用于焊接构件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于骤焊接构件(1、2)的方法，该方法包括如下步：提供第一构件(1)和第二构件(2)；将两个构件(1、2)彼此靠置；借助于激光束(5)焊接两个构件(1、2)，其中，通过重复地接通和断开激光束(5)产生许多焊接脉冲，这些焊接脉冲分别通过无焊接的停顿间隔被中断，在这些停顿间隔中激光脉冲(5)断开；通过每个焊接脉冲产生局部的焊接区域(11～22)，两个构件(1、2)的材料在局部的焊接区域中局部限定地熔化和熔合；通过焊接脉冲产生的单个的焊接区域(11～22)彼此重叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于焊接构件的方法
本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于焊接构件的方法。
技术介绍
这种方法由较早的、没有预先公开的德国专利申请DE102016206012.0已知。在这种较早的、没有预先公开的德国专利申请中描述两个车身构件借助于脉冲的激光束进行焊接。金属板构件借助于激光束焊接很久以来已经已知。激光束通常通过相对于两个彼此要焊接的构件的连续的进给运动来运行，这导致所述两个构件材料的熔化和熔合。激光束由于其进给运动而在其后面拉出一条若干毫米(例如10mm)的“熔体拖尾”，即在激光束的当前位置的后面的若干毫米的区域中材料仍是液态的。镀锌钢板的焊接是尤其有问题的。因为锌层在大约960℃时已经蒸发并且然后以蒸汽的形式挥发到环境中或者存入到处于其下面的熔化的金属材料中，这会导致多孔性。在彼此贴靠的要焊接的金属板中，蒸发的锌不能容易地从金属板的贴靠区域出来、挥发到环境中，这会导致更多锌量存入在熔化的金属中并且因此导致不期望地强的多孔性、穿孔或者也许导致喷出物和飞溅物。激光束焊接因此至今基于质量原因仅能用在“干燥的”区域中，但是不能用在如下的构件或构件区域中，即所述构件或构件区域在很大程度上遭受湿气或喷水，因为在此腐蚀风险至今被认为过高。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种激光焊接方法，该激光焊接方法导致在质量上高品质的焊接连接并且也适用于用在车身结构上。该目的通过权利要求1的特征解决。本专利技术有利的结构和进一步方案在从属权利中可以得到。本专利技术的出发点是一种用于焊接第一构件和第二构件的方法。各提供的构件首先彼此靠置并且紧接着借助于激光束彼此焊接。焊接脉冲地实现，即激光束重复地接通和断开，因此产生许多焊接脉冲。单个的焊接脉冲分别通过无焊接的停顿间隔中断，在这些停顿间隔中激光束断开。按本专利技术，通过每个焊接脉冲产生一个局部的焊接区域，两个构件的材料在该局部的焊接区域中局部限定地熔化和熔合。术语“焊接区域”可以理解成相对小的、例如“点状的”或圆面状的区域，当然其他的几何形状也是可考虑的。这种焊接区域按数量级例如位于若干微米与若干毫米(例如直至3或4或5mm)之间的(直径)范围中。本专利技术的基本构思在于，通过焊接脉冲产生的单个的焊接区域彼此重叠。按这样的方式由许多重叠的焊接区域能构成一个关联的焊缝。与传统的激光焊接方法不同，在传统的激光焊接方法中激光束以一定的进给速度相对于要焊接的构件运动，按本专利技术可以设定，激光束在单个的焊接脉冲期间相对于两个构件保持不动。当前产生的焊接区域在焊接脉冲期间能持久地、尤其持久完全地或全面地用激光辐射。如果在焊接期间激光束相对于构件没有进行相对运动，那么与现有技术不同，也不发生焊接拖尾的跟随。由于脉冲式的能量输入，彼此要焊接的构件的材料的熔化极其集中地并且极其局部限定地实现。材料基本上仅在当前由激光束熔化的区域中被显著加热。已经在与当前焊接区域的若干毫米的间距中，几乎不发生温度提高。这具有优点：如下构件仍然能毫无问题地彼此焊接，在所述构件中，温度敏感的元件例如塑料构件或粘合剂层或类似物相对靠近当前产生的焊接区域。