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KR102092038B1 - 프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법 - Google Patents

프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법 Download PDF

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KR102092038B1
KR102092038B1 KR1020147026477A KR20147026477A KR102092038B1 KR 102092038 B1 KR102092038 B1 KR 102092038B1 KR 1020147026477 A KR1020147026477 A KR 1020147026477A KR 20147026477 A KR20147026477 A KR 20147026477A KR 102092038 B1 KR102092038 B1 KR 102092038B1
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stitch
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이고르 하쉬케
마이눌프 힌츠
아르베트 킬리안
슈테펜 발터
죄렌 쉬비
토르게 함머
Original Assignee
스캔소닉 엠아이 게엠베하
폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 스티치 용접(5)가 레이져 용접에 의해 금속 시트들의 플런트 표면들 상에(바람직하게는 플랜지 상에) 생산될 수 있게 하는 방법에 관한 것이다. 스티치 용접 이음부를 생산하기 위해서, 후속하는 단계들이 순환적으로 반복된다: 생산될 스티치 용접 이음부의 프런트부의 영역 내에 결합되는 부분(1, 2)을 전열처리하고; 상대적으로 낮은 최종 용접 속도로 짧은 스티치 용접 단면을 생산하고; 및 스티치 용접 없이 단면을 생산하여, 이에 의해 중간 공간(9)이 이웃하는 스티치 용접 단면(7)들 사이에서 형성된다. 중간 공간(9)들 및 스티치 용접 단면(9)들의 길이(6, 8)들의 비는 스티치 용접 이음부(5)의 높은 품질이 달성되는 이러한 범위 내에서 탈가스가 달성되는 방식으로 선택된다. 이 방법은 자동차/차체 구조에 빈번하게 사용되는 타입의 아연도금되고, 열-처리된 강철 시트들 사이에서 용접 조인트를 생산하는 것에 대해 특히 적합하다.

Description

프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법 {METHOD FOR STITCH-WELDING A FRONT FLANGE JOINT}
본 발명은 금속 시트들의 전면부들, 바람직하게는 레이저 용접에 의해 2개 이상의 금속 시트들(결합 파트너들)로 형성된 플랜지들(다시 말해서 2개 이상의 금속 시트들을 결합(join)하는 역할을 하는 오버랩 조인트들)상에 스티치 용접부들이 생산될 수 있는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 종종 자동차 차체 구조물에 사용되는 것처럼 아연도금되고 열처리된 강철 시트들 사이에 용접된 조인트들을 생산하기에 특히 적합하다.
자동차 제작/자동차 차체 구조물에 있어서, 예를 들어 도어 진입 개구(door entry opening), 도어들 상에 또는 구성 요소 테두리들에 따라 발생하는 플랜지들(아연도금된 강철 시트들)은 보통 아이-용접(I-welds) 또는 필렛 용접(fillet welds)에 의해 용접된다.
자동차 차체 구조물에 있어 통상적인 아연도금된 금속 시트들을 사용할 때, 플랜지[오버랩 조인트(overlap joint)]에서 아이-용접의 품질은 아연 시트들의 용접 동안 발생하는 아연(zinc)의 가스 방출 때문에 종종 상대적으로 높은 요구들을 만족시키지 못한다. 접합 횡- 단면은 제한되고, 용접 투과 깊이는 (특히 다중 시트들을 결합할 때) 재현하는 것이 어려우며, 이음부는 전-투과 용접(full-penentration welding), 용융물의 드라이빙-아웃(driving-out of melt) 또는 불충분한 깊은 접합과 같은 결함들을 초래한다. 아연 탈가스(zinc degassing)을 돕는 방안들이 추가적으로 요구되며, 이것은 추가적인 비용들과 연관된다. 용접 이음부들은 표면상 완벽해 보일 수 있으나 그럼에도 불구하고 여전히 결점이 있을 수 있기 때문에, (용접 이음부의) 접합 결함들은 파괴가 일어남 없이는 실제로 검출될 수 없는 것이 또한 불리하다.
