用于使用焊接射束生成轴-毂焊接连接部的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在轴‑毂组件(1)的轴(4)与轴(4)穿过的毂(6)之间生成焊接连接部的方法。用焊接射束(26)在这两个部件(4，6)之间生成围绕轴(4)延伸的焊缝。在位于笛卡尔坐标系的象限(32)中的照射位置(EP)处引入焊接射束(26)，笛卡尔坐标系的x轴与轴(4)和毂(6)的纵轴线(3，7)重合。照射位置(EP)与坐标系的x‑y平面(15)和x‑z平面(16)两者分离开。而且，在焊接过程期间焊接射束(26)的定向被选择成，使得在照射位置(EP)处的射束方向相对于x‑y平面和/或相对于x‑z平面倾斜一照射角(Wxy,Wxz)。本发明专利技术还涉及一种用于实施该方法的设备。

【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在轴-毂组件的轴和该轴穿过的毂之间生成焊接连接部的方法，其中，轴和毂的纵轴线限定了三维笛卡尔坐标系的共同的x轴，同时该纵轴线形成与坐标系的z轴垂直的x-y平面和与坐标系的y轴垂直的x-z平面的交线，其中借助于从毂的一个轴向侧进入的焊接射束生成围绕轴延伸的焊缝，该焊缝将毂与轴以物质和物质结合的形式连接。本专利技术还涉及一种用于实施这种焊接方法的设备。
技术介绍
在许多
中都使用了包括轴和安装在轴上的毂的组件。毂通常是具有基本上中央开孔的环形或套管形主体，称为轴的实心或中空杆形主体穿过该中央开孔。为了节省固定元件，毂和轴通过焊接连接部以物质和物质结合的方式联接在一起。从本专利技术的意义上说，术语“毂”和“轴”应被广义地理解，并且在具体物理实施方式上不做限定。轴-毂组件的使用领域和应用形式也不做限制，使得在使用中，轴-毂组件可例如执行线性运动或旋转运动。对于轴-毂组件，申请人认为相关的的一个使用领域在于在液压驱动技术中，轴-毂组件用作液压操作工作缸内的活塞杆-活塞组件。例如，可参考EP1503114B1，其示出了这种应用，并且其还公开了方法和设备，其主题涉及由活塞形成的毂在由活塞杆形成的轴上的固定。据申请人所知，轴-毂组件中的轴和由轴穿过的毂之间的焊接连接部在过去通常实施成使得，通过合适的焊接设备使高能量焊接射束(例如激光束)发射到轴与毂之间的过渡区域中，并且使整个轴-毂组件旋转。这产生将轴-毂组件的两个部件以物质和物质结合的方式接合在一起的角焊。在这个过程中，焊接设备被调节成使得焊接射束的射束方向位于跨x轴和相对于x轴在径向上延伸的轴线形成的平面中，其中，焊接射束相对于x轴以锐角倾斜。其目的根本上在于将焊接射束与x轴形成的照射角保持为尽可能小，以便使可产生的焊缝在轴向方向上尽可能远地穿透到毂中。然而，由于焊接设备的构造，这种调节受到限制，使得照射角通常相对较大。这导致焊缝在轴与毂之间的径向过渡区域(其可被描述为接合区域)中在x轴方向上仅穿透到毂中短的距离，而同时径向穿透到轴中相对大的深度。首先，对于在x轴方向上较宽的毂的情况，这会不利地影响焊接连接部的强度，并且在某些情况下，还会导致轴的材料结构中的不期望变化。而且，为获得足够强度，通常必须在毂的两个轴侧上均施加焊缝，这延长了该方法所需的时间，并且增大了轴-毂组件的制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是采取措施，这些措施在保证高强度的同时，能够简化轴-毂组件的毂和轴之间的焊接连接部并降低其成本。为解决这一问题，根据本专利技术，在前述方法中，焊接射束在照射位置处被引入到轴-毂组件中，该照射位置位于笛卡尔坐标系的由y轴和z轴限定的四个象限中的一个象限中，且由此与x-y平面及与x-z平面分离开，其中在焊接过程期间焊接射束的定向被选择成，使得其在照射位置处的射束方向相对于x-y平面和/或相对于x-z平面以照射角倾斜。另外，结合特别地适于实施前述方法的设备来解决该问题，其特征在于，该设备具有调节装置，该调节装置能够对焊接射束的照射位置与x-y平面和x-z平面相距的距离进行可变调节，并且能够对焊接射束在照射位置处相对于x-y平面和/或相对于x-z平面的角定向进行可变调节。