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DE10331745B4 - Laser welding connection and method for producing a laser welding connection - Google Patents

Laser welding connection and method for producing a laser welding connection Download PDF

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DE10331745B4
DE10331745B4 DE10331745A DE10331745A DE10331745B4 DE 10331745 B4 DE10331745 B4 DE 10331745B4 DE 10331745 A DE10331745 A DE 10331745A DE 10331745 A DE10331745 A DE 10331745A DE 10331745 B4 DE10331745 B4 DE 10331745B4
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Abstract

Laserschweißverbindung (1) von drei übereinander angeordneten Blechbauteilen (2, 3, 4), wobei zumindest eines der Blechbauteile (2, 3, 4) beschichtet ist und wobei das mittlere Blechbauteil (3) konvexe oder konkave Ausformungen (5, 10, 10', 10'', 10''') zur Einstellung eines definierten Abstands (a) gegenüber den äußeren Blechbauteilen (2, 4) in einem Verbindungsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ausformung (5, 10, 10', 10'', 10''') sowohl einen konvexen Bereich (6, 11, 11', 11'', 11'''), welcher gegen das erste äußere Blechbauteil (4) mit Abstand (a2) anliegt, als auch einen konkaven Bereich (7, 12, 12', 12'', 12'''), welcher gegen das zweite äußere Blechbauteil (2) mit Abstand (a1) anliegt, aufweist, wobei die Laserschweißverbindung (1) zumindest eine Lasernaht in Form einer Steppnaht oder einer durchgehenden Naht aufweist, die zwischen den konkav-konvexen Ausformungen (5, 10, 10', 10'', 10'''), durch diese hindurch oder tangierend verläuft.Laser welding connection (3) of three sheet metal components (2, 3, 4) arranged one above the other, at least one of the sheet metal components (2, 3, 4) being coated and the central sheet metal component (3) having convex or concave shapes (5, 10, 10 ') , 10 '', 10 '' ') for setting a defined distance (a) from the outer sheet metal components (2, 4) in a connection area, characterized in that each shape (5, 10, 10', 10 '', 10 '' ') both a convex area (6, 11, 11', 11 '', 11 '' '), which bears against the first outer sheet metal component (4) at a distance (a2), as well as a concave area (7 , 12, 12 ', 12' ', 12' ''), which bears against the second outer sheet metal component (2) at a distance (a1), the laser welded connection (1) having at least one laser seam in the form of a quilted seam or a continuous seam Seam that runs between the concave-convex shapes (5, 10, 10 ', 10' ', 10' ''), through or tangent to them.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserschweißverbindung von drei übereinander angeordneten Blechbauteilen, wobei zumindest eines der Blechbauteile beschichtet, insbesondere verzinkt ist und wobei das mittlere Blechbauteil konvexe oder konkave Ausformungen zur Einstellung eines definierten Abstandes gegenüber den äußeren Blechbauteilen in einem Verbindungsbereich aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißverbindung.The invention relates to a laser welding connection of three sheet metal components arranged one above the other, wherein at least one of the sheet metal components is coated, in particular galvanized and wherein the middle sheet metal component has convex or concave formations for setting a defined distance relative to the outer sheet metal components in a connecting region. Furthermore, the invention relates to a method for producing a laser welding connection.

Korrosionsgefährdete Bauteile aus Stahlblech werden, insbesondere im Automobilbau, zunehmend mit einer einseitigen oder beidseitigen Oberflächenbeschichtung, beispielsweise aus Zink, versehen. Zum Schweißen solcher Blechbauteile wird in der Praxis das Verfahren des Laserschweißens angewendet. Durch die vergleichsweise niedrige Verdampfungstemperatur des Zinks der Oberflächenbeschichtung solcher Blechbauteile kann es zur Bildung von Löchern bzw. Poren innerhalb der Schweißnaht kommen, welche die Festigkeit der Schweißverbindung erheblich herabsetzen. Zur Vermeidung dieses Problems muss der entstehende Zinkdampf aus dem Bereich der Schweißnaht entweichen können. Dieses wird insbesondere dadurch unterstützt, dass die überlappend angeordneten zu verschweißenden Blechbauteile im Überlappungsbereich nicht vollflächig aufeinander liegen, sondern dass zwischen ihnen ein Spalt offen gehalten wird, durch den der entstehende Zinkdampf entweichen kann.Corrosion-endangered components made of sheet steel, especially in the automotive industry, increasingly with a one-sided or double-sided surface coating, such as zinc, provided. For welding such sheet metal components, the method of laser welding is used in practice. Due to the comparatively low vaporization temperature of the zinc of the surface coating of such sheet metal components, it is possible for holes or pores to form within the weld seam, which considerably reduce the strength of the welded joint. To avoid this problem, the resulting zinc vapor must be able to escape from the area of the weld. This is in particular supported by the fact that the overlapping arranged to be welded sheet metal components in the overlapping area are not over the entire surface, but that between them a gap is kept open, through which the resulting zinc vapor can escape.

Zur Realisierung dieses Spaltes sind im Stand der Technik unterschiedliche Verfahren beschrieben.To realize this gap, different methods have been described in the prior art.

Die DE 39 33 408 A1 betrifft eine Laserschweißverbindung für verzinkte Bleche mit einer quer zu den überlappten Blechen ausgerichteten und die Blechlagen durchdringenden Laserschweißnaht. Die Blechlagen werden durch Noppen bzw. Sicken, die in wenigstens eines der Bleche neben der Laser-Schweißnaht verlaufend integriert und in es eingedrückt sind, auf Distanz gehalten werden.The DE 39 33 408 A1 relates to a laser welding connection for galvanized sheets with a laser weld seam aligned transversely to the overlapped sheets and penetrating the sheet metal layers. The sheet metal layers are kept at a distance by nubs or beads, which are integrated in at least one of the sheets adjacent to the laser weld and pressed into it.

Bei der Laserschweißverbindung von drei Blechbauteilen werden die Ausformungen abwechselnd konvex oder konkav ausgeführt, so dass jede Ausformung mit jeweils einem der äußeren Blechbauteile in Verbindung steht und dieses damit in dem definierten Abstand hält.In the laser welding of three sheet metal components, the formations are alternately convex or concave, so that each shape is in communication with one of the outer sheet metal components and thus keeps this in the defined distance.

Die DE 100 42 538 A1 beschreibt ein Verfahren, bei welchem durch eine in die Blechbauteile angebrachte Rauhigkeit ein Zwischenraum in einem Überlappstoß erzeugt wird, durch welchen Schweißemissionen, insbesondere Zinkdampf, entweichen können. Diese Rauhigkeit kann durch unterschiedliche Verfahren und Maßnahmen in die Blechbauteile eingebracht werden. Beispielsweise kann die Rauhigkeit durch einen Grat gebildet werden, welcher beim Herstellen einer Perforierung entsteht.The DE 100 42 538 A1 describes a method in which a roughness applied in the sheet metal components creates a gap in a lap joint, through which welding emissions, in particular zinc vapor, can escape. This roughness can be introduced by different methods and measures in the sheet metal components. For example, the roughness can be formed by a burr, which results in the production of a perforation.

Nach einem durch die WO 99 08829 A1 bekannten Verfahren wird auf ein Unterblech einer zu schweißenden Blechpaarung ein punktueller Laserpuls gerichtet. Mittels der hierdurch entstehenden Vorsprünge wird ein Entgasungsspalt zwischen den beiden Blechen realisiert. Die Vorsprünge werden dabei entsprechend der zu schweißenden Schweißnaht auf dem Unterblech erzeugt.After a through the WO 99 08829 A1 known method is directed to a sub-plate of a sheet metal pairing to be welded a punctual laser pulse. By means of the resulting projections, a degassing gap between the two sheets is realized. The projections are generated according to the weld to be welded on the lower plate.

Durch die DE 44 07 190 A1 sind auch rändelungsartig angeordnete Oberflächenstrukturen bekannt, die in einem Fügebereich von zwei überlappend angeordneten beschichteten Blechen mittels getakteter Hochenergiestrahlung, insbesondere Laserstrahlung, eingebrannt werden. Durch die hierbei entstehenden Erhebungen wird der Abstand der zu verschweißenden benachbarten Bleche gewährleistet. Die Rändelungen werden entsprechend der zu schweißenden Lasernaht in das Blech eingebracht.By the DE 44 07 190 A1 Knurling-like arranged surface structures are also known, which are baked in a joining region of two overlapping coated metal sheets by means of pulsed high-energy radiation, in particular laser radiation. By the resulting elevations, the distance between the adjacent sheets to be welded is ensured. The knurls are placed in the sheet metal according to the laser seam to be welded.

Als nachteilig bei den genannten Laserschweißverbindungen erweist es sich, dass der Abstand benachbarter Ausformungen zugleich relativ klein und zudem im Wesentlichen einheitlich bemessen sein muss, da anderenfalls die zur Fixierung der drei Bleichbauteile erforderlichen Fügekraft zu einer Durchbiegung eines äußeren Blechbauteiles führt. In der Praxis führt dies dazu, dass bei der Fixierung das der Ausformung abgewandte Blechbauteil auf das mittlere Blechbauteil gepresst wird und dadurch die Einhaltung eines einheitlichen Spaltmaßes über die Bauteilfläche erheblich erschwert oder sogar ausgeschlossen ist.It is found to be disadvantageous in the case of the abovementioned laser welding connections that the spacing between adjacent formations must be relatively small and, moreover, essentially uniform, since otherwise the joining force required for fixing the three bleaching components leads to bending of an outer sheet metal component. In practice, this leads to the fact that in the fixation, the sheet metal component facing away from the molding is pressed onto the central sheet metal component and thereby complicating the compliance of a uniform gap over the component surface considerably or even excluded.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Laserschweißverbindung zum Verbinden von Blechbauteilen zu schaffen, durch die insbesondere auch bei einer lediglich punktuell auf die Blechbauteile wirkenden Fixierkraft die Ausbildung einheitlicher Spaltmaße ermöglicht wird. Insbesondere soll dadurch die flächige Auflage benachbarter Blechbauteile ausgeschlossen werden. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißverbindung zu schaffen.Against this background, the invention has for its object to provide a laser weld joint for connecting sheet metal components, by the formation of uniform gaps is made possible in particular even when only acting selectively on the sheet metal components fixing force. In particular, this should exclude the surface contact of adjacent sheet metal components. Furthermore, the invention has for its object to provide a method for producing a laser welding connection.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Laserschweißverbindung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The first object is achieved with a laser welding connection according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Laserschweißverbindung vorgesehen, bei der jede Ausformung sowohl einen konvexen Bereich, welcher gegen das erste äußere Blechbauteil (4) mit Abstand anliegt, als auch einen konkaven Bereich, welcher gegen das zweite äußere Blechbauteil mit Abstand anliegt, aufweist, wobei die Laserschweißverbindung zumindest eine Lasernaht in Form einer Steppnaht oder einer durchgehenden Naht aufweist, die zwischen den konkav-konvexen Ausformungen durch diese hindurch oder tangierend verläuft. Hierdurch wird erreicht, dass die Ausformung zugleich als Abstandhalter für beide äußeren Blechbauteile wirkt, so dass die im Bereich dieser Ausformung aufgebrachte Fixierkraft nicht zu einer Annäherung der äußeren Blechbauteile an das mittlere Blechbauteil führt. Vielmehr bildet die Ausformung einen die äußeren Blechbauteile unmittelbar mit vorbestimmten Abstand verbindenden Abstandhalter. Insbesondere ist also eine Verformung der Blechbauteile aufgrund der Fixierkraft weitgehend ausgeschlossen. Die Fixierkraft kann dabei über Einzelspannelemente, die jeweils mindestens eine konkav-konvexe Ausformung überdecken, eingeleitet werden. Ebenso können die Spannelemente, die die Fixierkraft einleiten, nur lokal im Bereich der konkav-konvexen Ausformung oder über die volle Länge des zu lasernden Flansches aufliegen. Vorteilhaft ist die vollflächige Übertragung der Fixierkraft gleichzeitig sowohl über den konkaven und konvexen Bereich der Ausformung, jedoch ist auch ein nur teilweiser Kontakt möglich, wobei jedoch sowohl der konkave als auch der konvexe Bereich zumindest teilweise funktionell die Fixierkraft überträgt. Weiterhin ist es entbehrlich, die Ausformungen paarweise anzuordnen um das gewünschte Spaltmaß einzuhalten, so dass ferner mehrere Ausformungen auch unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen können. Vorteilhaft ist eine komplette Abbildung der konkav-konvexen Ausformung auf dem Bauteil. Auch kann die Ausformung teilweise an der Bauteil-Beschnittkante enden, jedoch muss sowohl der konkave als auch der konvexe Bereich