(아연 증기의) 탈가스(degassing)에 대한 개선된 가능성 때문에, 플랜지들 상의 필렛 용접은 더 양호한 품질로 생산될 수 있다; 이러한 경우에 있어서 (결합하는 파트너들의) 이음부 접합은 또한 광학적으로 검사될 수 있다. 그러나, 보통 (구성 요소의) 오버랩 조인트에 대한 레이저 스팟(lasor spot)의 불충분한 위치 조정 정확도 때문에, 복잡한 이음부 트랙킹 시스템들은 반드시 사용되어야 한다. 또한, 접합 횡-단면은 톱 시트(top sheet)의 재료 두께를 넘어 증가될 수 없어, 접합 횡단면을 증가시키기 위해 많은 적용들에서 추가적인 재료들이 필요하다. 필렛 이음부가 용접될 위치에 처리 레이져(processing laser)가 접근 가능하게 하기 위해서, 상대적으로 큰 플랜지 크기가 요구하는데, 이는 일반적으로 차량 생산시 추구되는 무게 절감(연료 절약)과 상충된다는 점에서, 이는 또한 불리하다.
종래 기술은 금속 시트들(금속 시트들로부터 형성된 플랜지들/ 오버랩 조인트들)의 프런트 용접에 대한 방법들과 장치들을 설명하는 해결책들을 개시한다.
예를 들면, WO 2011/147891 A1에서는 (금속 차체 시트들로 형성된) 오버랩 조인트들(overlap joints) 상에서 프런트 용접 이음부들(front weld seams)을 생산하는 장치가 설명되며, 이 장치는 광학적 이음부 트랙킹을 위한 장치 및 부수적인 클램핑 수단들(clamping means)을 가진다. 결합 파트너들의 타겟형 열-처리 및 공정-엔지니어링 처리를 위한 장치는 설명되지 않아서, 최적 탈가스나 또는 열처리된(경화된) 금속 시트들의 용접은 이음부 영역 내에 연화된 금속 시트들 없이 이 장치만으로는 가능하지 않다.
DE 10 2006 030 060 A1은 메탈 시트들, 특히 고-강도 재료들의 시트들을 포함하는 플랜지들의 프런트 용접에 대한 방법을 설명하며, 여기서 플랜지의 전체의 프런트 면이 용융된다. 접합 횡-단면은 플랜지들의 프런트 표면적에 의해 필히 제한된다. 이 방법은 단지 임의의 플랜지의 프런트 용접에 대해 사용될 수 없는데, 바람직한 용융 배스 품질(melt bath quantity)이 오직 플랜지들의 한정된 오버행(overhang) 위에서 달성되기 때문이다. 게다가, 시트들의 오버행 내에서 차이는 매우 엄격한 공차들의 영향을 받는데, 이는 용융물 부피가 이 차이에 직접적으로 의존하기 때문이다. 이러한 경우에 있어서, 고려할만한 투자는 절단(cutting) 및 위치조정을 위한 툴들(tools)에 대해 이루어져야 한다.
US 2004/01188181 A1은 두 개의 강철 시트들을 함께 용접하는 방법을 설명하며, 이 방법에 있어서 시트들 중 하나가 용융없이 소성 변형되도록 시트들은 생산될 용접 이음부의 영역 내에서 제 1 레이져에 의해 가열된다. 제 2 레이져는 실제의 용접 공정을 실시한다. 이 방법은 이에 의해 두 개의 시트들이 용접 공정 동안 한정된 탈가스 갭(defined degassing gap)을 갖는 상황을 달성한다고 주장한다. 멀티-초점 렌즈들을 사용하여 실시되는 멀티-시트 조인트들의 프런트 용접이 또한 설명되며, 그 결과로써 동시에 두 개 또는 그 초과의 용접 이음부들을 생산하는 것이 가능하다. 이 방법의 하나의 단점은 멀티플 스팟들(multiple spots) 사이에서 사용가능한 레이져 파워의 분열(splitting)이다. 이러한 경우에 있어서 광학적인 요소들 상의 세기들(intensities)은 매우 높은데, 왜냐하면 광학적인 요소들 상의 조사 영역이 매우 작기 때문이며, 이것은 증가되는 초점 이동으로 이어진다.
JP 2005199827 A는 코너 용접들 및 맞대기 용접들을 생산하기 위한 용접 방법 설명하며, 이에 있어서 YAG 레이져(YAG laser)는 생산될 용접 이음부를 따라 안내되며, 이 때 반도체 레이져(semiconductor laser)는 한정된 공간 거리에서 이후에 후속하며, 반도체 레이져는 YAG 레이져보다 덜 초점이 맞춰진다. 이러한 방식에 있어서, 키홀형 횡단면적을 갖춘 용접 이음부들이 생산된다고 주장한다. 두 개의 레이져 소스들 및 두 개의 레이져 광학기기들의 사용은 시스템의 이용가능성의 관점에서 및 투자 비용들의 관점에서 불리하다.
본 발명에 의해 언급되는 문제는 스티치 용접 이음부들이 레이져 용접에 의해 임의 형상의 플랜지들의 프런트 면(오버랩 조인트들)에 적용될 수 있게 하는 방법을 찾는 것이다. 이 방법을 이용하여, 취지는 최적 미세구조에 의해 높은 이음부 강도들을 달성하는 것이며, 여기서 열-처리된 시트들을 용접하는 경우에 있어서, 스티치 용접 이음부의 열-영향을 받는 영역 내에서 시트들의 열적 연화가 또한 최소화가 될 수 있다.
본 발명에 의해 언급되는 문제는 제 1 청구항의 특징들에 의해 해결될 수 있다. 본 발명의 더 유리한 실시예들은 제 2 내지 제 15 청구항들로부터 자명하다.
두 개 이상의 결합 파트너들을 포함하는 프런트 플랜지 조인트를 스티치-용접하는 방법에 있어서, 레이져 용접에 의해 용접 공정 동안 진행의 주된 방향으로(대략 용접될 이음부의 방향으로)의 처리 레이져의 연속 진행 속도는 용접 장치에 의해 한정된다.
본 발명에 따라, 이 방법을 실시하기 위해 용접 장치의 연속 진행에 대해 독립적으로 레이져 빔을 (동적으로) 이동할 수 있고, 레이저 빔의 초점을 변경할 수 있고/변경할 수 있거나 (중첩되고, 동기화된 파워 변조를 실시할 수 있는)레이져 빔의 파워를 변화시킬 수 있는 빔 작용 장치(beam influencing device)에 대한 사용이 이루어진다.
스티치 용접 이음부의 생산 동안, 후속 단계들이 다수의 시간에 차례로 (순환적으로 반복하는 형식으로) 수행된다.
제 1 단계에 있어서, 결합 파트너들은 (생산될 이음부의 프런트의 영역 내에서) 예비-열처리된다. 이를 위하여, 빔 작용 장치는 용접 장치의 (진행의 주 방향으로) 연속 진행 속도에, 생산될 이음부의 방향으로의 (레이져 빔의) 속도를 일시적으로 중첩시킨다. 결합 파트너들의 예비-열처리는 예를 들어 이의 열용량들 및 열전도성들과 같은 이의 야금학적 (열적) 특성들에 맞춘 방식으로 보통 수행된다.
(용접용) 다음 단계에 있어서, 상대적으로 짧은 스티치 용접 이음부(이후: 스티치)는 상대적으로 낮은 최종 용접 속도(resulting welding speed)에서 생산된다. 보통, 최종 진행 속도의 감소를 달성하기 위해, 빔 작용 장치는 빔 작용 장치에 의해 한정된 연속 속도에 (생산될 스티치 용접 이음부의 방향에 반대인) 반대 방향의 속도를 중첩시킨다. 최종 진행 속도를 감소시킴에 의해, 레이져 파워와 진행 속도에 대한 비로서 정의되는 단위 길이당 에너지는 각각의 스티치들의 용접 동안 증가된다.
스티치의 생산은 (용접 이음부 없이 단면을 생산하는) 이웃하는 스티치들 사이의 중간 공간이 형성되는 단계가 후속된다. 중간 공간들과 스티치들의 길이들의 비는 각각의 스티치들에서 용접 이음부의 양호한(적어도 충분한) 탈가스 및 따라서 양호한(적어도 충분한) 이음부 접합이 달성되는 방식으로 선택된다. 종종 자동차 몸체 구조물에 사용되는 것처럼 아연도금된 강철 시트들을 사용할 때, 탈가스는 특히 중요한 역할을 하는데, 이는 아연층이 용접 공정 동안 증발하고 (만약 불충분한 탈가스가 이루어진다면) 최종 소위 아연 가스방출이 낮은 이음부 품질(접합 결함들)의 용접 이음부들로 종종 이어지기 때문이다.
빔 작용 장치가 일시적으로 용접 장치의 연속적으로 진행 속도에 생산될 스티치 용접 이음부의 방향의 반대의 속도를 중첩시킴으로, 스티치 용접 이음부을 생산하는 단계 후, 결합 파트너들은 생산된 스티치 용접 이음부의 영역 내에서 2차로(전-처리된) 선택으로 처리된다.
생산된 스티치 용접 이음부의 후-처리는 스티치 용접 이음부가 후-용접되는(2차 용접되는) 것으로 구성되어 있으며, 그 결과로써 한편으로 용접 이음부의 용융물이 플랜지 내부로 더 깊이 침투한다. 다른 한편으로, 열은 2차로 적용되고 이것은 마텐자이트 미세조직 및 냉각 거동 상에 긍정적인 효과를 가진다. 이것은 열-처리된 (고-강도) 강철들을 용접할 때 특히 유리한데, 이는 이러한 강철들이 추가적인 열 투입 없이 용접될 때 부서지기 쉽고 깨지기 쉬운 이음부들이 얻어질 수 있기 때문이다.
대안으로서, 생산된 용접 이음부의 후-처리는 중간 공간의 가스 방출/생산 후, 결합 파트너들 및/또는 생산된 스티치가 단지 후-열처리되는 (후-용접이 아닌) 것과 처리 레이져가 갓 생산된 스티치 주변의 영역에 열을 공급하는 것으로 또한 구성될 수 있다. 후-가열은 재료의 응력들을 감소시키며, 용접 공정에 의해 생기게 된 열-처리된 강철로 만들어진 결합 파트너들에 대한 열적 변화들을 전체 또는 부분적으로 역전시키는 역할을 한다.
스티치 용접 단면들의 생산 동안, 두 개 이상의 결합 파트너들의 모서리들은 (대부분) 동일 평면상에 배열되지만, 그러나 이것은 절대적으로 필요한 것은 아니다. 레이져 빔은 바람직하게는 플랜지 평면 및 플랜지 프로파일에 평행하게 이어지나, 직각인 용접 위치로부터의 고려할만한 편차들이 실제 제품들에 대한 접근성 이슈 때문에 발생한다. YZ 평면에서 ± 10°및 XZ 평면에서 ± 30°정도의 통상적인 크기들은 받아들일 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 30 mmm 보다 작은(바람직하게는 10 mm 보다 작은) 길이를 갖는 스티치들 및 스티치 용접 단면들 사이의 1 mm 보다 큰 중간 공간들이 생산되며, 여기서 스티치의 이음부 용접 단면들의 이음부 길이에 대한 이음부 깊이의 비는 5분의 1 이상(바람직하게는 3분의 1이상) 이다.
한 유리한 변형에 있어서, (적어도) 하나의 스티치를 생산하는 동안, 빔 작용 장치는 용접 장치의 연속 진행 속도에, 생산될 스티치 용접 이음부의 방향으로 및 반대 방향 사이에서 전환되는 레이져 빔의 이동 속도를 중첩시킨다. 이러한 방식에 있어서, (레이져 빔에 의한) 해당 스티치에 대한 멀티플 스위핑(multiple sweeping)이 달성된다.
게다가, 스티치의 용접 동안 및 예비-가열 및 후-가열 동안, 빔 작용 장치는 용접 장치의 연속 진행 속도 상에 진행 방향에 횡방향의 속도를 적어도 일시적으로 중첩할 수 있다. 두 개의 스캐너들의 동기화된 운동에 의해, 유리한 스팟 운동들이 따라서 생산될 수 있다. 또한, 추가적인 자유도가 처리 레이져의 초점 평면을 변화하는 것에 의해 이용가능하다; 이러한 경우에 있어서, 조인트 평면 내의 레이져 빔의 스팟 사이즈는 확대될 수 있고/확대될 수 있거나 처리 레이져의 파워가 조정될 수 있다.
상기에 언급된 대책들에 의해, 스티치의 생산 동안 단위 길이당 최종 에너지는 스티치의 제조 동안 조정될 수 있으며 국부적인 열 투입은 예비-가열 및 후-가열 동안 조정될 수 있다.
측선 방향의 연속 진행 속도에 중첩되는 중첩의 커브 모양은 바람직하게는 주기적인 프로파일, 즉 사인 곡선적인, 사각파 또는 톱니-같은 프로파일을 가진다.
본 발명에 따른 방법을 이용하여, 탈가스를 위한 충분한 가능성들을 제공하는 것에 의해, 높은 수준의 공정 신뢰성이 달성되고, 다시 말해서 재현가능한 높은 이음부 품질(이음부 결합)의 용접 이음부들이 생산된다.
단위 길이당 에너지의 특정한 조정에 대한 가능성에 의해, 적합한 접합 깊이들/적합한 횡단면들은 각각의 스티치들 내에서 생산될 수 있다.
예비-가열, 용접 (스티치 용접 단면들의 용접하는 것) 및 선택적인 후-열처리의 단계들을 조화(coordinating)시키는 것에 의해, 처리하는 속도는 증가될 수 있다.
단위 길이당 에너지의 순환적인 변화 및 후-용접/후-가열에 대한 가능성 때문에, 열-처리된 강들로 만들어진 결합 파트너들은 레이져 용접 동안 특정 열적 작용을 받을 수 있으며, 그 결과로써 열-영향존들의 경화 면적들은 크게 회피되고 신뢰할만한 용접 존의 미세조직이 달성된다.
이 방법이 자동차 차체 제조에 사용될 때, 스티치 용접 이음부들의 유리한 설치 때문에 개선된 충돌 거동[균열 에너지(crack energy)의 증가, 지퍼-형 파단들(zip-like ruptures)의 회피]이 달성된다.
생산되는 용접 이음부들의 품질을 체크하기 위해서, 생산된 용접 이음부의 품질을 체크하는 역할을 하는 센서 시스템을 갖춘(설치된) 장치 또는 용접 공정을 제어하는데 직접적으로 사용되는 데이터를 갖춘 장치 중 하나를 사용하는 것이 유리하다.
따라서 예를 들어 기하학적인 측정에 의해 임의의 이음부가 조금이라도 존재하는지에 대해 후속적으로 결정하는 것이 가능하다. 서모그래피(thermography)에 의해, 용접이 수행되었는지 확인하기 위해 공정 빛을 계측함에 의해서나 또는 키홀 관찰을 통해 체크가 실시될 수 있다.
이음부 길이는 삼각 측량 방법에 의해 또는 공지된 진행의 비에서 시간에 따른 공정 광의 측정에 의해 체크될 수 있다.
마지막으로, 이음부의 품질은 공정 방출물 측정에 의해 검출될 수 있고, 용접 공정에 의한 두 개 이상의 결합 파트너들의 열적 작용을 계측하기 위해 열적 이미지의 측정이 수행될 수 있다.
본 발명은 아래에서 실시예들에 대한 두 개의 예들을 기초로 하여 더 자세하게 설명될 것이다.
이를 위하여, 도면들에 있어서:
도 1은 결합 파트너들로서 두 개의 시트들 및 프런트 스티치 용접 이음부을 포함하는 플랜지를 3차원 도면으로 도시한다.
도 2는 결합 파트너들로서 세 개의 시트들 및 두 개의 프런트 스티치 용접 이음부들을 포함하는 플랜지를 측단면도로 도시한다.
도 3은 결합 파트너들로서 세 개의 시트들 및 두 개의 프런트 스티치 용접 이음부들을 포함하는 플랜지를 평면도로 도시한다.
도 1은 플랜지(3)을 형성하기 위해 구부려지고, 클램핑 장치(도시되지 않음)에 의해 함께 가압되며, 그 결과로써 플랜지 영역 내의 두 개의 표면적들 사이에서 형성된 갭(4)이 작게 유지되는 제 1 시트(1) 및 제 2 시트(2)를 도시한다. 두 개의 시트(1, 2)들(결합 파트너들)은 프런트 스티치 용접 이음부(5)에 의해 서로 결합된다. 생산될 스티치 용접 이음부의 방향으로 연장하는 [스티치 용접 이음부의 방향(X방향)으로 이어지는]스티치 용접 섹션(7)들의 길이(6)는 대략 7 mm이며, 이웃하는 스티치 용접 섹션(7)들 사이의 중간 공간(9)의 길이(8)는 1 mm이다. 이음부 길이(6)와 이음부 깊이(10) 사이의 종횡비는 3분의 1이다.
스티치 용접 이음부(5)의 생산동안, 단위 길이당 에너지는 [빔 영향을 끼치는 장치에 의해(도시되지 않음)] 조정되며, 필요하다면, 횡 방향(Y 방향은 X 방향에 수직이고, 시트(1, 2)들의 프런트 면들에 의해 형성된 조인트 평면(11)으로 이어진다)으로 레이져 처리 빔의 진동 편향에 의해서 및/또는 (X 방향 및 Y 방향 모두에 수직하게 이어지는)Z 방향으로 초점면을 변화시키는 것에 의한 레이져의 스팟 사이즈의 변화에 의해 및/또는 레이져 파워를 변화시키는 것에 의해 조정된다.
