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DE10315976A1 - Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks - Google Patents

Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks Download PDF

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DE10315976A1
DE10315976A1 DE10315976A DE10315976A DE10315976A1 DE 10315976 A1 DE10315976 A1 DE 10315976A1 DE 10315976 A DE10315976 A DE 10315976A DE 10315976 A DE10315976 A DE 10315976A DE 10315976 A1 DE10315976 A1 DE 10315976A1
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DE
Germany
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coating
surface layer
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welding
laser beam
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DE10315976A
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Inventor
Jochen Müller-Rogait
Peter Dipl.-Ing. Brysch
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines Werkstücks (10), bei dem man im Fügebereich (14) des Werkstücks mindestens eine Oberflächenschicht durch Einwirkung von Laserstrahlung mindestens teilweise abträgt. Das anschließende Fügeverfahren kann beispielsweise einen Lötschritt mittels Laser oder einen Laserschweißvorgang oder ein Bolzen- oder Widerstandspunktschweißen umfassen. Z. B. das Laserlöten einer Naht wird häufig erst durch das Entfernen der Beschichtung möglich. Der Korrosionsschutz bleibt erhalten. Die Nahtoberfläche weist keine Fehler wie Oberflächenporen auf. Die Nahtoberfläche ist gleichmäßiger und glatter. Eine zusätzliche Oberflächenbehandlung ist nicht mehr notwendig. Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass das Verdampfen von Bestandteilen aus der Oberflächenschicht, was zu einer Herabsetzung der Festigkeit der Fügeverbindung oder zu einer fehlerhaften Fügeverbindung (Löcher/Poren/Bindungsfehler etc.) führen kann, vermieden wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks, bei dem man im Fügebereich mindestens eine Oberflächenschicht des Werkstücks durch Einwirkung von Laserstrahlung mindestens teilweise abträgt.
  • Die DE 44 07 190 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines Werkstücks der eingangs genannten Gattung. Das bekannte Verfahren betrifft insbesondere das Vorbereiten des Fügebereichs verzinkter beschichteter (organisch, anorganisch) Bleche, die mittels Laserstrahlschweißen gefügt werden. Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Verdampfungstemperatur des Zinks der Oberflächenbeschichtung können beim Laserfügen durch Zinkdampf Löcher in der Fügenaht auftreten, die die Festigkeit der Fügeverbindung herabsetzen. Um dem zu entgegnen, werden bei diesem bekannten Verfahren die zu verschweißenden Bleche im Fügebereich mit einer Rändelung versehen, so dass Beschichtungsdampf seitlich aus dem Bereich der Schweißnaht entweichen kann. Dabei wird eine rädelungsartig angeordnete Oberflächenstruktur durch Einwirkung einer getakteten Laserstrahlung hergestellt. Die dabei erzielten punktlinien- oder strichartigen Oberflächenstrukturen verlaufen neben der Schweißbahn. Im Bereich dieser Oberflächenstrukturen wird nicht nur die Beschichtung verdampft, sondern es wird eine Vertiefung erzielt, die sich bis in den Grundwerkstoff hinein erstreckt. Zur Erzeugung der genannten Oberflächenstrukturen wird eine relativ aufwendige Scanneroptik benötigt. Der Laserstrahl wird beispielsweise entlang einer mäanderförmigen Bahn jeweils quer zur Schweißnaht bewegt, um Vertiefungen in der Oberflächenbeschichtung mit der genannten Struktur zu erzeugen. Es verbleiben bei diesem Verfahren angrenzende Bereiche, in denen die Oberflächenbeschichtung bestehen bleibt.
  • Aus der DE 199 23 495 A1 ist es grundsätzlich bekannt, Schmier- und/oder Klebemittel von der Oberfläche eines soliden Werkstückes in einem vorgegebenen Bereich zu entfernen, indem man diese mittels Laserstrahlung verdampft. Das genannte Verfahren wird jedoch zur Reinigung von Oberflächen eingesetzt, wenn beispielsweise Klebemittel beim Verbinden von Blechen durch Kleben und Falzen im Bereich eines Falzflansches austreten. Diese überschüssigen Klebemittel werden dann nach Herstellung des Fügeverbindung durch Bestrahlung mittels Laser verdampft. Es handelt sich somit um ein Reinigungsverfahren nach einem Fügevorgang, welches nicht dazu vorgesehen ist, einen Fügebereich vorzubereiten, mit dem Zweck eine bessere Fügeverbindung zu erzielen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines Werkstücks der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welches vielseitiger ist im Hinblick auf die Art des nachfolgenden Fügeverfahrens und welches sich zur Entfernung von Oberflächenschichten unterschiedlichster Art eignet.
  • Die Lösung dieser Aufgabe liefert das erfindungsgemäße Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines Werkstücks der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass man vor mindestens einem Fügeschritt mindestens eine Oberflächenschicht des Werkstücks in einem definierten Bereich flächig abträgt. Die abzutragende Oberflächenschicht kann eine organische Oberflächenbeschichtung sein, eine anorganische Oberflächenschicht oder es kann mindestens eine organische Beschichtung und mindestens eine anorganische Beschichtung mittels Laserstrahlung von dem Substrat entfernt werden. Man kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zwei oder mehrere übereinander liegende Schichten gleichzeitig entfernen.
  • Vorzugsweise umfasst nach einer Weiterbildung der Erfindung der nachfolgende Fügevorgang wenigstens einen Lötprozess und/oder wenigstens einen Laserstrahlschweißvorgang und/oder Bolzenschweißen und/oder Widerstandspunktschweißen. Die im Fügebereich vor einem Lötprozess zu entfernende Oberflächenschicht kann vorzugsweise eine organische, eine anorganische bzw. eine anorganische und eine organische Oberflächenbeschichtung umfassen, beispielsweise eine Epoxidharzschicht. Die vor einem Laserstrahlschweißvorgang zu entfernende Oberflächenschicht kann eine anorganische, eine organische bzw. eine anorganische und eine organische Oberflächenbeschichtung umfassen, beispielsweise eine Zinkschicht oder eine zinkhaltige Schicht. Gemäß der erstgenannten bevorzugten Variante des Verfahrens wird ein Bauteil, dessen Oberflächenschicht erfindungsgemäß entfernt wurde anschließend in dem von der Oberflächenschicht befreiten Bereich mit einem weiteren Bauteil verlötet, wobei dieser Lötvorgang vorzugsweise durch Anwendung von Laserstrahlung erfolgt. Gemäß einer anderen bevorzugten Variante des Verfahrens wird ein Bauteil, dessen Oberflächenschicht erfindungsgemäß entfernt wurde, anschließend in dem von der Oberflächenschicht befreiten Bereich mit mindestens einem weiteren Bauteil vorzugsweise verschweißt. Dieses Verschweißen geschieht dabei vorzugsweise mittels Laserstrahlung.
  • Der Laserstrahlschweißvorgang kann ohne oder unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffes, insbesondere von Schweißdraht, Schweißpulver oder dergleichen erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Fügen von Karosseriebauteilen, beispielsweise Karosserieblechen, die in irgend einer Form organische oder anorganische Beschichtungen aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt besonders bevorzugt zur Behandlung von beschichteten Blechteilen im Karosseriebau in Betracht, die eine Feuerverzinkung, eine elektrolytische Verzinkung oder eine galvanische Verzinkung und/oder eine organische Beschichtung (z.B. Epoxidbeschichtung) aufweisen. Das Abtragen der Oberflächenschicht von dem zu fügenden Bauteil kann erfolgen, indem dieses Bauteil festgehalten und ein Laserstrahl automatisch oder manuell über die zu bearbeitende Oberfläche geführt wird. Man kann aber auch einen fest ausgerichteten Laserstrahl verwenden und das Bauteil, dessen Oberflächenschicht zu entfernen ist, automatisch oder manuell entsprechend dem zu entschichtenden Bereich am Laserstrahl entlang führen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Fügen von Bauteilen im Karosseriebau und ist dabei für alle üblichen Stoßformen anwendbar, die im Karosseriebau vorkommen, beispielsweise für I-Nähte an Überlappungsstößen, Kehlnähte an Bördelstößen, Kehlnähte an Überlappungsstößen, Kehlnähte an T-Stößen und dergleichen. Das Verfahren ist ebenfalls bei Mehrblechschweißungen, z. B. bei Mehrblechverbindungen mit I-Naht am Überlappungsstoß geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren dient insbesondere zur Behandlung korrosionsrelevanter Bauteile, die anschließend gefügt werden, da nur partiell die relevante Beschichtung abgetragen wird.