如已经提及的，可以设定，通过焊接脉冲产生的单个的焊接区域彼此重叠成一个关联的流密的焊缝。按本专利技术可以设定，激光束定位成，使得当前产生的焊接区域与已经产生的或者说焊接的焊接区域瘤状地或缝状地彼此重叠。优选，如果应与要产生的焊接区域部分重叠的、已经产生的焊接区域已经又凝固或者基本上凝固，那么才产生或者熔化与已经产生的焊接区域彼此重叠的、当前产生的焊接区域。可以设定，焊接区域按顺序先后地产生，而且是按如此顺序地产生，使得直接先后产生的焊接区域瘤状地彼此重叠。换言之，这意味着，一个当前产生的焊接区域与一个直接在最近的停顿间隔之前产生的焊接区域彼此重叠。在本方法中，焊接区域类似于珍珠项链按顺序先后产生。除此之外，也可能的是，一个当前产生的焊接区域与一个直接在最近的停顿间隔之前产生的焊接区域具有间距。从而当前产生的焊接区域相对于直接在最近的停顿间隔之前产生的焊接区域是无重叠的。因此，局部的热量输入或者局部的温度上升在彼此要焊接的构件中还可以进一步最小化。因此也按这样的方式能产生一个关联的流密的焊缝，与上述方法不同，焊缝的各个焊接区域不是按一个接前一个的顺序产生，而是按其他的顺序产生。许多焊接脉冲的脉冲时间例如能处在0.1ms与100ms之间的范围中，或者处在0.1ms与50ms之间的范围中，或者处在0.1ms与20ms之间的范围中。优选，许多焊接脉冲的脉冲时间处在1.0ms与20ms或者处在1.0ms与10ms之间的范围中。通过这种脉冲时间，在相对小的输入到构件中的总热量中，非常局部的熔化是可能的。许多焊接脉冲的脉冲时间分别可以是同样长的。但是这不是必须的。许多焊接脉冲的脉冲时间也可以是不一样长的。例如可以有意义的是，在彼此要焊接的构件具有较大构件厚度的区域中，与在构件厚度较小的构件区域中相比，应以更长的焊接脉冲时间进行工作。用于本专利技术的激光束的功率密度例如可以处在104Watt/cm2与1010Watt/cm2之间。在此可以设定，许多焊接脉冲的功率密度是相同的或者不同的。类似于脉冲时间长度，例如可以设定，在彼此要焊接的构件具有较大构件厚度的区域中，与在其他区域中相比，“焊接点”是较大的。另外可以设定，在一个焊接脉冲期间焊接脉冲的功率密度改变，例如通过如下方式：●在束横截面保持恒定的情况下改变激光功率，或者●在激光功率保持恒定的情况下改变束横截面，或者●改变激光功率和束横截面。按本专利技术的进一步方案使用如下的激光束，该激光束具有束直径或束宽度，该束直径或该束宽度处在40μm与4mm之间的范围中。在该参数中可以设定，激光束的束直径或者束宽度在许多焊接脉冲中是相同的或不同的。根据使用的不同情况，可以期望产生如下焊缝，该焊缝在其整个长度上具有基本上相同的焊缝宽度或不同的焊缝宽度，这能通过激光束的束直径或束宽度的改变来进行调节。在激光束的横截面方面，例如能以如下激光束进行工作，该激光束具有圆形的束横截面。但是这不一定非得是这样的情况。原则上也可考虑其他的横截面形状，例如具有矩形的或椭圆形的束横截面的激光束。试验已经显示，如果以如下“重复率”进行工作，那么能得到质量上非常好的焊接连接，该重复率处在200Hz与10kHz之间的范围中。术语“重复率”理解成每秒焊接脉冲的数量。如果以长度5ms的焊接脉冲和停顿间隔15ms工作，那么得到20ms的周期时间T，这相应于1/0.02s或者50Hz的重复率。通过按本专利技术的方法，金属构件尤其是金属板构件能彼此焊接，这些金属构件例如使用在车身结构中。但是按本专利技术的方法不限制于金属构件，而且原则上也能用于焊接塑料构件、尤其是由热塑性塑料制成的构件。按本专利技术的方法也良好地适用于焊接如下构件，即在所述构件中，至少一个所述构件部分或完全覆盖有涂层，如这尤其在镀锌的钢板中是这种情况。优选因此使用具有如下涂层的构件，该涂层的熔化温度或蒸发温度低于构件材料的熔化温度或蒸发温度，涂层施加到该构件材料上。这例如在镀锌的钢板中是这种情况，其中锌层已经在大约960℃的温度时蒸发。按本专利技术的方法，不仅适用于焊接传统的钢板或铝板，而且尤其也适用于焊接不锈钢板构件。