成；其特征在于，相互待焊接的元件（２、３）在其相互面对的侧面上分别具有至少一个接触面（７、１４），其中在至少一个元件（２、３）上接触面（７、１４）由至少一个在一表面部分（５，２７，３７、３９，５０）上凸出的接触突出部（６）构成并且焊缝（１７）作为Ⅰ焊缝或角焊缝和基本上沿对接部（１６）的全长连续地构成并且元件（２、３）相互定位成使第二元件（３）与第一元件（２）在第一元件（２）的那个部分中形成对接部（１６），在该对接部中母体材料的一偏移厚度小于在一在第一元件（２）上通过冷成型制成的变形区域（１８）内的结构的偏移厚度，并且在表面部分（２０、２１，２９至３２，２９、３１、３７、３９、４６，５２、５３）之间的偏移量（１９、１９′）在一元件（２、３）的最大厚度的５％至５０％之间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M比藤多尔费尔，R海姆尔，
申请(专利权)人：欧罗技术股份公司，
类型：发明
国别省市：LI[列支敦士登]