焊接方法、焊接装置及连接件制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于连接一个第一工件（10）与一个第二工件（11）的焊接方法、尤其激光焊接方法，其中在一个第一方法步骤（1）中使所述第一与第二工件（10，11）相互形成接触，其中在一个第二方法步骤（2）中求得一个所需的焊接畸变，其中在一个第三方法步骤（3）中与该焊接畸变相关地将所述第一及第二工件（10，11）相互焊接起来，和/或在第三方法步骤（3）中使所述第一及第二工件（10，11）以一个旋转速度绕旋转轴线（16）转动，其中，在该第三方法步骤中与该旋转速度相关地将所述第一及第二工件（10，11）相互焊接起来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】焊接方法及连接件
技术介绍
这种方法已普遍地公知。例如由出版文献DE102006015383A1公知了一种用于将第一工件与第二工件激光焊接起来的装置及方法，其中该装置包括一个激光源及一个用于焊接过程的过程监测的传感器。过程监测在这里尤其用来监测焊接深度，该焊接深度通过一个作为传感器的光学摄像机实时地检测并用作激光源的调节量。该方法中未设置焊接畸变的确定。
技术实现思路
根据本专利技术的焊接方法、根据本专利技术的焊接装置及根据本专利技术的连接件与现有技术相比具有其优点，即在焊接过程以前求得一个所需的或必要的焊接畸变，该焊接畸变在焊接过程期间被转换。这将导致：用该焊接方法不仅可产生第一与第二工件之间的连接，而且也可实现第一与第二工件之间的所需定向或变形。以此方式例如在焊接期间可补偿第一及第二工件的接触面的位错或弯曲及偏移。变换地也可考虑通过输入一个相应的弯曲参数或通过直接输入一个相应的焊接畸变在焊缝区域中产生一个所需的弯曲。这里在第三方法步骤中通过相应的焊接参数的选择实现所求得的焊接畸变。因此可用有利的方式实现一个构件，该构件具有所需的带有相对高的精确度的外部几何形状。迄今焊接起来的构件的这样高精确度的外部几何形状是通过各个接合方、即第一及第二工件的接合面的相对高的精确度来实现的。在此情况下接合面必需预先例如平面化或被磨平。与现有技术不同地根据本专利技术的方法能够制造这样精确的构件，而无需以相对费事及高成本的方式预加工第一及第二工件的接合面。根据本专利技术的另一优选构型或另一主题在第三方法步骤中使第一及第二工件绕一个旋转轴线以一个旋转速度转动，其中在该方法步骤中与旋转速度相关地将第一及第二工件相互焊接起来。以此方式可有利地将焊接能量均匀地施加第一及第二工件中，以致在热影响区域中材料的特性对称地改变。以此方式一方面减小了焊接畸变及另一方面达到了更少的转动。根据本专利技术的方法包括任何焊接方法并尤其包括射束焊接方法如激光焊接或电弧焊接。本专利技术的有利构型及进一步构型可由从属权利要求及参照附图的说明中得到。根据一个优选的进一步构型规定：在第二方法步骤中检测第一与第二工件之间的位错，其中求得与位错相关的并尤其补偿位错的焊接畸变。因此以有利的方式在焊接方法期间产生了对第一与第二工件之间的位错的补偿。因此该焊接方法在产生第一与第二工件之间坚固连接的同时也校正了第一与第二工件之间的连接。因此可省掉接合面的预加工。尤其在第二方法步骤中检测该位错及接着计算用于补偿该位错所必要的焊接畸变。在接下来的焊接方法步骤中进行对位错的真正补偿，其中这样地选择焊接的过程参数，以致所产生的焊接畸变引起对位错的补偿。对于位错在本专利技术的意义上应理解为第一及第二工件的任何偏离所需的给定布置的实际布置，由此位错在任何情况下不一定要理解为第一工件的取向与第二工件的取向之间的偏差。根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中与焊接畸变和/或旋转速度相关地调节焊接射束，其中调节焊接射束的聚焦、辐射时间和/或相对第一和/或第二工件的方向，和或与焊接畸变相关地调节一个相应的旋转角度。通过射束功率、聚焦和/或射束方向的相应变化可有利地得到焊接畸变的变化或焊缝的优化。例如通过射束功率的增高或降低可得到焊接畸变的明显增高或减小。通过辐射时间及辐射能量相对第一与第二工件的进给速度或旋转速度的适配例如可产生一个具有恒定焊接深度而无异常重叠的、相对均匀的焊缝。根据另一优选的进一步构型规定：这样地与工件的旋转速度相关地调节焊接射束，使得在第一及第二工件中达到一个基本上均匀的能量注入，由此以有利的方式形成一个相对小的焊接畸变，因为在热影响区域中材料特性对称地改变。