도 2는 플랜지 상의 프런트 스티치 용접 이음부(5)을 도시하며, 도 2에 있어서 제 3 시트(12)는 두 개의 시트(1, 2)들 사이에 배열된다. 스티치들은 그렇게 형성된 두 개의 갭(4)들 상에서 교대 유형(도 3)으로 용접된다.
1: 제 1 시트/제 1 결합 파트너
2: 제 2 시트/제 2 결합 파트너
3: 플랜지
4: 갭
5: 스티치 용접 이음부
6: 스티치의 길이
7: 스티치 용접 섹션, 스티치
8: 중간 공간의 길이
9: 중간 공간
10: 이음부 깊이
11: 조인트 평면
12: 제 3 시트/제 3 결합 파트너

Claims (15)

  1. 레이저 빔에 의한 레이저 용접에 의해 적어도 두개의 결합 파트너들(1, 2)을 포함하는 프런트 플랜지 조인트를 스티치-용접하는 방법으로서,
    상기 레이저 용접은 용접 장치에 의해 수행되고, 상기 용접 장치는, 상기 레이저 빔이 상기 용접 장치의 진행에 독립적으로 이동될 수 있게 하는, 처리 광학계 및 빔 작용 장치를 포함하고, 스티치-용접하는 방법의 용접 공정 동안 진행의 주요(main) 방향으로의 처리 광학계의 연속 진행 속도는 용접 장치에 의해 규정되고, 상기 방법은 스티치 용접 이음부(5)의 생산 동안 주기적으로 반복되는 다음 단계들:
    스티치 용접 이음부(5)의 짧은 스티치 용접 섹션(section)(7)이 후속하여 생산될 영역에서 결합 파트너(1, 2)들을 예비-열처리하는 단계이며, 상기 빔 작용 장치가 진행의 주요 방향으로의 용접 장치의 연속 진행 속도에, 레이저 빔을 움직임으로써, 생산될 스티치 용접 이음부(5) 방향의 레이저 빔의 이동 속도를 중첩(superpose)시키는 것인, 단계;
    최종 용접 속도를 감소시키는 단계이며, 감소된 최종 용접 속도는 용접 장치의 연속 진행 속도 및 빔 작용 장치에 의해 규정되는 용접 장치에 대한 레이저 빔의 이동 속도의 중첩으로 구성되는 것인, 단계;
    상기 감소된 최종 용접 속도에서 짧은 스티치 용접 섹션(7)을 생산하는 단계;
    용접 이음부를 형성함 없이 진행의 주요 방향으로 상기 프런트 플랜지 조인트의 하나의 섹션 위로 용접 장치를 이동시킴으로써, 각각의 경우에 있어서 이웃하는 스티치 용접 섹션들 사이에 중간 공간(9)을 형성하는 단계이며, 30 mm 보다 작은 길이를 가지는 스티치 용접 섹션(7)들 및 스티지 용접 섹션(7)들의 사이에서 1 mm 보다 더 큰 길이를 가지는 중간 공간(9)들이 생산되는 것인, 단계;를 포함하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    짧은 스티지 용접 섹션(7)을 형성하는 단계 후에, 빔 작용 장치가 용접 장치의 연속 진행 속도에, 생산될 스티치 용접 이음부(5)의 방향과 반대되는 방향으로 레이져 빔의 이동 속도를 중첩시키는 것에 의해, 결합 파트너(1, 2)들이 생산될 상기 짧은 스티지 용접 섹션(7)의 영역에서 2 차로 가열되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    10 mm 보다 더 작은 길이를 가지는 스티치 용접 섹션(7)들이 생산되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    스티치 용접 섹션(7)들은 이음부 길이에 대한 이음부 깊이(10)의 비가 5분의 1보다 더 크도록 생산되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나 이상의 스티치 용접 섹션(7)의 적어도 일부분을 생산하는 동안, 빔 작용 장치는 용접 장치의 연속 진행 속도에 생산될 스티치 용접 이음부(5)의 방향으로 및 반대 방향 사이에서 전환되는 레이져 빔의 이동 속도를 중첩시키는 것의 결과로써, 해당 스티치 용접 섹션(7)의 부분의 복수 회의 주사(multiple sweeping)가 달성되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    빔 작용 장치는 용접 장치의 연속 진행 속도에, 한편으로 생산될 스티치 용접 이음부(5)의 방향에 수직하게 이어지고 다른 한편으로 플랜지(3)을 형성하는 결합 파트너(1, 2)들의 전면들에 의해 규정되는 조인트 평면(11) 내에 이어지는 횡 방향의 레이저 빔의 이동 속도를 중첩시키는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    빔 작용 장치에 의해 레이져 빔의 초점 평면이 변화되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    레이져 빔의 파워가 빔 작용 장치에 의해 변화되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 횡 방향의 레이저 빔의 중첩된 이동 속도가 주기적으로 변하는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 횡 방향의 레이저 빔의 이동 속도의 중첩이 사인 곡선의, 사각-파 또는 톱니-형 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    두 개 이상의 결합 파트너(1, 2)들의 예비-열처리는 각각의 경우에 있어서 이의 야금 특성들에 맞게 행해지는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    생산된 스티치 용접 이음부(5)의 품질을 체크하는 역할을 하는 센서 시스템을 사용하여, 용접이 실시되었는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    생산된 스티치 용접 이음부(5)의 품질을 체크하는 역할을 하는 센서 시스템을 사용하여, 스티치 용접 섹션(7)들 또는 전체의 스티치 용접 이음부(5)의 길이가 삼각 측정 방법들에 의해 또는 진행 속도가 알려진 경우 시간에 따른 공정 방출물(emission)에 관한 값을 산출하는 것에 의해 체크되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    스티치 용접 이음부(5)의 품질은 공정 방출물에 관한 값을 산출하는 것에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    용접 공정을 추가적으로 제어하는 것에 그 데이터가 사용되는 센서 시스템을 사용하여, 용접 공정에 의한 두 개 이상의 결합 파트너(1, 2)들의 열적 작용을 계측하기 위해 열적 이미지의 평가가 실시되는 것을 특징으로 하는,
    프런트 플랜지 조인트 스티치-용접 방법.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2818272B1 (de) * 2013-06-28 2018-12-26 TI Automotive (Heidelberg) GmbH Schweissverfahren zur Vermeidung von Rissen
DE102014017921B4 (de) * 2014-12-04 2017-10-12 Audi Ag Bauteilanordnung sowie Verfahren zur Herstellung der Bauteilanordnung
US10195688B2 (en) 2015-01-05 2019-02-05 Johnson Controls Technology Company Laser welding system for a battery module
DE102015106339B4 (de) * 2015-04-24 2017-02-23 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zum stirnseitigen Laserschweißen der Stöße von zwei aneinandergrenzend gehaltenen Fügeflanschen
JP6617443B2 (ja) * 2015-06-22 2019-12-11 マツダ株式会社 金属部材の溶接方法
BR112018002774A2 (pt) * 2015-09-16 2018-10-09 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation método de soldagem sobreposta de chapa de aço e junção de soldagem por sobreposição
JP6428542B2 (ja) * 2015-09-16 2018-11-28 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池の製造方法
CN105507425A (zh) * 2016-01-07 2016-04-20 上海中建八局装饰有限责任公司 一种裙楼钢肋板及其加工方法
EP3216552B1 (en) * 2016-03-09 2018-12-12 NGK Spark Plug Co., Ltd. Laser welding methods, method of manufacturing a welded body, method of manufacturing electrode for spark plug, and method of manufacturing spark plug based on such laser welding methods
DE102016205349A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Bauteilanordnung und Verfahren zum Laserstrahlschweißen
CN106141434A (zh) * 2016-07-28 2016-11-23 昆山邦泰汽车零部件制造有限公司 一种汽车金属件拼焊方法
DE102017201495A1 (de) * 2017-01-31 2018-08-02 Robert Bosch Gmbh Laserschweißverfahren zum Erzeugen einer Schweißnaht auf einer Oberfläche einer Materialanordnung; Laserschweißvorrichtung
JP6935484B2 (ja) * 2017-03-03 2021-09-15 古河電気工業株式会社 溶接方法および溶接装置
DE102017105900A1 (de) * 2017-03-20 2018-09-20 Kirchhoff Automotive Deutschland Gmbh Verfahren zum stirnseitigen Laserschweißen
JP6819479B2 (ja) * 2017-06-21 2021-01-27 トヨタ自動車株式会社 金属部材及びその製造方法
EP3466601B1 (en) * 2017-10-04 2024-06-12 Saint-Gobain Ecophon AB Method for manufacturing of a profile member
CN107813094B (zh) * 2017-11-03 2019-12-03 河南卫华重型机械股份有限公司 一种柔性构件装配装置
US10703240B2 (en) * 2018-06-27 2020-07-07 Tesla, Inc. Reduced-component vehicle seatback
JP6583657B1 (ja) * 2019-03-28 2019-10-02 Ｊｆｅスチール株式会社 重ねレーザ溶接継手とその製造方法および自動車車体用構造部材
DE102020216092A1 (de) * 2020-12-17 2022-06-23 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung einer Fügeverbindung und entsprechend verbundene Blechwerkstücke
DE102020216393A1 (de) * 2020-12-21 2022-06-23 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und System zum Laserschweißen einer Vielzahl von Folien
JP7558885B2 (ja) * 2021-05-12 2024-10-01 日本発條株式会社 レーザ溶接装置と、レーザ溶接方法
CN113172341B (zh) * 2021-06-07 2022-11-11 中创新航技术研究院(江苏)有限公司 电池盖板的焊接方法
DE102021118593A1 (de) * 2021-07-19 2023-01-19 Trumpf Laser Gmbh Verfahren zum Fügen mindestens zweier Fügepartner
CN114309941B (zh) * 2022-01-13 2024-08-23 上海蓝魂环保科技有限公司 一种金属薄板结构卷边焊接施工组合工具及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002160083A (ja) 2000-11-29 2002-06-04 Nippon Steel Corp 亜鉛めっき鋼板の重ねレーザー溶接方法
JP2004306057A (ja) 2003-04-03 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd レーザ溶接装置
JP2009148781A (ja) 2007-12-19 2009-07-09 Mazda Motor Corp レーザ溶接方法
WO2011147891A1 (de) 2010-05-28 2011-12-01 Scansonic Mi Gmbh Verfahren und vorrichtung zum laserfügen von blechteilen

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8824213D0 (en) * 1988-10-15 1988-11-23 Univ Essex Welding of coated metals
JP2629540B2 (ja) * 1992-12-02 1997-07-09 住友金属工業株式会社 複合熱源製管溶接方法
EP1440761B1 (de) * 1995-11-04 2010-08-18 Volkswagen AG Verfahren zum Besäumen eines tiefgezogenen Blechteils
DE10053789B4 (de) * 2000-10-30 2009-11-26 Volkswagen Ag Laserschweißverfahren
FR2823458B1 (fr) * 2001-04-11 2003-08-22 Renault Dispositif ameliore et procede de soudage laser dit bi-passes
FR2823459B1 (fr) * 2001-04-11 2003-08-22 Renault Dispositif ameliore et procede associe de soudage dit bi-passes
AU2002253572A1 (en) * 2001-04-27 2002-11-11 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method and appratus for laser beam welding of overlapping sheets
JP4232024B2 (ja) * 2004-01-13 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 溶接ビード構造及び溶接方法
JP2005199827A (ja) 2004-01-14 2005-07-28 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置
US20080245777A1 (en) * 2004-09-10 2008-10-09 Rolf Cremerius Laser Welding of Hardenable Steel
DE102006030060A1 (de) 2006-06-29 2008-01-03 Volkswagen Ag Verfahren zum stirnseitigen Schweißen von Blechen
US7968817B2 (en) * 2006-10-11 2011-06-28 Greatbatch Ltd. Laser weld process for seam welded electrochemical devices
JP5177745B2 (ja) * 2008-07-18 2013-04-10 富士重工業株式会社 めっき鋼板の重ねレーザ溶接方法及びめっき鋼板の重ねレーザ溶接構造
CN101508058B (zh) * 2009-03-09 2011-04-20 华中科技大学 一种镀锌钢板搭接激光焊接方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002160083A (ja) 2000-11-29 2002-06-04 Nippon Steel Corp 亜鉛めっき鋼板の重ねレーザー溶接方法
JP2004306057A (ja) 2003-04-03 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd レーザ溶接装置
JP2009148781A (ja) 2007-12-19 2009-07-09 Mazda Motor Corp レーザ溶接方法
WO2011147891A1 (de) 2010-05-28 2011-12-01 Scansonic Mi Gmbh Verfahren und vorrichtung zum laserfügen von blechteilen

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