DE10315976A1

DE10315976A1 - To prepare coated metal sheets for soldering/welding, for vehicle bodywork parts, the surface coating is removed by a laser beam at the joint surface zones

Info

Publication number: DE10315976A1
Application number: DE10315976A
Authority: DE
Inventors: Jochen Müller-Rogait; Peter Dipl.-Ing. Brysch
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-10-21

Abstract

To prepare the joint of a coated sheet, the workpiece (10) has at least one surface coating (11,12) which can be removed at least partially by a laser beam (13). Before making the soldered or laser welded joint, at least one coating is removed over the joint surface zone (14).

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.The The present invention relates to a method for preparing the joining region a coated workpiece, where you are in the joining area at least one surface layer of the workpiece abraded at least partially by the action of laser radiation.

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.The DE 44 07 190 A1 describes a method for preparing the joining area of a workpiece of the type mentioned at the beginning. The known method relates in particular to the preparation of the joining area of galvanized coated (organic, inorganic) sheets which are joined by means of laser beam welding. Due to the comparatively low evaporation temperature of the zinc of the surface coating, holes can appear in the seam during laser joining due to zinc vapor, which reduce the strength of the joint. To counter this, in this known method the metal sheets to be welded are provided with knurling in the joining area so that coating steam can escape laterally from the area of the weld seam. In this case, a surface structure arranged in a curling manner is produced by the action of a pulsed laser radiation. The dot-like or line-like surface structures achieved run alongside the welding path. In the area of these surface structures, not only is the coating evaporated, but a depression is achieved which extends into the base material. A relatively complex scanner optic is required to produce the surface structures mentioned. The laser beam is moved, for example, along a meandering path, in each case transversely to the weld seam, in order to produce depressions in the surface coating with the structure mentioned. With this method, there remain adjacent areas in which the surface coating remains.

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.From the DE 199 23 495 A1 it is known in principle to remove lubricants and / or adhesives from the surface of a solid workpiece in a predetermined area by evaporating them using laser radiation. However, the above-mentioned method is used for cleaning surfaces if, for example, adhesives emerge from the area of a folded flange when bonding metal sheets by gluing and folding. These excess adhesives are then evaporated by laser irradiation after the joint has been made. It is therefore a cleaning process after a joining process, which is not intended to prepare a joining area with the purpose of achieving a better joining connection.

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.The The object of the present invention is a method to prepare the joining area of a workpiece to provide the genus mentioned above, which is more versatile is with regard to the nature of the subsequent joining process and which one for the removal of surface layers of all kinds.

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.The solution The method according to the invention provides for this task of the joining area of a workpiece the genus mentioned at the outset with the characteristic features of the main claim. According to the invention it is provided that before at least one joining step at least one surface layer of the workpiece in a defined area erodes. The surface layer to be removed can be an organic surface coating be an inorganic surface layer or it can have at least one organic coating and at least an inorganic coating by means of laser radiation from the substrate be removed. You can use the method according to the invention two or more one above the other Remove lying layers at the same time.

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.Preferably According to a development of the invention, the following comprises Joining process at least a soldering process and / or at least one laser beam welding process and / or stud welding and / or Resistance spot welding. The in the joining area before a soldering process surface layer to be removed can preferably be an organic, an inorganic or an inorganic and comprise an organic surface coating, for example an epoxy resin layer. The before a laser beam welding process surface layer to be removed can be an inorganic, an organic or an inorganic and an organic surface coating comprise, for example a zinc layer or a zinc-containing layer. According to the former A preferred variant of the method is a component whose surface layer removed according to the invention was subsequently in that of the surface layer freed area soldered to another component, whereby this soldering process preferably by using laser radiation. According to another A preferred variant of the method is a component whose surface layer removed according to the invention was afterwards in that of the surface layer exempted area preferably with at least one further component welded. This weld together is preferably done using laser radiation.

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.The laser beam welding process can be carried out without or with the addition of a filler special of welding wire, welding powder or the like. The method according to the invention is particularly suitable for joining body components, for example body panels, which have organic or inorganic coatings in any form. The method according to the invention is particularly preferred for the treatment of coated sheet metal parts in body construction which have hot-dip galvanizing, electrolytic galvanizing or galvanizing and / or an organic coating (for example epoxy coating). The surface layer can be removed from the component to be joined by holding this component and a laser beam being guided automatically or manually over the surface to be processed. However, it is also possible to use a fixedly aligned laser beam and to guide the component, the surface layer of which is to be removed, automatically or manually along the laser beam in accordance with the area to be stripped. The method according to the invention is particularly suitable for joining components in body construction and can be used for all common butt shapes that occur in body construction, for example for I-seams at overlap joints, fillet seams at flare joints, fillet seams at overlap joints, fillet seams at T-joints and the like. The process is also used for multi-sheet welding, e.g. B. suitable for multi-sheet connections with I-seam at the overlap joint. The method according to the invention is used in particular for the treatment of corrosion-relevant components which are subsequently joined, since the relevant coating is only partially removed.

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.On Preparation of the components e.g. Introduction of spacer knobs is unnecessary. In a press tool can you e.g. some sheet metal flanges are not for accessibility reasons provided with nubs so that the removal of the coating with Laser beam is also possible at "difficult" sheet metal points. Is in a joint the zinc layer is too thick, e.g. larger than 5 μm is usually a negative one welding results expected. If you reduce the zinc layer thickness to e.g. fewer than 5 μm, a positive welding result can be expected. decreases if you only have a "minimum value", there is a higher removal rate with laser beam and thus a higher one To achieve removal rate.

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.According to the invention, too for example, components that are subsequently treated by laser soldering together become. The flanges lying one on top of the other are preferred freed from a coating or a surface coating system. In these use cases is common removal of organic coatings required, which must be carried out over a large area, where under one organic coating another, for example there may be an inorganic coating. According to the invention in these cases the organic coating is removed selectively, with a base coating on the material, for example a zinc coating or the like remains. In still other use cases however, it may be necessary to use both an upper and an organic one Coating and an underlying inorganic coating, for example to remove a zinc layer at the same time. The removal the one or more layers then take place selectively or completely as needed, with the appropriate laser set and the respective Application purpose according to the parameters of the laser beam device can be set. In the method according to the invention, various Lasers are used, for example solid-state lasers, carbon dioxide lasers, Diode lasers and fiber lasers or others. Is particularly preferred the use of a short pulsed Nd: YAG laser. The selection of the Lasers are also dependent the organic or inorganic coating to be evaporated and the depth and width of the cut.

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.object the present invention is also a method of connection of at least two components by at least one joining step, where the joining area at least one of the components according to a method of the aforementioned Was kind of prepared. The subsequent joining process preferably comprises at least one soldering step and / or a welding process, preferably laser soldering or laser beam welding or stud welding or spot welding.

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.object the present invention is also a body component, which processes at least partially by a method according to the invention has been. In particular, the invention relates to a body component comprising at least partially coated sheet metal parts according to a method according to the invention before the joining process treated and / or added by a method according to the invention.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.The in the subclaims Features mentioned relate to preferred developments of the task solution according to the invention. Further Advantages of the invention result from the following detailed description.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigenfollowing The invention is based on exemplary embodiments with reference described in more detail on the accompanying drawings. Show

1 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Ausschnitts eines beschichteten Blechs, dessen Beschichtung für einen nachfolgenden Fügevorgang teilweise mittels Laserstrahlung entfernt wurde; 1 a schematic simplified representation of a section of a coated sheet, the coating of which was partially removed by means of laser radiation for a subsequent joining process;

2 eine schematisch vereinfachte Ansicht eines Ausschnitts aus einem Karosseriebauteil mit zwei durch Lötverbindung gefügten Einzelteilen; 2 a schematically simplified view of a section of a body component with two individual parts joined by soldered connection;

3 eine weitere schematisch vereinfachte Darstellung eines Ausschnitts aus einem verzinkten Blech, dessen Zinkschicht teilweise mit Laserstrahlung entfernt wird; 3 another schematically simplified representation of a section of a galvanized sheet whose zinc layer is partially removed with laser radiation;

4 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung zweier miteinander verschweißter teilweise verzinkter Karosseriebauteile; 4 a schematically simplified sectional view of two partially galvanized body components welded together;

5 eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Blechbauteils dessen Zinkschicht teilweise durch Laserstrahlung entfernt wird; 5 a schematic simplified representation of a sheet metal component whose zinc layer is partially removed by laser radiation;

6 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung zweier durch Lasernaht verbundener teilweise beschichteter Blechlagen; 6 a schematically simplified sectional view of two partially coated sheet metal layers connected by laser seam;

7 eine schematisch vereinfachte Schnittdarstellung eines Verfahrens gemäß einer Variante der Erfindung; 7 a schematically simplified sectional view of a method according to a variant of the invention;

8 eine weitere schematisch vereinfachte Prinzipdarstellung eines alternativen Fügeverfahrens gemäß der Erfindung. 8th another schematically simplified schematic representation of an alternative joining method according to the invention.

Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt einen Ausschnitt aus einem Blech 10, welches eine doppelte Beschichtung trägt, nämlich zum einen eine Zinkschicht 11, auf der sich wiederum eine organische Beschichtung beispielsweise auf Basis einer Epoxidharzmatrix, beispielsweise eine sogenannte Bonazinc-Schicht 12. Wie man in der Zeichnung gut erkennen kann, ist die Oberfläche des Bauteils 10 aus Blech durchgehend mit der Zinkschicht 11 überzogen, während die sich darauf befindliche Bonazinc-Beschichtung 12 teilweise durch Einwirkung eines Laserstrahl 13 entfernt wurde und zwar in einem Bereich 14, der so auf einen anschließenden Fügevorgang vorbereitet wurde. Die flächige Entfernung der obersten organischen Schicht 12 in dem Bereich 14 mittels Laserstrahl 13 erfolgt somit selektiv, ohne die darunter befindliche Zinkschicht 11 anzugreifen. Das Bauteil 10 ist also auch in dem entschichteten Fügebereich durch die dort erhalten gebliebene Zinkschicht 11a korrosionsgeschützt.First up 1 Referred. The illustration shows a section of a sheet 10 , which has a double coating, namely a zinc layer 11 , on which in turn there is an organic coating, for example based on an epoxy resin matrix, for example a so-called bonazinc layer 12 , As you can see in the drawing, the surface of the component is 10 made of sheet metal with the zinc layer 11 coated while the Bonazinc coating is on it 12 partly by exposure to a laser beam 13 was removed in one area 14 , which was prepared for a subsequent joining process. The areal removal of the top organic layer 12 in that area 14 using a laser beam 13 is done selectively without the zinc layer underneath 11 attack. The component 10 is also in the stripped joint area due to the zinc layer that has been preserved there 11a protected against corrosion.