根据本专利技术的措施使得可以产生位于轴与毂之间的径向接合区域中的焊缝，该焊缝在x轴的方向上延伸得非常远或者甚至完全通过毂，但相对于轴和毂仍仅具有有限的径向穿透深度。焊接射束的照射位置的特定布置与相对于x-y平面和/或相对于x-z平面倾斜的焊接射束的射束方向相结合，允许施焊接过程而不会因轴-毂组件中从毂在轴向上伸出的轴阻碍焊接设备及其定向。在理想情况中，当在轴与毂之间的接合区域中生成焊缝时，焊接射束将以与x轴平行的射束方向进入接合区域，然而由于生成和引导焊接射束的焊接设备的尺寸，这对于传统焊接方法是不可能的。焊接设备将与轴碰撞。通过根据本专利技术的措施，能够在无焊接设备与轴之间的碰撞风险的情况下获得焊接结果，这对应于或至少非常接近于理想的焊接结果。照射位置的和至少一个照射角的相应选择使得可以获得轴向连续的焊缝，即在x轴方向上延伸通过整个毂的焊缝，从而获得高的接合强度，另外为实施该焊接过程，仅需要在一侧上焊接，即仅从毂的两个轴侧之一进行焊接。这避免了在焊接过程中必需多次夹紧轴-毂组件的缺陷，并且使通过热作用导致的部件翘曲风险最小化。优选地可减少至单个焊缝，这降低了热输入及待接合部件材料的结构变化的风险，还能够避免已生成的焊缝再熔化的问题。另外，消除了在毂的轴向中央区域中轴和毂可能不完全焊接在一起的问题。在从属权利要求中描述了本专利技术的有利的进一步发展。有利地，焊接射束在焊接过程期间定向成，使得其在照射位置处的射束方向相对于x-y平面以及相对于x-z平面两者倾斜。由此，射束方向在照射位置处具有相对于x-y平面的第一照射角，并且在同一照射位置处具有相对于x-z平面的第二照射角。由此，射束方向既不平行于x-y平面，也不平行于x-z平面。这样，发出焊接射束的焊接设备可最佳地贴近轴设置，同时仍获得上述焊接结果，这主要地归因于照射位置与x-y平面及另外地与x-z平面间隔开的事实。照射位置是轴-毂组件上的位置，在该位置处，焊接射束被引导到或穿透到轴-毂组件中。射束方向的前述倾斜角位置有利地导致焊接射束被定向成，使其与x-y平面及x-z平面相距的距离随着与毂相距的轴向距离增加而增加。有利的可能性还在于，将焊接过程期间焊接射束的定向选择为，使得一方面其射束方向至少基本上平行于(且优选完全平行于)x-z平面延伸，同时在另一方面，使得在照射位置处获得相对于x-y平面的特定倾斜。由此有利地，一措施是将照射位置与x-z平面相距的距离选择为至少基本上对应于轴的半径。以这种方式，焊接射束可以从外部倾斜地照射到轴-毂组件中平行于x轴的平面中，即使在此情况下射束方向偏离x轴的轴向方向。照射位置与x-z平面相距的距离也可至少稍微偏移轴的半径，以便确实保证所生成的焊缝沿x轴方向在毂的整个长度上在毂与轴之间形成可靠的焊接接合部。在焊接过程期间，所选的相对于x-z平面的照射角优选地在0°到15°之间的范围内，包括所述范围的限值。在焊接过程期间，相对于x-y平面的照射角有利地在30°到60°之间的范围内选择，借此，该范围的限值也包括在特定范围中。特别有利的是，将相对于x-y平面所呈的照射角的优选范围与所选的相对于x-z平面的照射角的优选范围结合。焊接射束被引入到轴-毂组件中的照射位置有利地位于毂的沿x轴的轴向方向定向的轴向端面上。因此，在焊接过程中，焊接射束在毂的该端面上进入到轴-毂组件中。另一有利措施涉及选择照射位置，使得照射位置位于轴的外周界上且与毂相距一段轴向距离。在这种情况下，焊接射束最先进入轴，然后再与毂协作。照射位置可位于轴与毂之间的径向过渡区域中。然而，被认为更有利的是，照射位置相对于x轴的径向距离大于轴的半径。有利地，焊接设备在焊接过程期间保持在恒定位置中，而轴-毂组件单向地、且有利地以恒定的速度围绕x轴旋转。以此方式，能够以特别简单的方式生成围绕x轴同心地延伸的连续环形焊缝。当然，根据本专利技术的措施使得能够像之前那样从相反的轴向端面通过两个焊缝将支承在轴上的毂与轴焊接在一起。如果毂的轴向结构长度相对较大，则这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在轴‑毂组件(1)的轴(4)与所述轴(4)穿过的毂(6)之间生成焊接连接部的方法，其中，所述轴(4)和所述毂(6)的纵轴线(3，7)限定了三维笛卡尔坐标系的共同的x轴，同时所述纵轴线(3，7)形成与所述坐标系的z轴垂直的x‑y平面和与所述坐标系的y轴垂直的x‑z平面的交线，其中通过从所述毂(6)的一个轴侧(22)进入的焊接射束(26)生成围绕所述轴(4)延伸的焊缝(18)，所述焊缝(18)将所述毂(6)与所述轴(4)以物质和物质结合的形式连接，其特征在于，所述焊接射束(26)在照射位置(EP)处被引入到所述轴‑毂组件(1)中，所述照射位置(EP)位于笛卡尔坐标系的由y轴和z轴限定的四个象限的一个象限(32)中，并由此与x‑y平面以及与x‑z平面分离开，其中在焊接过程期间所述焊接射束(26)的定向被选择为，使得所述焊接射束(26)在所述照射位置(EP)处的射束方向相对于x‑y平面和/或相对于x‑z平面以照射角(Wxy，Wxz)倾斜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于在轴-毂组件(1)的轴(4)与所述轴(4)穿过的毂(6)之间生成焊接连接部的方法，其中，所述轴(4)和所述毂(6)的纵轴线(3，7)限定了三维笛卡尔坐标系的共同的x轴，同时所述纵轴线(3，7)形成与所述坐标系的z轴垂直的x-y平面和与所述坐标系的y轴垂直的x-z平面的交线，其中通过从所述毂(6)的一个轴侧(22)进入的焊接射束(26)生成围绕所述轴(4)延伸的焊缝(18)，所述焊缝(18)将所述毂(6)与所述轴(4)以物质和物质结合的形式连接，其特征在于，所述焊接射束(26)在照射位置(EP)处被引入到所述轴-毂组件(1)中，所述照射位置(EP)位于笛卡尔坐标系的由y轴和z轴限定的四个象限的一个象限(32)中，并由此与x-y平面以及与x-z平面分离开，其中在焊接过程期间所述焊接射束(26)的定向被选择为，使得所述焊接射束(26)在所述照射位置(EP)处的射束方向相对于x-y平面和/或相对于x-z平面以照射角(Wxy，Wxz)倾斜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在焊接过程期间所述焊接射束(26)的定向被选择为，使得所述焊接射束(26)在所述照射位置(EP)处的射束方向相对于x-y平面和相对于x-z平面各自以照射角(Wxy，Wxz)倾斜。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在焊接过程期间所述焊接射束(26)的定向被选择成，一方面使得所述焊接射束(26)的射束方向至少基本上平行于x-z平面行进，并且另一方面使得所述焊接射束(26)在所述照射位置EP处的射束方向相对于x-y平面以照射角(Wxy)倾斜，其中在量的方面，所述照射位置(EP)与x-z平面相距的距离(Ay)至少基本上位于所述轴(4)的半径的区域内。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法，其特征在于，在焊接过程期间选择的相对于x-z平面(16)的照射角(Wxz)在0°到15°的范围内。5.根据权利要求1至4中的一项所述的方法，其特征在于，在焊接过程期间选择的相对于x-y平面(16)的照射角(Wxy)在30°到60°的范围内。6.根据权利要求1至5中的一项所述的方法，其特征在于，所述照射位置(EP)位于所述毂(6)的沿着x轴的轴向方向面向的轴向端面(22a)上。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔·特奥巴尔德，托比亚斯·耶纳，
申请(专利权)人：费斯托股份有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE