【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具有含铝硅合金的涂层的板材的方法。
技术介绍
1、ep 0 327 320 a1涉及一种用于将两个板材焊合的方法，在该方法中，在焊缝中为焊接时产生的气体形成排气路径。
2、us10 118 249 b2公开了一种用于焊接两个板材的方法，在该方法中，激光束沿螺线形的路径在板材上被引导，以实现适合于平滑焊缝的热量分布。
3、us2020/0047285 a1涉及一种用于焊接重叠的两个板材的方法，在该方法中，为了改善板材(尤其是锌板)中的排气流程，通过具有相对低的功率密度的激光束产生临时熔池。随后，使用功率密度较高的激光束，以产生较大延伸尺寸的主熔池。
4、us2020/0171603 a1描述了一种用于对在板材堆垛中的两个板材进行焊接的方法，在该方法中，激光束在第一方向上沿第一路径被引导，并且然后在与第一方向相反的第二方向上沿第二路径被引导，其中，第一路径和第二路径重叠。焊接路径的重复照射减少了焊接时产生的缺陷。
5、us2020/0254562 a1公开了一种用于采用中央的激光束和呈环形的同心激光束焊接板材的方法，其中，呈环形的同心的激光束在径向方向上包围中央的激光束。呈环形的同心的激光束和中央的激光束具有不同的功率密度，所述功率密度是变化的，以实现对焊接区域的平滑。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种用于进一步减少在通过激光束焊接两个板材时所出现的缺陷、尤其是因板材上的涂层所造成的缺陷的方法，其
2、该目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。从属权利要求涉及有利的实施方式。
3、根据本专利技术的方法包括以下步骤：
4、a)提供具有第一焊接面的第一板材和具有第二焊接面的第二板材，其中，所述第一板材在第一焊接面上具有涂层，该涂层包括铝硅合金；
5、b)用激光束照射第一焊接面和第二焊接面，其中，激光束具有内芯和外环，内芯和外环的强度形廓是不同的，
6、其中，激光束在进给方向上沿假想的进给线并垂直于进给线以摆动运动来运动，
7、其中，激光束的路径沿进给线具有周期性的形状，其中，路径的垂直于进给线的宽度大于路径的沿进给线的周期的长度。
8、特别有利的是，本专利技术用于一定份额由冷弯标准钢材或第3代钢构成的车身板材。表面设有包括铝硅合金的防腐蚀涂层。在激光焊接之前，必须将焊接区域中的这层涂层去除，以避免出现焊接裂纹。
9、通常情况下，当(来自涂层的)相对大量的铝和/或硅与熔化的钢局部地发生熔合时，会出现一定的裂纹风险。这导致金属间相。这些相导致基材脆化，并因此导致在接缝中出现裂纹。这些裂纹情况可能立即出现，或者可能有时间延迟。
10、更一般地说，本专利技术涉及对经部分涂覆的(包含金属、优选钢)的板材进行焊接。尤其，本专利技术涉及对在板材的一侧或两侧具有涂层的板材进行焊接，其中，该涂层包括铝硅合金。
11、激光束的用于垂直于进给线进行焊接的路径的宽度大于路径的沿进给线的周期的长度的事实能够实现焊接面上的均匀的热量分布。由此，促使来自涂层的铝和硅均匀地扩散到板材的材料中，从而防止或至少减少了板材的焊缝中的缺陷。
12、其中激光束具有强度形廓不同的内芯和外环的射束整形可以减少焊接时出现飞溅物的风险，并由此也改善了板材的焊缝的品质。激光束的内芯和外环的强度形廓可以在焊接过程期间发生变化，以使由激光束产生的热量分布与激光束的路径(该路径尤其限定了焊接过程中的焊接路径)上的板材的局部变化相适配。
13、有利的是，通过摆动实现的焊接策略可以被构造成，使得焊接过程具有一定的缝隙弥合能力。这能通过如下方式来实现：即从激光束轴线的中心点、尤其是名义上的激光束轴线的中心点出发，在横向方向和纵向方向上使激光束以谐波图案振荡来扩宽熔化区。
14、通过摆动实现的焊接策略可以被设计成，使得所得出的焊接速度能够实现使防腐蚀层的元素受热，直到使这些元素气化，而热的涂层区段下方的钢体积仍然是固态的。这能够实现使来自涂层的熔化的元素扩散到板的材料中。
15、在一些实施方式中，本专利技术涉及对处于重叠情况下的至少两个板材进行焊接，其中，焊缝可以被实施为部分通焊或根焊(即，所谓的完全通焊)。
16、在本专利技术的一些实施方式中，可以使用具有射束整形的焊接技术，其中，激光束不符合通常使用的高斯或柱形强度形廓。
17、在一些实施方式中，本专利技术涉及2合1光纤技术的使用，其中光纤是射束引导光纤或是作为光纤激光源的一部分的光纤。光纤直径为芯/环＝50μm/200μm或100μm/400μm或200μm/700μm。光纤还可以由两个以上的区段构成，尤其由内芯(区段)和绕所述内芯同心布置的至少两个环(区段)构成。
18、尤其，对于芯部光纤中的激光束的射束参数积bpp而言，适用：bpp>1mm*mrad且bpp<12mm*mrad，优选bpp>1.8mm*mrad且bpp<8mm*mrad，尤其bpp≥2mm*mrad且bpp≤4mm*mrad。
19、优选地，激光功率介于1kw至24kw的范围内且尤其介于4kw至8kw的范围内、优选介于6kw至8kw的范围内。
20、在本专利技术的一些实施方式中，可以使用doe(衍射光学元件)进行射束整形。借助扫描光学器件，可以使激光束沿待焊接路径运动。
21、尤其，工件可以受控地被定位，以在第一板材与第二板材之间实现间距。该间距可以通过夹紧设备来形成，在这种夹紧将部件压在一起直至完全接触后，所述夹紧设备可以受控地打开0.1mm至0.3mm。这种间隔可以通过安置隆起部(“激光点蚀，lasergrübchen”)来实现，所述隆起部可以通过使激光脉冲击中发生焊接的区域来产生。另一种实现间距的可行方案是使用垫片。
22、在使用摆动的情况下，优选的图案是八(8)字形图案。
23、尤其，图案的主轴优选在激光束的进给方向上横向于焊接方向定向。
24、优选地，八(8)字形的图案在主轴的方向上、优选在垂直于焊接时激光束的进给方向的方向上具有0.5mm至3mm的总尺寸。该延伸尺寸可以介于0.8mm至2mm的范围内，尤其介于1mm至1.5mm的范围内。
25、用于产生摆动图案的波动频率可以介于100hz至1000hz的范围内。优选地，波动频率高于300hz、尤其高于333hz。
26、激光束的摆动曲线可以呈圆形，其中，通过焊接过程的加工区的沿待焊接路径的横向运动产生了螺旋形的图案。螺旋图案在主轴的方向上、优选在垂直于焊接时激光束的进给方向的方向上可以具有0.5mm至总共3mm的尺寸。优选地，该扩展尺寸或延伸尺寸介于0.8mm至2mm的范围内，特别有利地介于1mm至1.5mm的范围内。
27、摆动图形可以呈椭圆形，其中，通过沿待焊接路径的加工区的横向运动产生了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于焊接两个板材(10a，10b)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二焊接面(12b)涂覆有铝硅合金。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述摆动运动在所述进给线(28)的两侧具有相同的幅度(26)，其中，所述幅度(26)尤其大于所述激光束(18)的路径(24)的周期(30)。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一板材(10a)和所述第二板材(10b)被布置为重叠连接。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述板材(10a，10b)通过角焊缝或I形焊缝相连接。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)的路径(24)具有正弦函数、蜿蜒曲折形、锯齿波函数、连续的八字形或无限符号的形状。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)的功率沿所述激光束(18)的路径(24)变化。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在焊接过程期间，在所述激光束(18)的进给方向(FD)上、在所述激光束(1
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)沿所述进给线(28)的相同节段(34a，34b)被引导多次，其中，在每次经过所述节段(34a，34b)时，所述摆动运动的幅度(26)在垂直于假想的所述进给线(28)的方向上被不同程度地调整。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一板材(10a)和/或所述第二板材(10b)包括含有铁素体、马氏体、贝氏体和/或奥氏体的钢，其中，所述钢尤其是多相钢。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，假想的所述进给线(28)呈正弦形、圆形、螺旋形、锯齿形或C形。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一焊接面(12a)和所述第二焊接面(12b)被布置成，使得所述第一焊接面(12a)和所述第二焊接面(12b)朝向彼此，带有在所述第一焊接面(12a)与所述第二焊接面(12b)之间的缝隙(14)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一焊接面(12a)与所述第二焊接面(12b)之间的所述缝隙(14)的宽度为0.05mm至0.3mm、尤其0.1mm至0.2mm。
14.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)的内芯(20)的功率份额占所述激光束(18)的内芯(20)和外环(22)的总功率的20％至80％、尤其是所述总功率的59％至61％。
15.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，在所述摆动运动期间，所述激光束(18)沿所述进给线(28)的速度为2m/min至8m/min、尤其为3m/min至5m/min。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于焊接两个板材(10a，10b)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二焊接面(12b)涂覆有铝硅合金。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述摆动运动在所述进给线(28)的两侧具有相同的幅度(26)，其中，所述幅度(26)尤其大于所述激光束(18)的路径(24)的周期(30)。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一板材(10a)和所述第二板材(10b)被布置为重叠连接。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述板材(10a，10b)通过角焊缝或i形焊缝相连接。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)的路径(24)具有正弦函数、蜿蜒曲折形、锯齿波函数、连续的八字形或无限符号的形状。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)的功率沿所述激光束(18)的路径(24)变化。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在焊接过程期间，在所述激光束(18)的进给方向(fd)上、在所述激光束(18)的路径(24)的端部处的预先确定的区段(32)中，所述激光束(18)的功率相较于所述激光束(18)的路径(24)上的所述激光束(18)的平均功率提高或减小。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述激光束(18)沿所述进给线(28)的相同节段(34a，34b)被引...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·黑塞，N·斯佩克，
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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