2 zeigt das Verbinden eines in der oben beschriebenen Weise vorbereiteten Bauteils 10 mit einem weiteren Bauteil 15 durch einen Lötvorgang. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Verbindung zweier Flansche von Karosseriebauteilen, bei denen im Bereich eines Bördelstoßes eine Kehlnaht 16 angebracht wird. In der Darstellung gemäß 2 sind die Beschichtungen der beiden Bauteile 10, 15 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Beide Bauteile 10, 15 können in dem Überlappungsbereich 17 eine durchgehende Verzinkung 11 aufweisen, so wie dies bei dem Bauteil 10 in 1 dargestellt ist. Dagegen wurde eine organische Beschichtung, insbesondere Bonazinc-Beschichtung (siehe Bezugszeichen 12 in 1) in dem Überlappungsbereich 17 flächig entfernt. Dadurch kann die Anbringung der Laserlötnaht 16 so erfolgen, dass die Fügeverbindung in ihrer Festigkeit durch die Beschichtung nicht beeinträchtigt wird. In den übrigen Bereichen der beiden Bauteile 10, 15 außerhalb des Fügebereichs kann auch die organische Oberflächenschicht (siehe Bezugszeichen 12 in 1) erhalten bleiben. 2 shows the connection of a component prepared in the manner described above 10 with another component 15 through a soldering process. This involves, for example, the connection of two flanges of body components, in which a fillet weld is made in the area of a flare joint 16 is attached. According to the representation 2 are the coatings of the two components 10 . 15 not shown for the sake of simplicity. Both components 10 . 15 can in the overlap area 17 continuous galvanizing 11 have, as is the case with the component 10 in 1 is shown. In contrast, an organic coating, especially Bonazinc coating (see reference number 12 in 1 ) in the overlap area 17 extensively removed. This allows the laser solder seam to be attached 16 in such a way that the strength of the joint connection is not affected by the coating. In the remaining areas of the two components 10 . 15 outside the joint area, the organic surface layer (see reference number 12 in 1 ) remain.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 3 und 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 zeigt ein weiteres Bauteil 10, beispielsweise einen Ausschnitt aus einem geformten Karosserieblechteil, welches beidseitig mit einer Zinkschicht 11 überzogen ist. Erfindungsgemäß wird zunächst in einem definierten äußeren Eckbereich 18 mittels Laserstrahl 13 die Zinkschicht 11 entfernt. Ein weiteres mit diesem Bauteil 10 zu fügendes Bauteil 15 wird wie 4 zeigt entsprechend vorbereitet. Auch bei dem Bauteil 15 handelt es sich um ein Bauteil der Karosserie aus verzinktem Blech, beispielsweise zeigt das Bauteil 10 einen Ausschnitt aus einem Dach einer Karosserie und das Bauteil 15 einen Ausschnitt aus einem Seitenteil der Karosserie, die über eine Kehlnaht 19 im Bereich eines Bördelstoßes miteinander verschweißt werden sollen. Man sieht, dass in dem entsprechenden Fügebereich auch bei dem Bauteil 15 die Zinkschicht entfernt wurde und anschließend durch Laserstrahlschweißen unter Zugabe eines Zusatzwerkstoffs (Schweißdraht, Schweißpulver oder dergleichen) die Kehlnaht 19 angebracht wird und zwar in dem Bereich des Bördelstoßes, in dem zuvor bei beiden Bauteilen 10, 15 die Zinkschicht 11 entfernt wurde. Dagegen bleibt in den übrigen Bereichen dieser Bauteile die Zinkschicht bestehen, so dass auch nach dem Fügevorgang das erhaltene Verbundbauteil an allen zugänglichen Flächen gegen einen Korrosionsangriff geschützt ist.Below is with reference to the 3 and 4 described another embodiment of the present invention. 3 shows another component 10 , for example a section of a molded body sheet metal part, which is coated on both sides with a zinc layer 11 is covered. According to the invention, the first step is in a defined outer corner area 18 using a laser beam 13 the zinc layer 11 away. Another with this component 10 component to be joined 15 will like 4 shows prepared accordingly. Even with the component 15 it is a component of the body made of galvanized sheet metal, for example shows the component 10 a section of a roof of a body and the component 15 a section of a side part of the body, which is over a fillet weld 19 to be welded together in the area of a flare. You can see that in the corresponding joining area also with the component 15 the zinc layer was removed and then the fillet weld by laser beam welding with the addition of a filler material (welding wire, welding powder or the like) 19 is attached and that in the area of the flare where previously in both components 10 . 15 the zinc layer 11 was removed. In contrast, the zinc layer remains in the remaining areas of these components, so that even after the joining process, the composite component obtained is protected against corrosion attack on all accessible surfaces.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem flachen Blechteil 20, welches wiederum mit einer Zinkschicht 11 versehen ist, die hier jedoch nur an einer Seite vorhanden ist. Durch Einwirkung eines Laserstrahls 13 wurde über einen definierten Bereich 21 die Oberflächenbeschichtung 11 entfernt. Anschließend wird das in 5 dargestellte Bauteil 20 mit zwei weiteren Bauteilen 22, 26 aus Blech über eine Laserschweißnaht 25 verbunden, wie dies in 6 dargestellt ist. Dazu werden beide flachen Bauteile 22, 26 aus Blech auf das Bauteil 20 gelegt, so dass sich eine Mehrblechanordnung ergibt, wobei die drei Bauteile 20, 22, 26 so aufeinandergelegt werden, dass die jeweiligen Zinkschichten 11 beziehungsweise 24 aufeinanderliegen. Wie 6 zeigt liegen dabei diejenigen Bereiche, in denen zuvor die Zinkschicht 11 beziehungsweise 24 entfernt wurde übereinander. Es wird nun eine sogenannte I-Naht 25 durch Laserstrahlschweißen vorgesehen, wobei sich die im Stoßbereich zwischen den beiden Bauteilen 22, 26 angebrachte Schweißnaht 25 bis in den Werkstoff des darunter liegenden, den Stoß überlappenden Blechs 20 erstreckt. Da zuvor die Zinkschichten 11, 24 entfernt wurden, wird eine gute Schweißnaht 25 erhalten. Das Laserstrahlschweißen kann dabei mit oder ohne Zusatzdraht erfolgen.Below is with reference to the 5 and 6 another embodiment of the present invention described in detail. 5 shows a section of a flat sheet metal part 20 which in turn has a zinc coating 11 is provided, which is only available on one side here. By exposure to a laser beam 13 was over a defined area 21 the surface coating 11 away. Then the in 5 component shown 20 with two other components 22 . 26 from sheet metal over a laser weld seam 25 connected like this in 6 is shown. To do this, both flat components 22 . 26 from sheet metal onto the component 20 placed so that there is a multi-sheet arrangement, the three components 20 . 22 . 26 so that the respective zinc layers 11 respectively 24 lie on one another. How 6 shows those areas in which the zinc layer was previously 11 respectively 24 was removed one above the other. Now there is a so-called I-seam 25 provided by laser beam welding, which is in the joint area between the two components 22 . 26 attached weld seam 25 down to the material of the underlying sheet that overlaps the joint 20 extends. Because the zinc layers before 11 . 24 removed, there is a good weld 25 receive. Laser beam welding can be done with or without filler wire.

Nachfolgend wird auf 7 Bezug genommen. Die schematisch vereinfachte Prinzipdarstellung zeigt einen Schnitt durch beispielsweise ein Blechteil 27 mit einer Oberflächenbeschichtung 28. Wie bei den zuvor genannten Varianten wurde die Oberflächenbeschichtung 28, die mehrschichtig sein kann und aus unterschiedlichen Einzelschichten bestehen kann, in einem vorgesehenen Fügebereich 29 entfernt. Anschließend erfolgt in diesem dann unbeschichteten Fügebereich 29 ein Bolzenschweißvorgang, bei dem der Schweißbolzen 30 mit seiner Stirnfläche 31 auf die unbeschichtete Fügefläche 32 des Blechteils aufgeschweißt wird.Below is on 7 Referred. The schematically simplified basic illustration shows a section through, for example, a sheet metal part 27 with a surface coating 28 , As with the previously mentioned variants, the surface coating was 28 , which can be multi-layered and can consist of different individual layers, in a designated joining area 29 away. This is then followed by an uncoated joining area 29 a stud welding process in which the welding stud 30 with its face 31 on the uncoated joint surface 32 the sheet metal part is welded on.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 8 ein weiteres alternatives Fügeverfahren gemäß der Erfindung beschrieben. Diese Verfahrensvariante eignet sich beispielsweise zum Fügen von höherfesten Blechen durch Widerstandspunktschweißung. In der schematisch vereinfachten Darstellung gemäß 8 sind zwei miteinander zu verbindende Bleche 33, 34 dargestellt, bei denen in einem Fügebereich eine Oberflächenbeschichtung 35 entfernt wurde mittels Laserstrahlung. Anschließend erfolgt eine Widerstandspunktschweißung beispielsweise mittels einer Punktschweißzange, von der in 8 nur schematisch die beiden Elektroden 36, 37 dargestellt sind. In dem aufeinanderliegenden Bereich werden die beiden Bleche 33, 34 durch Wärme und Druck miteinander verbunden, wobei dieser Fügebereich (Schweißpunkt) in der schematischen Skizze gemäß 8 mit dem Bezugszeichen 38 bezeichnet ist.The following will refer to 8th described another alternative joining method according to the invention. This process variant is suitable, for example, for joining high-strength sheet metal by means of resistance spot welding. In the schematically simplified representation according to 8th are two sheets to be joined together 33 . 34 shown in which a surface coating in a joining area 35 was removed using laser radiation. This is followed by resistance spot welding, for example using a spot welding gun, of which in 8th only schematically the two electrodes 36 . 37 are shown. The two sheets are in the area on top of each other 33 . 34 connected by heat and pressure, this joining area (welding point) according to the schematic sketch 8th with the reference symbol 38 is designated.

1010: Blechsheet
1111: Zinkschichtzinc coating
1212: Bonazinc-BeschichtungBonazinc coating
1313: Laserstrahllaser beam
1414: BereichArea
1515: weiteres Bauteiladditional component
1616: Kehlnahtfillet
1717: Überlappungsbereichoverlap area
1818: äußerer Eckbereichouter corner area
1919: Kehlnahtfillet
2020: Bauteilcomponent
2121: definierter Bereichdefined Area
2222: Bauteilcomponent
2424: Zinkschichtzinc coating
2525: I-NahtI-seam
2626: Bauteilcomponent
2727: Blechteilsheet metal part
2828: Oberflächenbeschichtungsurface coating
2929: Fügebereichjoining area
3030: Schweißbolzenwelding studs
3131: Stirnflächeface
3232: Fügeflächejoining surface
33, 3433 34: Blechesheets
3535: Oberflächenbeschichtungsurface coating
36, 3736 37: Elektrodenelectrodes
3838: Fügebereich (Schweißpunkt)joining area (Welding point)

Claims

Method for preparing the joining area of a workpiece, in which at least one surface layer is at least partially removed in the joining area of the workpiece by the action of laser radiation, characterized in that before at least one joining step, at least one surface layer ( 11 . 12 ) in a defined area ( 14 ) removes surface.

A method according to claim 1, characterized in that at least one organic surface coating ( 12 ) away.

A method according to claim 2, characterized in that at least one organic surface coating ( 12 ), which includes an epoxy resin.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the removal of the surface layer ( 11 . 12 ) before a soldering process.

A method according to claim 1, characterized in that at least one inorganic surface layer ( 11 ) removes.

A method according to claim 5, characterized in that at least one zinc layer or removes a zinc-containing layer.

Method according to one of claims 1, 5 or 6, characterized in that the surface layer ( 11 ) is removed before a laser beam welding process takes place.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that that at least one inorganic coating and at least one organic coating by means of laser radiation from the substrate Will get removed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the component ( 10 ), whose surface layer ( 12 ) was then removed in the area freed from the surface layer ( 14 ) with another component ( 15 ) is soldered, preferably by using laser radiation.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the component ( 10 ), whose surface layer ( 11 ) was removed, then in the area freed from the surface layer ( 18 ) with another component ( 15 ) is added, preferably welded.

A method according to claim 10, characterized in that the component, its surface layer was removed with another component using laser radiation welded becomes.

A method according to claim 11, characterized in that the laser beam welding process without or with the addition of a filler material, especially welding wire, Welding powder or the like.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that this applied to surface-coated body components becomes.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that this for the treatment of coated sheet metal parts is used in body construction, especially sheet metal parts, which are organic Coating and / or an inorganic coating, preferably hot-dip galvanizing, electrolytic galvanizing or galvanic Have zinc coating or a zinc / iron alloy surface coating.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the component from which the surface layer is to be removed, and a laser beam is automatically or manually passed through the surface to be machined to be led.

Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that that you have a machining head with a fixed laser optics preferably jet-shaped and oscillating quickly over the surface leads and so the coating is removed becomes.

Body component, characterized in that it is at least partially by a method according to any one of claims 1 to 16 was processed.

Method for connecting at least two components ( 10 . 15 ) by at least one joining step, in which the joining area of at least one of the components was prepared by a method according to one of claims 1 to 16.

A method according to claim 18, characterized in that the joining process at least one soldering step and / or a welding process, preferably laser soldering, Laser beam welding, resistance spot welding or Stud welding includes.

Body component, characterized in that this at least partially according to a method according to a of claims 18 or 19 added has been.