DE102011115079A1 - Device, useful for welding a first component with a second component, comprises mask comprising through hole, clamping element that is arranged and provided to press second component against first component, and unit for forming weld seam - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschweißen eines ersten Bauteiles mit einem zweiten Bauteil, mit einer Maske, die zur Anlage an das erste Bauteil eingerichtet und vorgesehen ist, wobei die Maske zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, einem Spannelement, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu drücken, so dass die beiden Bauteile zwischen der Maske und dem Spannelement eingespannt sind sowie einem Mittel zum Ausbilden einer die beiden Bauteile miteinander verbindenden Schweißnaht, wobei das Mittel dazu eingerichtet und vorgesehen ist zum Ausbilden der Schweißnaht durch die mindestens eine Durchgangsöffnung hindurch auf die beiden Bauteile einzuwirken, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for welding a first component to a second component, with a mask which is set up and provided for abutment with the first component, wherein the mask has at least one passage opening, a clamping element which is adapted and provided for this purpose Press second component against the first component, so that the two components are clamped between the mask and the clamping element and a means for forming a connecting the two components together weld, wherein the means is arranged and provided for forming the weld by the at least a passage opening to act on the two components, according to the preamble of claim 1.
Werden Bauteile mittels eines Lasers miteinander verschweißt, entsteht ohne den Einsatz von Schutzgas eine Oxidschicht auf der Schweißnaht, die vor einer späteren Beschichtung aufwendig entfernt werden muss.If components are welded together by means of a laser, without the use of protective gas, an oxide layer on the weld, which must be removed consuming before a subsequent coating.
Um dies zu verhindern ist im Stand der Technik die lokale Zufuhr sogenannter Schutzgase bekannt. Als Schutzgas wird dabei ein Gas oder Gasgemisch bezeichnet, welches die Aufgabe hat, die Luft der Erdatmosphäre zu verdrängen, vor allem den Sauerstoff der Luft. Die Schutzgase umgeben während des Schweißens die Schweißstelle und verhindern, dass der zur Oxidation notwendige Sauerstoff dorthin gelangt. Als Schutzgase werden beispielsweise Helium, Argon, Stickstoff oder Kohlendioxid verwendet.In order to prevent this, in the prior art the local supply of so-called protective gases is known. As a protective gas while a gas or gas mixture is referred to, which has the task of displacing the air of the earth's atmosphere, especially the oxygen of the air. The protective gases surround the welding point during welding and prevent the oxygen required for oxidation from getting there. As protective gases, for example, helium, argon, nitrogen or carbon dioxide are used.
Es ist bekannt, die Schutzgase durch Röhrchen an die Schweißstelle zu leiten. Eine solche lokale Schutzgaszufuhr zieht jedoch auch immer Nebenluft mit in die Schweißstelle und ist daher nur begrenzt geeignet. Ein weiterer Nachteil dieser Methode besteht darin, dass es beim großräumigen Scannerschweißen nur sehr schwer möglich ist, den gesamten Schweißbereich komplett mit den erwähnten Röhrchen auszustatten, da der dafür zur Verfügung stehende Platz nicht ausreicht bzw. die Steifigkeit der Konstruktion zu groß ist. Um eine ausreichende Wirkung zu entfalten, muss der Schweißbereich jedoch möglichst komplett mit Schutzgas abgedeckt sein.It is known to pass the protective gases through tubes to the weld. However, such a local protective gas supply also always draws secondary air into the weld and is therefore of limited suitability. Another disadvantage of this method is that it is very difficult in the case of large-scale scanner welding to completely equip the entire welding area with the mentioned tubes, since the available space is insufficient or the rigidity of the construction is too great. In order to develop a sufficient effect, however, the welding area must be covered as completely as possible with inert gas.
Hiervon ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, den Schweißbereich möglichst komplett mit Schutzgas abzudecken und die die beschriebenen Nachteile nicht aufweist.On this basis, the object of the present invention is to provide a device which makes it possible to cover the welding area as completely as possible with protective gas and which does not have the disadvantages described.
Dies wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Verschweißen eines ersten Bauteiles mit einem zweiten Bauteil zur Verfügung zu stellen, mit einer Maske, die zur Anlage an das erste Bauteil eingerichtet und vorgesehen ist, wobei die Maske zumindest eine Durchgangsöffnung aufweist, einem Spannelement, das dazu eingerichtet und vorgesehen ist, das zweite Bauteil gegen das erste Bauteil zu drücken, so dass die beiden Bauteile zwischen der Maske und dem Spannelement eingespannt sind sowie einem Mittel zum Ausbilden einer die beiden Bauteile miteinander verbindenden Schweißnaht, wobei das Mittel dazu eingerichtet und vorgesehen ist zum Ausbilden der Schweißnaht durch die mindestens eine Durchgangsöffnung hindurch auf die beiden Bauteile einzuwirken. Erfindungsgemäß bildet die Maske einen Abschnitt eines Bodens eines Schutzgasraumes, in dem das Mittel zum Ausbilden der Schweißnaht angeordnet ist, wobei der Schutzgasraum zur Aufnahme eines Schutzgases eingerichtet und vorgesehen ist.The essential idea of the invention is to provide a device for welding a first component to a second component, with a mask which is set up and provided for abutment with the first component, wherein the mask has at least one passage opening, a clamping element arranged and intended to press the second component against the first component, so that the two components are clamped between the mask and the clamping element and a means for forming a joint connecting the two components together, the means adapted thereto and is provided for forming the weld through the at least one through hole to act on the two components. According to the invention, the mask forms a portion of a bottom of a protective gas space, in which the means for forming the weld is arranged, wherein the inert gas space is set up and provided for receiving a protective gas.
Vorzugsweise ist das Schutzgas schwerer als Luft und/oder ein überwiegend reaktionsträges oder chemisch wenig aktives Gas, insbesondere ein Inertgas. Beispielsweise kann es sich bei dem Schutzgas um Helium, Argon, Stickstoff, Kohlendioxid oder ein geeignetes Gasgemisch handeln.The protective gas is preferably heavier than air and / or a predominantly inert or chemically less active gas, in particular an inert gas. For example, the protective gas may be helium, argon, nitrogen, carbon dioxide or a suitable gas mixture.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Verschweißen um so genanntes Scannerschweißen, wobei das Mittel zum Ausbilden der die beiden Bauteile miteinander verbindenden Schweißnaht als ein Lasersystem mit einer Strahlenablenkoptik, insbesondere einem verkippbaren Spiegelsystem, ausgebildet ist, wobei die Strahlenablenkoptik dazu eingerichtet und vorgesehen ist, einen Laserstrahl durch die mindestens eine Durchgangsöffnung hindurch über mindestens einen Bereich des ersten Bauteils zu führen, um die Schweißnaht auszubilden. Vorzugsweise erfolgt die Führung des Laserstrahls über bewegliche Spiegel. Durch die Winkeländerungen der Spiegel wird der Laserstrahl geführt. Vorteilhaft kann die Scanneroptik in Verbindung mit einem Roboter während des Schweißens über ein Werkstück geführt werden. Als Laserquelle kommt vorzugsweise ein Hochleistungs-Scheibenlaser mit hoher Strahlqualität zum Einsatz.The welding is preferably so-called scanner welding, wherein the means for forming the weld connecting the two components is formed as a laser system with a beam deflection optics, in particular a tiltable mirror system, the beam deflection optics being arranged and provided for this purpose, a laser beam to pass through the at least one through opening over at least a portion of the first component to form the weld. Preferably, the guidance of the laser beam via movable mirror. Due to the angular changes of the mirror, the laser beam is guided. Advantageously, the scanner optics can be guided in conjunction with a robot during welding over a workpiece. The laser source used is preferably a high-power disk laser with high beam quality.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Maske und das Spannelement dazu eingerichtet und vorgesehen, das erste Bauteil in Form einer ersten Edelstahl-Komponente einer metallischen Bipolarplatte einer Brennstoffzelle sowie das zweite Bauteil in Form einer zweiten Edelstahl-Komponente der metallischen Bipolarplatte einzuspannen. Vorzugsweise werden die Platten aus gleichem oder unterschiedlichem, metallischem Material gefertigt. Es können vorteilhaft Komponenten aus unterschiedlichem Material miteinander verschweißt werden.In a further advantageous embodiment, the mask and the clamping element are arranged and provided to clamp the first component in the form of a first stainless steel component of a metallic bipolar plate of a fuel cell and the second component in the form of a second stainless steel component of the metallic bipolar plate. Preferably, the plates are made of the same or made of different, metallic material. It can be advantageously welded together components of different materials.
Vorzugsweise weist der Schutzgasraum in einem unteren Bereich eine Schutzgaszufuhreinrichtung auf, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, ein Schutzgas in den Schutzgasraum einzuleiten und in einem oberen Bereich eine Abluftaustrittseinrichtung, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, ein Entweichen der vom eingeleiteten Schutzgas verdrängten Luft zu ermöglichen. Bei der Abluftaustrittseinrichtung kann es sich dabei beispielsweise um eine einfache Öffnung oder ein geeignetes Ventil handeln. Die Schutzgaszufuhreinrichtung umfasst bevorzugt eine Schutzgasquelle und eine Düse, wobei die Schutzgaszufuhr vorteilhaft durch eine, mit der Schutzgasquelle und/oder der Düse verbundene Steuer- bzw. Regeleinheit gesteuert/geregelt werden kann.The protective gas space preferably has a protective gas supply device in a lower region, which is designed and provided to introduce a protective gas into the protective gas space and in an upper region an exhaust air outlet device, which is set up and provided to allow the air displaced by the introduced protective gas to escape , The exhaust air outlet device may be, for example, a simple opening or a suitable valve. The protective gas supply device preferably comprises a protective gas source and a nozzle, wherein the protective gas supply can advantageously be controlled by a control unit connected to the protective gas source and / or the nozzle.
Bevorzugt ist eine Schutzgasaufnahmevorrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, aus dem Schutzgasraum entweichendes Schutzgas aufzunehmen. Mittels dieser Schutzgasaufnahmevorrichtung kann vorteilhaft verhindert werden, dass das zugeführte Schutzgas in die Umgebungsluft entweicht. Vorzugsweise handelt es sich bei der Schutzgasaufnahmevorrichtung um eine Wanne oder ein sonstiges geeignetes Behältnis, welches um den unteren Teil der Vorrichtung angeordnet ist, sofern das Schutzgas schwerer ist als Luft. Sofern das Schutzgas leichter als Luft ist, wird die Schutzgasaufnahmevorrichtung vorzugsweise um den oberen Teil der Vorrichtung angeordnet.Preferably, a shielding gas receiving device is provided which is adapted to receive escaping inert gas from the inert gas space. By means of this shielding gas receiving device can be advantageously prevented that the supplied protective gas escapes into the ambient air. Preferably, the shielding gas receiving device is a trough or other suitable container, which is arranged around the lower part of the device, if the inert gas is heavier than air. If the shielding gas is lighter than air, the shielding gas receiving device is preferably arranged around the upper part of the device.
Weiterhin vorteilhaft ist eine Schutzgasabsaugvorrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet und vorgesehen ist, in der Schutzgasaufnahmevorrichtung aufgenommenes Schutzgas abzusaugen. Nach dem (sanften) Absaugen des Schutzgases aus der Schutzgasaufnahmevorrichtung kann das abgesaugte Schutzgas bevorzugt gefiltert und anschließend – bei leichter Zufuhr frischen, reinen Gases – wiederverwendet werden.Further advantageously, a Schutzgasabsaugvorrichtung is provided, which is adapted and provided to suck in the protective gas absorbing device received inert gas. After (gentle) aspiration of the protective gas from the shielding gas receiving device, the aspirated shielding gas can preferably be filtered and then - be reused - with easy supply of fresh, pure gas.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Spannelement, welches dazu eingerichtet und vorgesehen ist verfahren zu werden, aus einer ersten Position, in der das erste und das zweite Bauteil in das Spannelement einlegbar sind, horizontal in eine zweite Position, die sich entlang der Vertikalen unter der Maske befindet, und aus der zweiten Position vertikal in eine dritte Position, in der die beiden Bauteile zwischen der Maske und dem Spannelement eingespannt sind, und aus der zweiten Position horizontal in eine vierte Position, in der das erste und das zweite Bauteil aus dem Spannelement entnehmbar sind, verfahrbar. Bevorzugt handelt es sich bei dem Spannelement um ein Untergesenk. Die Angaben vertikal und horizontal beziehen sich jeweils auf den bestimmungsgemäß angeordneten Zustand der Vorrichtung. Weiterhin vorteilhaft kann die Anordnung einer Vielzahl von Spannelementen entweder Linear oder im Kreis (Rundtakt) erfolgen.In a further advantageous embodiment, the clamping element, which is adapted and intended to be moved, from a first position in which the first and the second component are inserted into the clamping element, horizontally into a second position extending along the vertical below the mask is located, and from the second position vertically to a third position in which the two components are clamped between the mask and the clamping element, and from the second position horizontally to a fourth position, in which the first and the second component of the Clamping element can be removed, moved. The clamping element is preferably a lower die. The figures vertically and horizontally refer to the intended condition of the device. Further advantageously, the arrangement of a plurality of clamping elements either linear or in a circle (rotary cycle) take place.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Figur näher erläutert. Dabei zeigt:In the following the invention will be explained in more detail with reference to a figure. Showing:
In
Das erste Bauteil
Innerhalb des Schutzgasraumes
Der Schutzgasraum
Schließlich ist eine Schutzgasaufnahmevorrichtung
Durch die Pfeile ist dargestellt, dass das Spannelement
Claims (7)
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104014971A (en) * | 2014-06-24 | 2014-09-03 | 中国华冶科工集团有限公司 | Steel band welding device and steel band welding supporting mechanism of continuous strand sintering machine and welding method |
| DE102019126697A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Device for processing a substrate by means of a laser beam |
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2011
- 2011-09-27 DE DE102011115079A patent/DE102011115079A1/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014971A (en) * | 2014-06-24 | 2014-09-03 | 中国华冶科工集团有限公司 | Steel band welding device and steel band welding supporting mechanism of continuous strand sintering machine and welding method |
| CN104014971B (en) * | 2014-06-24 | 2016-03-16 | 中国华冶科工集团有限公司 | Continuous pallettype sintering machine steel band welder, steel band weld-supporting mechanism and welding method |
| DE102019126697A1 (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Device for processing a substrate by means of a laser beam |
| DE102019126697B4 (en) | 2019-10-02 | 2023-07-13 | Lpkf Laser & Electronics Ag | Device for processing a substrate using a laser beam |
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