除此之外，按本专利技术的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于焊接构件(1、2)的方法，该方法包括如下步骤：●提供第一构件(1)和第二构件(2)；●将两个构件(1、2)彼此靠置；●借助于激光束(5)焊接两个构件(1、2)，其中，通过重复地接通和断开激光束(5)产生许多焊接脉冲，这些焊接脉冲分别通过无焊接的停顿间隔被中断，在这些停顿间隔中激光束(5)是断开的；其特征在于，●通过每个焊接脉冲产生一个局部的焊接区域(11～22)，两个构件(1、2)的材料在局部的焊接区域中局部限定地熔化和熔合；●通过焊接脉冲产生的单个的焊接区域(11～22)彼此重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.01 DE 102016212057.31.一种用于焊接构件(1、2)的方法，该方法包括如下步骤：●提供第一构件(1)和第二构件(2)；●将两个构件(1、2)彼此靠置；●借助于激光束(5)焊接两个构件(1、2)，其中，通过重复地接通和断开激光束(5)产生许多焊接脉冲，这些焊接脉冲分别通过无焊接的停顿间隔被中断，在这些停顿间隔中激光束(5)是断开的；其特征在于，●通过每个焊接脉冲产生一个局部的焊接区域(11～22)，两个构件(1、2)的材料在局部的焊接区域中局部限定地熔化和熔合；●通过焊接脉冲产生的单个的焊接区域(11～22)彼此重叠。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，激光束在单个的焊接脉冲期间相对于各构件(1、2)保持不动，使得在焊接脉冲期间，相应的焊接区域(11～22)持久地、尤其是持久完全地用激光辐射。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过焊接脉冲产生的单个的焊接区域(11～22)彼此重叠成一个关联的流密的焊缝(10)。4.根据权利要求1至3之中任一项所述的方法，其特征在于，激光束(5)定位成，使得当前产生的焊接区域(20)与已经焊接的焊接区域(17)重叠、尤其瘤状地或者缝状地重叠。5.根据权利要求1至4之中任一项所述的方法，其特征在于，当已经产生的焊接区域(17)已经凝固或者基本上凝固时，才产生与已经产生的焊接区域(17)重叠的当前产生的焊接区域(20)。6.根据权利要求1至5之中任一项所述的方法，其特征在于，当前产生的焊接区域(20)与直接在最近的停顿间隔之前产生的焊接区域彼此重叠。7.根据权利要求1至5之中任一项所述的方法，其特征在于，当前产生的焊接区域(20)与直接在最近的停顿间隔之前产生的焊接区域(19)具有间距，并且从而当前产生的焊接区域相对于直接在最近的停顿间隔之前产生的焊接区域(19)是无重叠的。8.根据权利要求1至7之中任一项所述的方法，其特征在于，所述许多焊接脉冲的脉冲时间处在：●0.1ms至100ms之间的范围中，或者●0.1ms至50ms之间的范围中，或者●0.1ms至20ms之间的范围中，或者●1ms至20ms之间的范围中，或者●1ms至10ms之间的范围中。9.根据权利要求1至8之中任一项所述的方法，其特征在于，所述许多焊接脉冲的脉冲时间是相同长的。10.根据权利要求1至8之中任一项所述的方法，其特征在于，所述许多焊接脉冲的脉冲时间是不一样长的。11.根据权利要求1至10之中任一项所述的方法，其特征在于，激光束的功率密度位于104Watt/cm2与1010Watt/cm2之间的范围中。12.根据权利要求1至11之中任一项所述的方法，其特征在于，所述许多焊接脉冲的功率密度是同样大的。13.根据权利要求1至11之中任一项所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·尼凯克，A·格林，M·哈默，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE