DE10315976A1 - Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks - Google Patents
Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks Download PDFInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- coating
- surface layer
- component
- welding
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
- B23K1/206—Cleaning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/34—Coated articles, e.g. plated or painted; Surface treated articles
- B23K2101/35—Surface treated articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/30—Organic material
- B23K2103/42—Plastics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
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 Blech10 , welches eine doppelte Beschichtung trägt, nämlich zum einen eine Zinkschicht11 , auf der sich wiederum eine organische Beschichtung beispielsweise auf Basis einer Epoxidharzmatrix, beispielsweise eine sogenannte Bonazinc-Schicht12 . Wie man in der Zeichnung gut erkennen kann, ist die Oberfläche des Bauteils10 aus Blech durchgehend mit der Zinkschicht11 überzogen, während die sich darauf befindliche Bonazinc-Beschichtung12 teilweise durch Einwirkung eines Laserstrahl13 entfernt wurde und zwar in einem Bereich14 , der so auf einen anschließenden Fügevorgang vorbereitet wurde. Die flächige Entfernung der obersten organischen Schicht12 in dem Bereich14 mittels Laserstrahl13 erfolgt somit selektiv, ohne die darunter befindliche Zinkschicht11 anzugreifen. Das Bauteil10 ist also auch in dem entschichteten Fügebereich durch die dort erhalten gebliebene Zinkschicht11a korrosionsgeschützt. -
2 zeigt das Verbinden eines in der oben beschriebenen Weise vorbereiteten Bauteils10 mit einem weiteren Bauteil15 durch einen Lötvorgang. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Verbindung zweier Flansche von Karosseriebauteilen, bei denen im Bereich eines Bördelstoßes eine Kehlnaht16 angebracht wird. In der Darstellung gemäß2 sind die Beschichtungen der beiden Bauteile10 ,15 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Beide Bauteile10 ,15 können in dem Überlappungsbereich17 eine durchgehende Verzinkung11 aufweisen, so wie dies bei dem Bauteil10 in1 dargestellt ist. Dagegen wurde eine organische Beschichtung, insbesondere Bonazinc-Beschichtung (siehe Bezugszeichen12 in1 ) in dem Überlappungsbereich17 flächig entfernt. Dadurch kann die Anbringung der Laserlötnaht16 so erfolgen, dass die Fügeverbindung in ihrer Festigkeit durch die Beschichtung nicht beeinträchtigt wird. In den übrigen Bereichen der beiden Bauteile10 ,15 außerhalb des Fügebereichs kann auch die organische Oberflächenschicht (siehe Bezugszeichen12 in1 ) erhalten bleiben. - Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die
3 und4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.3 zeigt ein weiteres Bauteil10 , beispielsweise einen Ausschnitt aus einem geformten Karosserieblechteil, welches beidseitig mit einer Zinkschicht11 überzogen ist. Erfindungsgemäß wird zunächst in einem definierten äußeren Eckbereich18 mittels Laserstrahl13 die Zinkschicht11 entfernt. Ein weiteres mit diesem Bauteil10 zu fügendes Bauteil15 wird wie4 zeigt entsprechend vorbereitet. Auch bei dem Bauteil15 handelt es sich um ein Bauteil der Karosserie aus verzinktem Blech, beispielsweise zeigt das Bauteil10 einen Ausschnitt aus einem Dach einer Karosserie und das Bauteil15 einen Ausschnitt aus einem Seitenteil der Karosserie, die über eine Kehlnaht19 im Bereich eines Bördelstoßes miteinander verschweißt werden sollen. Man sieht, dass in dem entsprechenden Fügebereich auch bei dem Bauteil15 die Zinkschicht entfernt wurde und anschließend durch Laserstrahlschweißen unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffs (Schweißdraht, Schweißpulver oder dergleichen) die Kehlnaht19 angebracht wird und zwar in dem Bereich des Bördelstoßes, in dem zuvor bei beiden Bauteilen10 ,15 die Zinkschicht11 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 und6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.5 zeigt einen Ausschnitt aus einem flachen Blechteil20 , welches wiederum mit einer Zinkschicht11 versehen ist, die hier jedoch nur an einer Seite vorhanden ist. Durch Einwirkung eines Laserstrahls13 wurde über einen definierten Bereich21 die Oberflächenbeschichtung11 entfernt. Anschließend wird das in5 dargestellte Bauteil20 mit zwei weiteren Bauteilen22 ,26 aus Blech über eine Laserschweißnaht25 verbunden, wie dies in6 dargestellt ist. Dazu werden beide flachen Bauteile22 ,26 aus Blech auf das Bauteil20 gelegt, so dass sich eine Mehrblechanordnung ergibt, wobei die drei Bauteile20 ,22 ,26 so aufeinandergelegt werden, dass die jeweiligen Zinkschichten11 beziehungsweise24 aufeinanderliegen. Wie6 zeigt liegen dabei diejenigen Bereiche, in denen zuvor die Zinkschicht11 beziehungsweise24 entfernt wurde übereinander. Es wird nun eine sogenannte I-Naht25 durch Laserstrahlschweißen vorgesehen, wobei sich die im Stoßbereich zwischen den beiden Bauteilen22 ,26 angebrachte Schweißnaht25 bis in den Werkstoff des darunter liegenden, den Stoß überlappenden Blechs20 erstreckt. Da zuvor die Zinkschichten11 ,24 entfernt wurden, wird eine gute Schweißnaht25 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 Blechteil27 mit einer Oberflächenbeschichtung28 . Wie bei den zuvor genannten Varianten wurde die Oberflächenbeschichtung28 , die mehrschichtig sein kann und aus unterschiedlichen Einzelschichten bestehen kann, in einem vorgesehenen Fügebereich29 entfernt. Anschließend erfolgt in diesem dann unbeschichteten Fügebereich29 ein Bolzenschweißvorgang, bei dem der Schweißbolzen30 mit seiner Stirnfläche31 auf die unbeschichtete Fügefläche32 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 gemäß8 sind zwei miteinander zu verbindende Bleche33 ,34 dargestellt, bei denen in einem Fügebereich eine Oberflächenbeschichtung35 entfernt wurde mittels Laserstrahlung. Anschließend erfolgt eine Widerstandspunktschweißung beispielsweise mittels einer Punktschweißzange, von der in8 nur schematisch die beiden Elektroden36 ,37 dargestellt sind. In dem aufeinanderliegenden Bereich werden die beiden Bleche33 ,34 durch Wärme und Druck miteinander verbunden, wobei dieser Fügebereich (Schweißpunkt) in der schematischen Skizze gemäß8 mit dem Bezugszeichen38 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)
- 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. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine organische Oberflächenbeschichtung (
12 ) entfernt. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine organische Oberflächenbeschichtung (
12 ) abträgt, die ein Epoxidharz umfasst. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung der Oberflächenschicht (
11 ,12 ) vor einem Lötprozess erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine anorganische Oberflächenschicht (
11 ) abträgt. - Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine Zinkschicht oder eine zinkhaltige Schicht abträgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenschicht (
11 ) abgetragen wird, bevor ein Laserstrahlschweißvorgang erfolgt. - 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.
- 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. - 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. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, dessen Oberflächenschicht entfernt wurde mittels Laserstrahlung mit einem weiteren Bauteil verschweißt wird.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahlschweißvorgang ohne oder unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffes, insbesondere von Schweißdraht, Schweißpulver oder dergleichen erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses bei oberflächenbeschichteten Karosseriebauteilen angewandt wird.
- 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.
- 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.
- 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.
- Karosseriebauteil, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens teilweise nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis
16 bearbeitet wurde. - 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. - Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügevorgang wenigstens einen Lötschritt und/oder einen Schweißvorgang, vorzugsweise ein Laserlöten, Laserstrahlschweißen, Widerstandspunktschweißen oder Bolzenschweißen umfasst.
- Karosseriebauteil, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mindestens teilweise nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19 gefügt wurde.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10315976A DE10315976A1 (de) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10315976A DE10315976A1 (de) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10315976A1 true DE10315976A1 (de) | 2004-10-21 |
Family
ID=33016209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10315976A Ceased DE10315976A1 (de) | 2003-04-08 | 2003-04-08 | Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10315976A1 (de) |
Cited By (12)
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)
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 |
-
2003
- 2003-04-08 DE DE10315976A patent/DE10315976A1/de not_active Ceased
Patent Citations (13)
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)
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 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69122485T2 (de) | Verfahren zum schweissen von metallen aus verschiedenen sorten mittels lasers | |
DE10315976A1 (de) | Verfahren zum Vorbereiten des Fügebereichs eines beschichteten Werkstücks | |
EP2687318A1 (de) | Verfahren zum Fügen zweier Bauteile mittels eines Schweissprozesses unter Verwendung eines Zwischenteils ; Vorrichtung zur Durchfürung dieses Verfahrens | |
EP3124162B1 (de) | Verfahren zum herstellen von überlappungsstossschweissverbindungen und überlappungsstossschweissverbindung | |
WO2005118211A1 (de) | Verfahren zur verbindung von fügeteilen durch hartlöten oder schweissen sowie einlage zu dessen durchführung | |
EP1534464B1 (de) | Verfahren zur laserbearbeitung beschichteter bleche | |
DE10326870B3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Getriebeschaltelements aus Metall | |
EP1883491B1 (de) | Bauteil mit einem einen vorsprung aufweisenden schweissbuckel | |
DE102013010560B4 (de) | Verfahren zum Fügen von Werkstücken aus zinkhaltigen Kupferlegierungen und Fügeteil | |
DE102004005358B4 (de) | Verfahren zur Laserbearbeitung beschichteter Bleche und beschichtetes Blech | |
DE69202224T2 (de) | Verfahren zum Laserstrahlschweissen von beschichteten Bleche. | |
DE102011118278B4 (de) | Laserschweißverfahren | |
DE102019215050B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Laserlötverbindung zwischen beschichteten Stahlblechbauteilen | |
DE112006001196B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Fügen von Werkstoffen mit hochschmelzenden oxidbehafteten Oberflächen | |
DE102021207348B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer stoffschlüssigen Lötverbindung | |
EP4313472B1 (de) | Verfahren zum laserschweissen | |
WO2020025248A1 (de) | VERFAHREN ZUM SCHWEIßEN EINES VERZINKTEN KRAFTFAHRZEUGBAUTEILS | |
DE10322449B3 (de) | Verfahren zum Laserschweissen beschichteter Platten | |
DE102019211646B4 (de) | Prozessanordnung und Lötverbindung aus zwei Blechteilen | |
DE102007058568B4 (de) | Verfahren zum defektfreien Schweißen metallischer Bauteile mit Elektronen- oder Laserstrahl | |
DE102004008108A1 (de) | Überlappstoß zum Schweißen von beschichteten Werkstücken | |
DE10237796B3 (de) | Verfahren zum Besäumen eines Blechteils | |
DE102017202671A1 (de) | Verfahren zum Verschweißen zweier Blechbauteile und Bauteilverbund | |
DE102024001661A1 (de) | Stahlbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE3708615C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |