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DE102023002835A1 - Verfahren zum Verbinden von Bauteilen mittels zumindest einer Schweißnaht - Google Patents

Verfahren zum Verbinden von Bauteilen mittels zumindest einer Schweißnaht Download PDF

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DE102023002835A1
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DE
Germany
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component
components
weld seam
post
area
Prior art date
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DE102023002835.5A
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English (en)
Inventor
Lars Schürrlein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen (2, 3) mittels zumindest einer Schweißnaht (S). Erfindungsgemäß werden Fehlstellen in einer erzeugten Schweißnaht (S) ermittelt. Bei Vorliegen zumindest einer Fehlstelle wird in einer Nachbearbeitung der Schweißnaht (S) ein Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführt, wobei zumindest ein Laserstrahl (L) durch einen für den Laserstrahl (L) transparenten Bereich eines ersten Bauteils (2) auf die in einem Kontaktbereich der Bauteile (2, 3) befindliche Schweißnaht (S) geführt wird und die Schweißnaht (S) oder die Schweißnaht (S) und das zweite Bauteil (3) oder die Schweißnaht (S) und beide Bauteile (2, 3) zumindest partiell aufgeschmolzen wird/werden. Zumindest nach dem Aufschmelzen wird ein definierter Nachbearbeitungsfügedruck (NF) auf die Bauteile (2, 3) aufgebracht, so dass die Bauteile (2, 3) im aufgeschmolzenen Bereich gegeneinandergepresst werden und die Schweißnaht (S) und/oder das zweite Bauteil (3) im aufgeschmolzenen Bereich um einen vorgegebenen Nachbearbeitungssetzweg (NW) gestaucht werden/wird. Anschließend wird der aufgeschmolzene Bereich unter Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks (NF) ausgehärtet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Bauteilanordnung (5).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen mittels zumindest einer Schweißnaht. Die Erfindung betrifft weiterhin eine mittels eines solchen Verfahrens hergestellte Bauteilanordnung.
  • Aus der WO 2015/055419 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Batteriegehäuses bekannt, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Bereitstellen eines Batteriegehäuses, welches aus einem Verbundwerkstoff ausgebildet ist, welcher eine thermoplastische Kunststoffmatrix und ein in der thermoplastischen Kunststoffmatrix angeordnetes Fasergelege, Fasergewebe oder Metallblatt oder Metallgitter aufweist; Anordnen eines Deckels auf dem Batteriegehäuse; Bereichsweises Aufschmelzen eines Verbindungsbereichs zwischen dem Batteriegehäuse und dem Deckel mittels einer Laserstrahleinrichtung; Ausüben eines mechanischen Drucks auf den Deckel während des Aufschmelzens, wobei der Druck den Deckel gegen das Batteriegehäuse drückt; und Anschließendes Erstarren des Verbindungsbereichs zum Verbinden des Deckels mit dem Batteriegehäuse.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Verbinden von Bauteilen mittels zumindest einer Schweißnaht und eine mittels eines solchen Verfahrens hergestellte neuartige Bauteilanordnung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und durch eine Bauteilanordnung, welche die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • In dem Verfahren zum Verbinden von Bauteilen mittels zumindest einer Schweißnaht werden erfindungsgemäß Fehlstellen in einer mittels eines ersten Laserdurchstrahlschweißverfahrens zwischen zwei jeweils zumindest abschnittweise aus einem thermoplastischen Material gebildeten Bauteilen erzeugten Schweißnaht ermittelt. Bei Vorliegen zumindest einer Fehlstelle wird in einer Nachbearbeitung der Schweißnaht ein zweites Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführt, wobei zumindest ein Laserstrahl durch einen für den Laserstrahl transparenten Bereich eines ersten Bauteils auf die in einem Kontaktbereich der Bauteile befindliche Schweißnaht geführt wird und die Schweißnaht oder die Schweißnaht und das zweite Bauteil oder die Schweißnaht und beide Bauteile zumindest partiell aufgeschmolzen wird/werden. Zumindest nach dem Aufschmelzen wird ein definierter Nachbearbeitungsfügedruck auf die Bauteile aufgebracht, so dass die Bauteile im aufgeschmolzenen Bereich gegeneinandergepresst werden und die Schweißnaht und/oder das zweite Bauteil im aufgeschmolzenen Bereich um einen vorgegebenen Nachbearbeitungssetzweg gestaucht werden/wird. Anschließend wird der aufgeschmolzene Bereich unter Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks ausgehärtet.
  • In einem Laserdurchstrahlschweißverfahren werden die Bauteile durch einen Quasi-Simultanschweißprozess miteinander verschweißt. Der Laserstrahl erwärmt eine Schweißkontur „quasi komplett gleichzeitig“. Durch den gleichzeitig anliegenden Fügedruck wird ein Abschmelzen thermoplastischen Materials realisiert, wodurch Bauteile bis zu einem definiertem Setzweg zusammengestaucht werden. Nach Erreichen des Setzwegs wird der Fügedruck für kurze Zeit aufrechterhalten, um die Abkühlung im Schweißnahtbereich zu ermöglichen. Dies schafft eine stoffschlüssige Verbindung über die komplette Fügefläche.
  • Beim einem solchen Laserdurchstrahlschweißverfahren können jedoch aufgrund von Abweichungen in den Bauteilen, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen, und/oder aufgrund von Prozessparametern und/oder Prozessbedingungen und/oder Beschädigungen Fehlstellen in der erzeugten Schweißnaht entstehen, welche zu Undichtigkeiten im Bereich der Schweißnaht und in einer die Bauteile umfassenden Bauteilanordnung führen können.
  • Das vorliegende Verfahren ermöglicht in vorteilhafter und zuverlässiger Weise die Nachbearbeitung von fehlerhaften Schweißnähten, so dass die genannten Fehlstellen sicher verschlossen werden. Weiterhin können auch eine akzeptierte Höhentoleranz und daraus folgende Spalte im Schweißbereich der Fügepartner vergrößert werden. Dies ermöglicht eine Herstellung der Dichtheit der Schweißnaht und daraus folgend der Bauteilanordnung. Mittels des Verfahrens ist es damit möglich, eine Ausschussrate bei der Herstellung von Bauteilanordnungen zu verringern, woraus sich Material-, Aufwands-, Energie-, Zeit- und Kosteneinsparungen ergeben. Dabei werden in der Nachbearbeitung beim Aufschmelzen der ursprünglichen Schweißnaht und der anschließenden Stauchung bei der ursprünglichen Schweißung entstandene Spannungen wieder frei und kompensiert.
  • In einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird in dem ersten Laserdurchstrahlschweißverfahren das erste Bauteil an dem weiteren Bauteil positioniert, so dass die Bauteile sich in dem Kontaktbereich berühren. Anschließend wird zumindest ein Laserstrahl durch den für den Laserstrahl transparenten Bereich des ersten Bauteils auf einen im Kontaktbereich befindlichen Bereich des zweiten Bauteils geführt und dieser Bereich zumindest partiell aufgeschmolzen. Durch Wärmeleitung von dem aufgeschmolzenen Bereich des zweiten Bauteils wird weiterhin auch das erste Bauteil im Kontaktbereich zumindest partiell aufgeschmolzen. Zumindest nach dem Aufschmelzen wird ein definierter Fügedruck auf die Bauteile aufgebracht, so dass das erste Bauteil im aufgeschmolzenen Bereich gegen das zweite Bauteil gedrückt und zumindest das zweite Bauteil in seinem aufgeschmolzenen Bereich um einen vorgegebenen Setzweg gestaucht wird. Der aufgeschmolzene Bereich wird anschließend unter Aufrechterhaltung des Fügedrucks ausgehärtet. Das Laserdurchstrahlschweißverfahren ermöglicht die Erzeugung der Schweißnaht durch berührungslose Energieeinbringung, wobei keine mechanische und keine schwingende Belastung der Fügepartner durch den Energieeintrag erzeugt wird. Dabei wird lediglich eine kleine Wärmeeinflusszone durch einen lokal begrenzten Energieeintrag erzeugt, so dass thermische Belastungen empfindlicher Bauteilbereiche minimiert werden können. Weiterhin werden keine Oberflächenmarkierungen durch den Schweißprozess erzeugt und es besteht eine große Designfreiheit der zu verschweißenden Bauteile. Ferner zeichnet sich das Laserdurchstrahlschweißverfahren durch gute Automatisierbarkeit und Integrierbarkeit in Serienfertigungen aus und es ist ein Schweißen von vormontierten Bauteilen möglich. Weiterhin zeichnet sich die Schweißnaht durch gutes äußeres Erscheinungsbild, beispielsweise für eine Anwendung in Sichtbereichen, aus.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens werden/wird in der Nachbearbeitung Paramater des Laserstrahls und/oder der Nachbearbeitungsfügedruck derart gewählt, dass der Nachbearbeitungssetzweg kleiner ist als der mittels des initialen Fügedrucks erzeugte Setzweg. Hierdurch können aus der Nachbearbeitung resultierende Veränderungen von Abmessungen der Bauteilanordnung minimiert werden.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird während der nach dem ersten Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführten Aushärtung des aufgeschmolzenen Bereichs der Fügedruck für einen vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten, um ein vollständiges Erkalten und Erhärten der Schweißnaht unter Minimierung von Fehlstellen zu ermöglichen.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird während der Aushärtung des in der Nachbearbeitung aufgeschmolzenen Bereichs der Nachbearbeitungsfügedruck für einen vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten, um ein vollständiges Erkalten und Erhärten der nachgearbeiteten Schweißnaht ohne Fehlstellen zu ermöglichen.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird der Zeitraum der Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks größer gewählt als der Zeitraum der Aufrechterhaltung des Fügedrucks. Hierdurch kann die Gefahr eines Auftretens von Fehlstellen weiter minimiert werden.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltung des Verfahrens wird die Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks für einen Zeitraum von mehr als 10 Sekunden, beispielsweise für einen Zeitraum von 15 Sekunden, oder 20 Sekunden, oder 25 Sekunden, oder 30 Sekunden durchgeführt. Ein solcher Zeitraum hat sich als besonders wirksam für die Minimierung von Fehlstellen innerhalb der Schweißnaht herausgestellt.
  • Die erfindungsgemäße Bauteilanordnung umfasst zumindest zwei Bauteile, wobei die Bauteile mittels einer in einem vorgenannten Verfahren nachgearbeiteten Schweißnaht verbunden sind. Die Bauteilanordnung ist aufgrund der Nachbearbeitung der Schweißnaht im Bereich mediendicht ausgeführt und weist somit eine minimale Leckagerate auf.
  • In einer möglichen Ausgestaltung der Bauteilanordnung ist diese als Batteriegehäuse für einen elektrischen Energiespeicher ausgebildet, wobei eines der Bauteile ein Deckel und das andere Bauteil ein mittels des Deckels verschlossener Gehäusekörper ist. Das Batteriegehäuse ist aufgrund der Nachbearbeitung der Schweißnaht mediendicht ausgeführt und weist somit eine minimale Leckagerate auf, welche einen Wert von beispielsweise 5,4 * 10-5 mbar * I/s nicht übersteigt. Somit ist es möglich, in dem Batteriegehäuse ein Temperiermedium zu führen, ohne dass dieses austritt. Aufgrund der Dichtheit mit der minimierten Leckagerate erfüllt das Batteriegehäuse in vorteilhafter Weise Anforderungen eines zur Verwendung desselben erforderlichen Helium-Dichtheitstests.
  • In einer weiteren möglichen Ausgestaltungen der Bauteilanordnung können auch weitere mit Öffnungen des Batteriegehäuses gekoppelte Bauteile, beispielsweise weitere Deckel, Medienanschlüsse, elektrische Anschlüsse etc. mittels in dem vorgenannten Verfahren erzeugten und nachgearbeiteten Schweißnähten besonders zuverlässig mediendicht mit dem Batteriegehäuse gekoppelt werden. Auch ist es möglich, dass die Bauteile selbst aus mehreren Teilelementen mittels dieses Verfahrens mediendicht erzeugt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
    • 1 schematisch eine Vorrichtung zur Verbindung von Bauteilen mittels zumindest einer Schweißnaht,
    • 2 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts von zwei Bauteilen,
    • 3 schematisch eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausschnitts der Bauteile gemäß 2,
    • 4 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts von zwei Bauteilen,
    • 5 schematisch eine Schnittdarstellung eines weiteren Ausschnitts der Bauteile gemäß 4 und
    • 6 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zum Verbinden von Bauteilen mittels einer Schweißnaht.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Verbindung von zumindest abschnittsweise aus thermoplastischem Material gebildeten Bauteilen 2, 3 mittels zumindest einer in einem Laserdurchstrahlschweißverfahren hergestellten und in 6 näher dargestellten Schweißnaht S.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst eine Scanneroptik 1.1-1.2, eine Stegplatte 1.3, einen Druckstempel 1.4, einen Werkzeugträger 1.5 sowie einen Linearantrieb 1.6.
  • Zur Erzeugung der Schweißnaht S wird das Bauteil 2, beispielsweis ein Deckel für ein Batteriegehäuse, gemeinsam mit dem Bauteil 3, beispielsweise einem Gehäuseelement für das Batteriegehäuse, derart auf dem Werkzeugträger 1.5 angeordnet, dass die Bauteile 2, 3 bereits in einer gewünschten späteren Position positioniert sind. Dabei ist der Druckstempel 1.4 auf dem Bauteil 2 angeordnet. Oberhalb des Druckstempels 1.4 ist die Stegplatte 1.3 angeordnet. Beispielsweise ist der Druckstempel 1.4 hierbei an der Stegplatte 1.3 befestigt. Mittels des Linearantriebs 1.6 wird ein in 6 näher dargestellter Fügedruck F auf die Bauteile 2, 3 aufgebracht und mittels der Scanneroptik 1.1-1.2 wird zumindest ein Laserstrahl L erzeugt.
  • Um die Bauteile 2, 3 in einen Quasi-Simultanschweißprozess miteinander zu verschweißen, wird der Laserstrahl L durch einen für diesen transparenten Bereich des Bauteils 2 auf einen im Kontaktbereich mit dem Bauteil 3 befindlichen, einen für den Laserstrahl L hohen Absorptionsgrad aufweisenden Bereich dieses Bauteils 3 geführt, so dass dieser Bereich zumindest partiell aufgeschmolzen wird. Durch Wärmeleitung von dem aufgeschmolzenen Bereich des Bauteils 3 wird auch das Bauteil 2 im Kontaktbereich zumindest partiell aufgeschmolzen. Der Laserstrahl L wird dabei derart geführt, dass dieser eine Schweißkontur „quasi komplett gleichzeitig“ aufschmilzt. Durch den gleichzeitig anliegenden Fügedruck F wird ein Abschmelzen zumindest des thermoplastischen Materials des Bauteils 3 realisiert, wodurch zumindest das Bauteil 3 bis zu einem definierten, ebenfalls in 6 dargestellten Setzweg W zusammengestaucht wird. Nach Erreichen des Setzwegs W wird der Fügedruck F für einen definierten Zeitraum aufrechterhalten, um eine Abkühlung und Aushärtung des thermoplastischen Materials im Schweißnahtbereich zu ermöglichen. Somit wird mittels der Schweißnaht S eine stoffschlüssige Verbindung über die komplette Fügefläche zwischen den Bauteilen 2, 3 erzeugt.
  • Das beispielsweise als Deckel ausgebildete Bauteil 2 wird beispielsweise zum Verschluss einer an einer Oberseite des beispielsweise als Gehäuseelement für das Batteriegehäuse ausgebildeten Bauteil 3 ausgebildeten Öffnung mit dem Bauteil 3 verschweißt. In nicht näher dargestellter Weise kann zusätzlich ein weiteres, ebenfalls als Deckel ausgebildetes Bauteil in der gleichen Weise an einer Unterseite des Gehäuseelements ausgebildeten Öffnung mit dem Gehäuseelement verschweißt werden.
  • Weiterhin können mit den Bauteilen 2, 3 auch weitere nicht näher dargestellte Bauteile analog zu dem beschriebenen Laserdurchstrahlschweißverfahren verschweißt werden.
  • Die 2 bis 5 zeigen Schnittdarstellungen von Ausschnitten unterschiedlicher Ausführungsbeispiele von mittels eines analog zur Beschreibung von 1 ausgeführten Laserdurchstrahlschweißverfahrens zu verschweißender Bauteile 2, 3.
  • Das Bauteil 2 ist dabei zumindest im Kontaktbereich mit dem Bauteil 3 für den Laserstrahl L transparent ausgebildet. Das Bauteil 3 weist im Kontaktbereich mit dem Bauteil 2 einen für den Laserstrahl L hohen Absorptionsgrad auf.
  • In allen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, eine Flachseite des Bauteils 2 mit einer Stirnseite des Bauteils 3 mittels einer in dem Laserdurchstrahlschweißverfahren erzeugten Schweißnaht S stoffschlüssig zu verbinden, so wie es schematisch in den 2 bis 5 veranschaulicht ist.
  • 6 zeigt einen Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Verbinden von Bauteilen 2, 3 mittels einer Schweißnaht S. Der Ablauf ist analog auch auf die Erzeugung von Schweißnähten S von weiteren Bauteilen übertragbar.
  • In einem ersten Verfahrensschritt V1 werden die Bauteile 2, 3 derart positioniert, dass die Bauteile 2, 3 sich in einem Kontaktbereich berühren.