根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中第一及第二工件绕一个旋转轴线转动，其中与焊接畸变相关地调节一个相应的旋转角度。在本专利技术的意义上旋转角度尤其包括在焊接开始时相对于待达到的所需焊接畸变的定位角度，即焊接射束与连接体之间的一个角度，在该角度时开始焊接过程。在此情况下特别有利的是第一与第二工件的连接体绕其自己的轴线转动，其中射束功率在这里最好基本上在所有旋转角度上是恒定的并由此可达到第一与第二工件之间相对坚固及均匀的连接。旋转角度还以有利的方式与所需的焊接畸变相关地调节，因为旋转角度的变化能使第一与第二工件之间的确定区域中的能量注入有针对性的增高和/或降低，由此以所需方式达到对生成的焊接畸变的相应影响。此外通过旋转角度可确定重叠区域的位置或与重叠区域对立的一个部分区域的位置。根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中在第一及第二工件转动一整圈后产生一个重叠区域，其中焊缝在重叠区域中与本身重叠。在第一与第二工件的连接体相对焊接射束的转动大于360°后所产生的焊缝开始与其本身的开始区域重叠。因此通过相应的旋转角度的选择可确定重叠区域的大小，其中所产生的焊接畸变以有利的方式与重叠区域的大小相关。根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中与焊接畸变相关地调节重叠区域的大小和/或在重叠区域中调节到一个降低的射束功率。焊接畸变能以有利的方式通过两个工件一侧上重叠区域的大小来调节，其中较小的重叠区域在重叠区域的方向上产生较小的焊接畸变及较大的重叠区域在重叠区域的方向上产生较大的焊接畸变。根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中在相对重叠区域转动180度的对立的部分区域中调节一个增高的射束功率和/或施加一个附加的射束剂量。在与重叠区域对立的部分区域中增高的射束功率或附加的射束剂量将导致一个焊接畸变，该焊接畸变对重叠区域方向上的焊接畸变起反作用，以致重叠区域方向上的焊接畸变至少部分地被补偿或被过补偿。因此所生成的焊接畸变是可控制的。在此情况下部分区域中的补偿是在第一工件与第二工件的第一圈转动期间通过增高的射束功率来实现的，其中该焊接方法与现有技术相比有利地不需要附加的时间和/或附加的转动。变换地部分区域中的补偿可通过部分区域中附加的射束剂量来实现，该附加射束剂量在第二转动圈中注入该部分区域。这具有其优点，即不需要增高的射束功率。根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中与时间和/或旋转速度相关地这样地调节射束功率，以使得该射束功率具有一个脉冲形状，其中脉冲宽度优选相应于第一及第二工件到500至1200度之间的转动。在此情况下有效的焊接区域包括斜出部分附近的焊接区域。这里在开始时消除出自预加工过程的第一和/或第二工件中的应力尖峰，而接着达到第一及第二工件的均匀负荷，以致在焊接过程结束时以有利的方式使畸变保持最小。有利的是，在所述第三方法步骤中根据时间和/或旋转运动这样地调节所述射束功率，以使得该射束功率具有一个脉冲形状，其中，脉冲宽度相应于所述第一及第二工件到600至900度之间的转动。本专利技术的另一主题是根据并列独立权利要求的焊接装置。其中借助一个检测单元检测第一与第二工件之间的位错或在焊接过程期间使第一及第二工件转动，这是与旋转运动相关地调节焊接射束。这一方面导致一个优点，即由位错计算出一个用于校正或补偿位错所必需的焊接畸变，它在接着的焊接过程中被用来调节焊接参数。因此根据本专利技术的焊接装置不仅能产生第一与第二工件之间的一个坚固的连接，而且还在焊接期间校正第一与第二工件之间的连接，以致由第一及第二工件相对精确地制造出具有所需外部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.30 DE 102010041720.31.焊接方法，用于连接一个第一工件(10)与一个第二工件(11)，其中在一个第一方法步骤(1)中使所述第一与第二工件(10，11)相互形成接触，其中：在一个第二方法步骤(2)中使所述第一及第二工件(10，11)以一个旋转速度绕旋转轴线(16)转动并根据该旋转速度将所述第一及第二工件(10，11)相互焊接起来，其特征在于：在所述第二方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·泽丹，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：