  • Ein Vorbereiten der Bauteile z.B. Einbringung von Abstandsnoppen ist nicht notwendig. In einem Preß-Werkzeug kann man z.B. einige Blechflansche aus Zugänglichkeitsgründen nicht mit Noppen versehen, so dass das Entfernen der Beschichtung mit Laserstrahl auch an „schwierigen" Blechstellen möglich ist. Ist in einer Fügeverbindung eine zu dicke Zinkschicht vorhanden, z.B. größer als 5 μm, so ist in der Regel ein negatives Schweißergebnis zu erwarten. Reduziert man die Zinkschichtdicke auf z.B. weniger als 5 μm, so ist mit einem positiven Schweißergebnis zu rechnen. Verringert man nur auf einen „Minimalwert", so ist eine höhere Abtragleistung mit Laserstrahl und somit eine höhere Abtragsgeschwindigkeit zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß können auch beispielsweise Bauteile behandelt werden, die anschließend durch Laserlöten gefügt werden. Dabei werden die aufeinanderliegenden Flansche vorzugsweise von einer Beschichtung oder einem Oberflächenbeschichtungssystem befreit. In diesen Anwendungsfällen ist häufig eine Entfernung organischer Beschichtungen erforderlich, die großflächig erfolgen muss, wobei unter einer organischen Beschichtung eine andere, beispielsweise eine anorganische Beschichtung vorhanden sein kann. Erfindungsgemäß kann in diesen Fällen die selektive Entfernung der organischen Beschichtung erfolgen, wobei eine Grundbeschichtung auf dem Werkstoff, beispielsweise eine Verzinkung oder dergleichen bestehen bleibt. In wiederum anderen Anwendungsfällen kann es jedoch erforderlich sein, sowohl eine obere beispielsweise organische Beschichtung und eine darunter liegende anorganische Beschichtung, beispielsweise ein Zinkschicht gleichzeitig zu entfernen. Der Abtrag der einen oder mehreren Schichten erfolgt dann selektiv oder vollständig je nach Bedarf, wobei der entsprechende Laser eingestellt und dem jeweiligen Anwendungszweck entsprechend die Parameter der Laserstrahlvorrichtung eingestellt werden. In dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene Laser zur Anwendung kommen, beispielsweise Festkörperlaser, Kohlendioxidlaser, Diodenlaser und Faserlaser oder andere. Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines kurzgepulsten Nd: YAG-Lasers. Die Auswahl des Lasers erfolgt zudem in Abhängigkeit der zu verdampfenden organischen bzw. anorganischen Beschichtung sowie der Abtragstiefe und Abtragsbreite.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Verbindung von wenigstens zwei Bauteilen durch wenigstens einen Fügeschritt, bei dem der Fügebereich wenigstens eines der Bauteile nach einem Verfahren der zuvor genannten Art vorbereitet wurde. Vorzugsweise umfasst der anschließende Fügevorgang wenigstens einen Lötschritt und/oder einen Schweißvorgang, vorzugsweise ein Laserlöten oder Laserstrahlschweißen oder Bolzenschweißen oder Widerstandspunktschweißen.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Karosseriebauteil, welches mindestens teilweise nach einem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet wurde. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Karosseriebauteil umfassend wenigstens teilweise beschichtete Blechteile, die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Fügevorgang behandelt und/oder nach einem erfindungsgemäßen Verfahren gefügt wurden.
  • Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
  • 1 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Ausschnitts eines beschichteten Blechs, dessen Beschichtung für einen nachfolgenden Fügevorgang teilweise mittels Laserstrahlung entfernt wurde;
  • 2 eine schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts aus einem Karosseriebauteil mit zwei durch Lötverbindung gefügten Einzelteilen;
  • 3 eine weitere schematisch vereinfachte Darstellung eines Ausschnitts aus einem verzinkten Blech, dessen Zinkschicht teilweise mit Laserstrahlung entfernt wird;
  • 4 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung zweier miteinander verschweißter teilweise verzinkter Karosseriebauteile;
  • 5 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Blechbauteils dessen Zinkschicht teilweise durch Laserstrahlung entfernt wird;
  • 6 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung zweier durch Lasernaht verbundener teilweise beschichteter Blechlagen;
  • 7 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung eines Verfahrens gemäß einer Variante der Erfindung;
  • 8 eine weitere schematisch vereinfachte Prinzipdarstellung eines alternativen Fügeverfahrens gemäß der Erfindung.
  • Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt einen Ausschnitt aus einem Blech 10, welches eine doppelte Beschichtung trägt, nämlich zum einen eine Zinkschicht 11, auf der sich wiederum eine organische Beschichtung beispielsweise auf Basis einer Epoxidharzmatrix, beispielsweise eine sogenannte Bonazinc-Schicht 12. Wie man in der Zeichnung gut erkennen kann, ist die Oberfläche des Bauteils 10 aus Blech durchgehend mit der Zinkschicht 11 überzogen, während die sich darauf befindliche Bonazinc-Beschichtung 12 teilweise durch Einwirkung eines Laserstrahl 13 entfernt wurde und zwar in einem Bereich 14, der so auf einen anschließenden Fügevorgang vorbereitet wurde. Die flächige Entfernung der obersten organischen Schicht 12 in dem Bereich 14 mittels Laserstrahl 13 erfolgt somit selektiv, ohne die darunter befindliche Zinkschicht 11 anzugreifen. Das Bauteil 10 ist also auch in dem entschichteten Fügebereich durch die dort erhalten gebliebene Zinkschicht 11a korrosionsgeschützt.
  • 2 zeigt das Verbinden eines in der oben beschriebenen Weise vorbereiteten Bauteils 10 mit einem weiteren Bauteil 15 durch einen Lötvorgang. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Verbindung zweier Flansche von Karosseriebauteilen, bei denen im Bereich eines Bördelstoßes eine Kehlnaht 16 angebracht wird. In der Darstellung gemäß 2 sind die Beschichtungen der beiden Bauteile 10, 15 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Beide Bauteile 10, 15 können in dem Überlappungsbereich 17 eine durchgehende Verzinkung 11 aufweisen, so wie dies bei dem Bauteil 10 in 1 dargestellt ist. Dagegen wurde eine organische Beschichtung, insbesondere Bonazinc-Beschichtung (siehe Bezugszeichen 12 in 1) in dem Überlappungsbereich 17 flächig entfernt. Dadurch kann die Anbringung der Laserlötnaht 16 so erfolgen, dass die Fügeverbindung in ihrer Festigkeit durch die Beschichtung nicht beeinträchtigt wird. In den übrigen Bereichen der beiden Bauteile 10, 15 außerhalb des Fügebereichs kann auch die organische Oberflächenschicht (siehe Bezugszeichen 12 in 1) erhalten bleiben.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt ein weiteres Bauteil 10, beispielsweise einen Ausschnitt aus einem geformten Karosserieblechteil, welches beidseitig mit einer Zinkschicht 11 überzogen ist. Erfindungsgemäß wird zunächst in einem definierten äußeren Eckbereich 18 mittels Laserstrahl 13 die Zinkschicht 11 entfernt. Ein weiteres mit diesem Bauteil 10 zu fügendes Bauteil 15 wird wie 4 zeigt entsprechend vorbereitet. Auch bei dem Bauteil 15 handelt es sich um ein Bauteil der Karosserie aus verzinktem Blech, beispielsweise zeigt das Bauteil 10 einen Ausschnitt aus einem Dach einer Karosserie und das Bauteil 15 einen Ausschnitt aus einem Seitenteil der Karosserie, die über eine Kehlnaht 19 im Bereich eines Bördelstoßes miteinander verschweißt werden sollen. Man sieht, dass in dem entsprechenden Fügebereich auch bei dem Bauteil 15 die Zinkschicht entfernt wurde und anschließend durch Laserstrahlschweißen unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffs (Schweißdraht, Schweißpulver oder dergleichen) die Kehlnaht 19 angebracht wird und zwar in dem Bereich des Bördelstoßes, in dem zuvor bei beiden Bauteilen 10, 15 die Zinkschicht 11 entfernt wurde. Dagegen bleibt in den übrigen Bereichen dieser Bauteile die Zinkschicht bestehen, so dass auch nach dem Fügevorgang das erhaltene Verbundbauteil an allen zugänglichen Flächen gegen einen Korrosionsangriff geschützt ist.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem flachen Blechteil 20, welches wiederum mit einer Zinkschicht 11 versehen ist, die hier jedoch nur an einer Seite vorhanden ist. Durch Einwirkung eines Laserstrahls 13 wurde über einen definierten Bereich 21 die Oberflächenbeschichtung 11 entfernt. Anschließend wird das in 5 dargestellte Bauteil 20 mit zwei weiteren Bauteilen 22, 26 aus Blech über eine Laserschweißnaht 25 verbunden, wie dies in 6 dargestellt ist. Dazu werden beide flachen Bauteile 22, 26 aus Blech auf das Bauteil 20 gelegt, so dass sich eine Mehrblechanordnung ergibt, wobei die drei Bauteile 20, 22, 26 so aufeinandergelegt werden, dass die jeweiligen Zinkschichten 11 beziehungsweise 24 aufeinanderliegen. Wie 6 zeigt liegen dabei diejenigen Bereiche, in denen zuvor die Zinkschicht 11 beziehungsweise 24 entfernt wurde übereinander. Es wird nun eine sogenannte I-Naht 25 durch Laserstrahlschweißen vorgesehen, wobei sich die im Stoßbereich zwischen den beiden Bauteilen 22, 26 angebrachte Schweißnaht 25 bis in den Werkstoff des darunter liegenden, den Stoß überlappenden Blechs 20 erstreckt. Da zuvor die Zinkschichten 11, 24 entfernt wurden, wird eine gute Schweißnaht 25 erhalten. Das Laserstrahlschweißen kann dabei mit oder ohne Zusatzdraht erfolgen.