  • Anschließend wird in einem zweiten Verfahrensschritt V2 beispielsweise analog zur Beschreibung von 1 ein Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführt, wobei der Fügedruck F und eine Leistung P des Laserstrahls L derart eingestellt werden, dass der Setzweg W erreicht wird. Der Fügedruck F beträgt beispielsweise 3,5 N/mm2 bis 5 N/mm2, zum Beispiel 4 N/mm2. Der Setzweg W beträgt dabei beispielsweise 0,3 mm bis 0,5 mm, beispielsweise 0,4 mm. Nach dem Erreichen des Setzwegs W wird der Fügedruck F für einen definierten Zeitraum von beispielsweise 5 Sekunden bis 7 Sekunden, beispielsweise von 6 Sekunden, aufrechterhalten, um die Abkühlung und Aushärtung des thermoplastischen Materials im Schweißnahtbereich zu ermöglichen.
  • Bei der Erzeugung der Schweißnaht S können aufgrund von Abweichungen in den Bauteilen 2, 3 und/oder aufgrund von Prozessparametern und/oder Prozessbedingungen und/oder Beschädigungen von Fehlstellen in der erzeugten Schweißnaht S entstehen, welche zu Undichtigkeiten im Bereich der Schweißnaht S und in der die Bauteile 2, 3 umfassenden Bauteilanordnung 5 führen können.
  • Um diese Fehlstellen zu entfernen, ist vorgesehen, diese zunächst zu ermitteln. Diese Ermittlung kann beispielsweise mittels Dichtheitsprüfungen, beispielsweise einem Helium-Dichtheitstest, oder bildgebenden Verfahren, beispielsweise einem Röntgenverfahren, durchgeführt werden.
  • Wurden Fehlstellen ermittelt, wird in einem weiteren Verfahrensschritt V3 in einer Nachbearbeitung der Schweißnaht zumindest ein zweites Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführt.
  • Hierfür wird die Bauteilanordnung 5 insbesondere in der gleichen Vorrichtung 1 positioniert, in welcher auch das ursprüngliche Laserdurchstrahlschweißverfahren, durchgeführt wurde.
  • Anschließend wird mittels der Vorrichtung 1 in dem zweiten Laserdurchstrahlschweißverfahren unter Aufbringung eines Nachbearbeitungsfügedrucks NF auf die Bauteile 2, 3 zumindest ein Laserstrahl L durch den für den Laserstrahl L transparenten Bereich des Bauteils 2 auf die in dem Kontaktbereich der Bauteile 2, 3 befindliche Schweißnaht S geführt, so dass die Schweißnaht S oder die Schweißnaht S und das Bauteil 3 oder die Schweißnaht S und beide Bauteile 2, 3 zumindest partiell aufgeschmolzen wird/werden. Dabei werden der Fügedruck F und eine Leistung P des Laserstrahls L derart eingestellt werden, dass ein Nachbearbeitungssetzweg NW erreicht wird. Der Nachbearbeitungsfügedrucks NF beträgt beispielsweise 3,5 N/mm2 bis 5 N/mm2, zum Beispiel 4 N/mm2. Der Nachbearbeitungssetzweg NW beträgt beispielsweise 0,15 mm bis 0,2 mm, beispielsweise 0,17 mm. Nach dem Erreichen des Nachbearbeitungssetzwegs NW wird der Nachbearbeitungsfügedruck NF für einen definierten Zeitraum von beispielsweise mehr als 10 Sekunden, beispielsweise 12 Sekunden, 15 Sekunden, oder 20 Sekunden, aufrechterhalten, um ein vollständiges Erkalten und die Aushärtung des thermoplastischen Materials im Schweißnahtbereich zu ermöglichen.
  • Die hierin in Bezug auf ein Verfahren zum Verbinden von Bauteilen beschriebenen Merkmale und deren Vorteile können sich ebenso auf die hierin beschriebene Bauteilanordnung und umgekehrt beziehen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    1.1
    Scanneroptik
    1.2
    Scanneroptik
    1.3
    Stegplatte
    1.4
    Druckstempel
    1.5
    Werkzeugträger
    1.6
    Linearantrieb
    2
    Bauteil
    3
    Bauteil
    5
    Bauteilanordnung
    F
    Fügedruck
    L
    Laserstrahl
    NF
    Nachbearbeitungsfügedruck
    NW
    Nachbearbeitungssetzweg
    P
    Leistung
    S
    Schweißnaht
    V1 bis V3
    Verfahrensschritt
    W
    Setzweg
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015/055419 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Verbinden von Bauteilen (2, 3) mittels zumindest einer Schweißnaht (S), dadurch gekennzeichnet, dass - Fehlstellen in einer mittels eines ersten Laserdurchstrahlschweißverfahrens zwischen zwei jeweils zumindest abschnittweise aus einem thermoplastischen Material gebildeten Bauteilen (2, 3) erzeugten Schweißnaht (S) ermittelt werden, - bei Vorliegen zumindest einer Fehlstelle in einer Nachbearbeitung der Schweißnaht (S) ein zweites Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführt wird, wobei zumindest ein Laserstrahl (L) durch einen für den Laserstrahl (L) transparenten Bereich eines ersten Bauteils (2) auf die in einem Kontaktbereich der Bauteile (2, 3) befindliche Schweißnaht (S) geführt wird und die Schweißnaht (S) oder die Schweißnaht (S) und das zweite Bauteil (3) oder die Schweißnaht (S) und beide Bauteile (2, 3) zumindest partiell aufgeschmolzen wird/werden, - zumindest nach dem Aufschmelzen ein definierter Nachbearbeitungsfügedruck (NF) auf die Bauteile (2, 3) aufgebracht wird, so dass die Bauteile (2, 3) im aufgeschmolzenen Bereich gegeneinandergepresst werden und die Schweißnaht (S) und/oder das zweite Bauteil (3) im aufgeschmolzenen Bereich um einen vorgegebenen Nachbearbeitungssetzweg (NW) gestaucht werden/wird, und - der aufgeschmolzene Bereich unter Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks (NF) ausgehärtet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Laserdurchstrahlschweißverfahren - das erste Bauteil (2) an dem weiteren Bauteil (3) positioniert wird, so dass die Bauteile (2, 3) sich in dem Kontaktbereich berühren, - anschließend zumindest ein Laserstrahl (L) durch den für den Laserstrahl (L) transparenten Bereich des ersten Bauteils (2) auf einen im Kontaktbereich befindlichen Bereich des zweiten Bauteils (3) geführt wird und dieser Bereich zumindest partiell aufgeschmolzen wird, - durch Wärmeleitung von dem aufgeschmolzenen Bereich des zweiten Bauteils (3) das erste Bauteil (2) im Kontaktbereich zumindest partiell aufgeschmolzen wird, - zumindest nach dem Aufschmelzen ein definierter Fügedruck (F) auf die Bauteile (2, 3) aufgebracht wird, so dass das erste Bauteil (2) im aufgeschmolzenen Bereich gegen das zweite Bauteil (3) gedrückt und zumindest das zweite Bauteil (3) in seinem aufgeschmolzenen Bereich um einen vorgegebenen Setzweg (W) gestaucht wird, - der aufgeschmolzene Bereich unter Aufrechterhaltung des Fügedrucks (F) ausgehärtet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nachbearbeitung Paramater des Laserstrahls (L) und/oder der Nachbearbeitungsfügedruck (NF) derart gewählt werden/wird, dass der Nachbearbeitungssetzweg (NW) kleiner ist als der mittels des Fügedrucks (F) erzeugte Setzweg (W).
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass während der nach dem ersten Laserdurchstrahlschweißverfahren durchgeführten Aushärtung des aufgeschmolzenen Bereichs der Fügedruck (F) für einen vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aushärtung des in der Nachbearbeitung aufgeschmolzenen Bereichs der Nachbearbeitungsfügedruck (NF) für einen vorgegebenen Zeitraum aufrechterhalten wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitraum der Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks (NF) größer gewählt wird als der Zeitraum der Aufrechterhaltung des Fügedrucks (F).
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrechterhaltung des Nachbearbeitungsfügedrucks (NF) für einen Zeitraum von mehr als 10 s durchgeführt wird.
  8. Bauteilanordnung (5), umfassend zumindest zwei Bauteile (2, 3), wobei die Bauteile (2, 3) mittels einer in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche nachgearbeiteten Schweißnaht (S) verbunden sind.
  9. Bauteilanordnung (5) nach Anspruch 8, ausgebildet als Batteriegehäuse für einen elektrischen Energiespeicher, wobei eines der Bauteile (2) ein Deckel und das andere Bauteil (3) ein mittels des Deckels verschlossener Gehäusekörper ist.
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WO2015055419A1 (de) 2013-10-15 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Batteriegehäuse, batterie und verfahren zum herstellen eines batteriegehäuses
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