  • Nachfolgend wird auf 7 Bezug genommen. Die schematisch vereinfachte Prinzipdarstellung zeigt einen Schnitt durch beispielsweise ein Blechteil 27 mit einer Oberflächenbeschichtung 28. Wie bei den zuvor genannten Varianten wurde die Oberflächenbeschichtung 28, die mehrschichtig sein kann und aus unterschiedlichen Einzelschichten bestehen kann, in einem vorgesehenen Fügebereich 29 entfernt. Anschließend erfolgt in diesem dann unbeschichteten Fügebereich 29 ein Bolzenschweißvorgang, bei dem der Schweißbolzen 30 mit seiner Stirnfläche 31 auf die unbeschichtete Fügefläche 32 des Blechteils aufgeschweißt wird.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 8 ein weiteres alternatives Fügeverfahren gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Verfahrensvariante eignet sich beispielsweise zum Fügen von höherfesten Blechen durch Widerstandspunktschweißung. In der schematisch vereinfachten Darstellung gemäß 8 sind zwei miteinander zu verbindende Bleche 33, 34 dargestellt, bei denen in einem Fügebereich eine Oberflächenbeschichtung 35 entfernt wurde mittels Laserstrahlung. Anschließend erfolgt eine Widerstandspunktschweißung beispielsweise mittels einer Punktschweißzange, von der in 8 nur schematisch die beiden Elektroden 36, 37 dargestellt sind. In dem aufeinanderliegenden Bereich werden die beiden Bleche 33, 34 durch Wärme und Druck miteinander verbunden, wobei dieser Fügebereich (Schweißpunkt) in der schematischen Skizze gemäß 8 mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet ist.
  • 10
    Blech
    11
    Zinkschicht
    12
    Bonazinc-Beschichtung
    13
    Laserstrahl
    14
    Bereich
    15
    weiteres Bauteil
    16
    Kehlnaht
    17
    Überlappungsbereich
    18
    äußerer Eckbereich
    19
    Kehlnaht
    20
    Bauteil
    21
    definierter Bereich
    22
    Bauteil
    24
    Zinkschicht
    25
    I-Naht
    26
    Bauteil
    27
    Blechteil
    28
    Oberflächenbeschichtung
    29
    Fügebereich
    30
    Schweißbolzen
    31
    Stirnfläche
    32
    Fügefläche
    33, 34
    Bleche
    35
    Oberflächenbeschichtung
    36, 37
    Elektroden
    38
    Fügebereich (Schweißpunkt)

Claims (20)

  1. Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines Werkstücks, bei dem man im Fügebereich des Werkstücks mindestens eine Oberflächenschicht durch Einwirkung von Laserstrahlung mindestens teilweise abträgt, dadurch gekennzeichnet, dass man vor mindestens einem Fügeschritt mindestens eine Oberflächenschicht (11, 12) in einem definierten Bereich (14) flächig abträgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine organische Oberflächenbeschichtung (12) entfernt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine organische Oberflächenbeschichtung (12) abträgt, die ein Epoxidharz umfasst.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung der Oberflächenschicht (11, 12) vor einem Lötprozess erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine anorganische Oberflächenschicht (11) abträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine Zinkschicht oder eine zinkhaltige Schicht abträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (11) abgetragen wird, bevor ein Laserstrahlschweißvorgang erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine anorganische Beschichtung und mindestens eine organische Beschichtung mittels Laserstrahlung von dem Substrat entfernt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10), dessen Oberflächenschicht (12) entfernt wurde anschließend in dem von der Oberflächenschicht befreiten Bereich (14) mit einem weiteren Bauteil (15) verlötet, vorzugsweise durch Anwendung von Laserstrahlung verlötet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (10), dessen Oberflächenschicht (11) entfernt wurde, anschließend in dem von der Oberflächenschicht befreiten Bereich (18) mit einem weiteren Bauteil (15) gefügt, vorzugsweise verschweißt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, dessen Oberflächenschicht entfernt wurde mittels Laserstrahlung mit einem weiteren Bauteil verschweißt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahlschweißvorgang ohne oder unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffes, insbesondere von Schweißdraht, Schweißpulver oder dergleichen erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses bei oberflächenbeschichteten Karosseriebauteilen angewandt wird.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Behandlung von beschichteten Blechteilen im Karosseriebau dient, insbesondere von Blechteilen, die eine organische Beschichtung und/oder eine anorganische Beschichtung, vorzugsweise eine Feuerverzinkung, eine elektrolytische Verzinkung oder eine galvanische Verzinkung oder eine Zink/Eisen-legierte Oberflächenbeschichtung aufweisen.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, von dem die Oberflächenschicht abzutragen ist, festgehalten und ein Laserstrahl automatisch oder manuell über die zu bearbeitende Oberfläche geführt wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Bearbeitungskopf mit einer feststehenden Laseroptik vorzugsweise strahlförmig und schnell oszillierend über die Oberfläche führt und so die Beschichtung flächig abgetragen wird.
  17. Karosseriebauteil, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens teilweise nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 bearbeitet wurde.
  18. Verfahren zur Verbindung von wenigstens zwei Bauteilen (10, 15) durch wenigstens einen Fügeschritt, bei dem der Fügebereich wenigstens eines der Bauteile nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 vorbereitet wurde.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang wenigstens einen Lötschritt und/oder einen Schweißvorgang, vorzugsweise ein Laserlöten, Laserstrahlschweißen, Widerstandspunktschweißen oder Bolzenschweißen umfasst.
  20. Karosseriebauteil, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens teilweise nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19 gefügt wurde.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005019212A1 (de) * 2005-04-25 2006-10-26 Welser Profile Ag Verfahren zum Entzinken von kaltgewalzten verzinkten Profilen
DE102006008852A1 (de) * 2006-02-25 2007-08-30 Behr Gmbh & Co. Kg Mehr-Blechverbindung
DE102007028137A1 (de) * 2007-06-19 2008-12-24 Volkswagen Ag Strahlschweißverfahren
DE102008006241A1 (de) 2008-01-25 2009-07-30 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen einer metallischen Beschichtung
WO2013050855A3 (en) * 2011-10-06 2013-07-11 Lincoln Global Inc. Apparatus for and method of laser cleaning of coated materials prior to welding
WO2015106361A1 (de) * 2014-01-14 2015-07-23 Andritz Soutec Ag Verfahren zur steuerung eines laser-ablationsprozesses unter verwendung von bildauswertung
US9375809B2 (en) 2006-04-19 2016-06-28 Arcelormittal France Method of butt-welding a coated steel plate
DE102017128763A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Precitec Gmbh & Co. Kg Laserstrahl-Schweißverfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei beschichteten Werkstücken und Laserbearbeitungssystem zur Bearbeitung von wenigstens zwei beschichteten Werkstücken
DE102018208787A1 (de) * 2018-06-05 2019-12-05 Audi Ag Laserlötvorrichtung mit nachlaufendem Lötdraht und Laserlötverfahren
WO2021013939A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 Tata Steel Nederland Technology B.V. Method for the removal of a coating from a metal substrate by laser ablation
US20210308790A1 (en) * 2018-08-01 2021-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for Welding a Zinc-Coated Motor Vehicle Component
WO2024174021A1 (en) * 2023-02-20 2024-08-29 Magna International Inc. System and method for de-coating components with a laser

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61159292A (ja) * 1985-01-07 1986-07-18 Mitsubishi Electric Corp 亜鉛メツキ鋼板のレ−ザ溶接方法
JPH05245670A (ja) * 1992-03-10 1993-09-24 Nkk Corp 制振鋼板のレーザ溶接方法
GB2274257A (en) * 1993-01-19 1994-07-20 British Aerospace Method of preparing and welding zinc coated steel
DE4328516A1 (de) * 1993-03-02 1994-09-08 Wicona Bausysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Stoßverbindung von zwei Profilstäben aus Metall, inbes. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
DE4313871A1 (de) * 1993-04-28 1994-11-10 Krupp Maschinentechnik Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dosenrümpfen aus kunststoffbeschichtetem Blech
DE19506768A1 (de) * 1994-02-28 1995-08-31 Mitsubishi Electric Corp Laserstrahlbearbeitungsverfahren und Laserstrahlmaschine
DE4407190A1 (de) * 1994-03-04 1995-09-07 Thyssen Laser Technik Gmbh Verfahren zum Vorbereiten der Fügebereiche beschichteter Werkstücke zum Schweißen mit Laserstrahlung und Überlappstoß zum Schweißen beschichteter Werkstücke
WO1995029033A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Loughborough University Of Technology Method for welding
DE19544929A1 (de) * 1995-12-01 1997-06-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum flußmittelfreien Aufbringen eines Lötmittels auf ein Substrat oder einen Chip
DE19923495A1 (de) * 1999-02-17 2000-08-24 Volkswagen Ag Verfahren zum Entfernen von Schmier- und/oder Klebemitteln
DE19932415C1 (de) * 1999-07-14 2001-02-15 Thyssenkrupp Ind Ag Verfahren zum Laserstrahlschweißen einer Kfz-Tür oder Kfz-Klappe
WO2001017722A1 (fr) * 1999-09-03 2001-03-15 Renault Procede et dispositif de soudage de tôles
DE69710761T2 (de) * 1996-07-13 2002-07-18 Carnaudmetalbox S.A., Saint Ouen Schweissen von verpackungsbehältern

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61159292A (ja) * 1985-01-07 1986-07-18 Mitsubishi Electric Corp 亜鉛メツキ鋼板のレ−ザ溶接方法
JPH05245670A (ja) * 1992-03-10 1993-09-24 Nkk Corp 制振鋼板のレーザ溶接方法
GB2274257A (en) * 1993-01-19 1994-07-20 British Aerospace Method of preparing and welding zinc coated steel
DE4328516A1 (de) * 1993-03-02 1994-09-08 Wicona Bausysteme Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Stoßverbindung von zwei Profilstäben aus Metall, inbes. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
DE4313871A1 (de) * 1993-04-28 1994-11-10 Krupp Maschinentechnik Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dosenrümpfen aus kunststoffbeschichtetem Blech
DE19506768A1 (de) * 1994-02-28 1995-08-31 Mitsubishi Electric Corp Laserstrahlbearbeitungsverfahren und Laserstrahlmaschine
DE4407190A1 (de) * 1994-03-04 1995-09-07 Thyssen Laser Technik Gmbh Verfahren zum Vorbereiten der Fügebereiche beschichteter Werkstücke zum Schweißen mit Laserstrahlung und Überlappstoß zum Schweißen beschichteter Werkstücke
WO1995029033A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Loughborough University Of Technology Method for welding
DE19544929A1 (de) * 1995-12-01 1997-06-05 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum flußmittelfreien Aufbringen eines Lötmittels auf ein Substrat oder einen Chip
DE69710761T2 (de) * 1996-07-13 2002-07-18 Carnaudmetalbox S.A., Saint Ouen Schweissen von verpackungsbehältern
DE19923495A1 (de) * 1999-02-17 2000-08-24 Volkswagen Ag Verfahren zum Entfernen von Schmier- und/oder Klebemitteln
DE19932415C1 (de) * 1999-07-14 2001-02-15 Thyssenkrupp Ind Ag Verfahren zum Laserstrahlschweißen einer Kfz-Tür oder Kfz-Klappe
WO2001017722A1 (fr) * 1999-09-03 2001-03-15 Renault Procede et dispositif de soudage de tôles

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005019212A1 (de) * 2005-04-25 2006-10-26 Welser Profile Ag Verfahren zum Entzinken von kaltgewalzten verzinkten Profilen
DE102005019212B4 (de) * 2005-04-25 2009-02-19 Welser Profile Ag Verfahren zum Bearbeiten von kaltgewalzten verzinkten Profilen
DE102006008852B4 (de) * 2006-02-25 2015-11-26 Mahle International Gmbh Mehr-Blechverbindung sowie Verfahren zum Herstellen einer Mehr-Blechverbindung
DE102006008852A1 (de) * 2006-02-25 2007-08-30 Behr Gmbh & Co. Kg Mehr-Blechverbindung
US10480554B2 (en) 2006-04-19 2019-11-19 Arcelormittal France Steel part
US9669490B2 (en) 2006-04-19 2017-06-06 Arcelormittal France Precoated steel plate, welded blank, part and methods
US11154950B2 (en) 2006-04-19 2021-10-26 Arcelormittal France Method for creating a welded steel part with uniform microstructure
US10626902B2 (en) 2006-04-19 2020-04-21 Arcelormittal France Steel part
US10626903B2 (en) 2006-04-19 2020-04-21 Arceloemittal France Steel part
US10473130B2 (en) 2006-04-19 2019-11-12 Arcelormittal France Steel part
US9375809B2 (en) 2006-04-19 2016-06-28 Arcelormittal France Method of butt-welding a coated steel plate
US9682443B2 (en) 2006-04-19 2017-06-20 Arcelormittal France Welded blank and part
US9597750B2 (en) 2006-04-19 2017-03-21 Arcelormittal France Method for manufacturing a welded component with very high mechanical characteristics from a coated lamination sheet
US9669491B2 (en) 2006-04-19 2017-06-06 Arcelormittal France Method of forming a steel part and steel part
US10352342B2 (en) 2006-04-19 2019-07-16 Arcelormittl France Steel part
US9676061B2 (en) 2006-04-19 2017-06-13 Arcelormittal France Methods of fabricating a precoated steel plate
DE102007028137A1 (de) * 2007-06-19 2008-12-24 Volkswagen Ag Strahlschweißverfahren
WO2009092760A1 (de) * 2008-01-25 2009-07-30 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren und vorrichtung zum abtragen einer metallischen beschichtung
DE102008006241A1 (de) 2008-01-25 2009-07-30 Thyssenkrupp Steel Ag Verfahren und Vorrichtung zum Abtragen einer metallischen Beschichtung
US9457432B2 (en) 2011-10-06 2016-10-04 Lincoln Global, Inc. Apparatus and method for laser cleaning of coated materials prior to welding
CN103974796B (zh) * 2011-10-06 2017-10-24 林肯环球股份有限公司 用于焊接之前覆盖材料的激光清洗的设备和方法
US8766140B2 (en) 2011-10-06 2014-07-01 Lincoln Global, Inc. Apparatus and method for laser cleaning of coated materials prior to welding
WO2013050855A3 (en) * 2011-10-06 2013-07-11 Lincoln Global Inc. Apparatus for and method of laser cleaning of coated materials prior to welding
WO2015106361A1 (de) * 2014-01-14 2015-07-23 Andritz Soutec Ag Verfahren zur steuerung eines laser-ablationsprozesses unter verwendung von bildauswertung
DE102017128763A1 (de) * 2017-12-04 2019-06-06 Precitec Gmbh & Co. Kg Laserstrahl-Schweißverfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei beschichteten Werkstücken und Laserbearbeitungssystem zur Bearbeitung von wenigstens zwei beschichteten Werkstücken
DE102017128763B4 (de) 2017-12-04 2022-01-05 Precitec Gmbh & Co. Kg Laserstrahl-Schweißverfahren zum Verschweißen von wenigstens zwei Werkstücken
DE102018208787A1 (de) * 2018-06-05 2019-12-05 Audi Ag Laserlötvorrichtung mit nachlaufendem Lötdraht und Laserlötverfahren
DE102018208787B4 (de) 2018-06-05 2024-09-12 Audi Ag Laserlötvorrichtung mit nachlaufendem Lötdraht und Laserlötverfahren
US20210308790A1 (en) * 2018-08-01 2021-10-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for Welding a Zinc-Coated Motor Vehicle Component
WO2021013939A1 (en) * 2019-07-25 2021-01-28 Tata Steel Nederland Technology B.V. Method for the removal of a coating from a metal substrate by laser ablation
WO2024174021A1 (en) * 2023-02-20 2024-08-29 Magna International Inc. System and method for de-coating components with a laser

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