teilweise eingeprägt sein und die Fixierkraft übertragen können. insbesondere ist die erforderliche Funktionalität der Ausformung im Gegensatz zum Stand der Technik bereits durch eine einzige Ausformung realisiert.According to the invention, a laser welding connection is provided in which each Forming both a convex portion which against the first outer sheet metal component ( 4 ), as well as a concave portion which abuts against the second outer sheet metal member at a distance, wherein the laser welding connection comprises at least one laser seam in the form of a stitching or a continuous seam, which between the concave-convex protrusions therethrough or tangent runs. This ensures that the formation at the same time acts as a spacer for both outer sheet metal components, so that the fixing force applied in the region of this shaping does not lead to an approximation of the outer sheet metal components to the middle sheet metal component. Rather, the molding forms a spacer connecting the outer sheet metal parts directly with a predetermined distance. In particular, therefore, a deformation of the sheet metal components due to the fixing force is largely excluded. The fixing force can be introduced via individual clamping elements, each covering at least one concave-convex shape. Likewise, the clamping elements, which introduce the fixing force, only rest locally in the region of the concave-convex shape or over the full length of the flange to be lasernden. Advantageously, the full-surface transmission of the fixing force at the same time both over the concave and convex portion of the molding, but also only partial contact is possible, but both the concave and the convex portion at least partially functionally transmits the fixing force. Furthermore, it is unnecessary to arrange the formations in pairs to comply with the desired gap size, so that moreover several formations can also have different distances from each other. A complete illustration of the concave-convex shape on the component is advantageous. Also, the molding may partially terminate at the component trim edge, however, both the concave and convex portions must be partially imprinted and capable of transferring the fuser force. In particular, the required functionality of the molding is realized in contrast to the prior art already by a single molding.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird auch dadurch erreicht, dass der konvexe Bereich von dem konkaven Bereich zumindest teilweise eingeschlossen ist. Hierbei erstreckt sich der konkave Bereich beiderseits des konvexen Bereichs, so dass dabei beispielsweise ein linienförmiger Kontakt zu dem zugeordneten äußeren Blechbauteil realisiert ist. Die Ausbildung eines Kippmomentes bei der Einwirkung der Fixierkräfte wird dadurch vermieden.A particularly advantageous embodiment of the invention is also achieved in that the convex portion of the concave portion is at least partially enclosed. In this case, the concave region extends on both sides of the convex region, so that, for example, a line-shaped contact with the associated outer sheet metal component is realized. The formation of a tilting moment in the action of the fixing forces is thereby avoided.

Weiterhin erweist sich eine Abwandlung als besonders zweckmäßig, wenn der konvexe Bereich und der konkave Bereich zueinander konzentrisch angeordnet sind. Hierdurch wird eine gleichmäßige Krafteinleitung erreicht, die es gestattet, vergleichsweise große Fixierkräfte ohne eine unerwünschte Verringerung des Spaltmaßes einzuleiten und damit die Fixierung zu optimieren.Furthermore, a modification proves to be particularly useful when the convex portion and the concave portion are arranged concentrically with each other. As a result, a uniform application of force is achieved, which allows comparatively large fixing forces without an undesirable reduction of the gap to initiate and thus to optimize the fixation.

Eine besonders günstige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dann erreicht, wenn der konkave Bereich den konvexen Bereich kreisringförmig einschließt. Hierdurch bildet sich zwischen dem äußeren Blechbauteil und dem konkaven Bereich ein linienförmiger Kontakt aus, welcher gegenüber dem abgewandten konvexen Bereich einen einheitlichen radialen Abstand aufweist. Eine mögliche unzulässig hohe Fixierkraft führt dabei zu einer gleichmäßigen Verformung sowohl des konvexen als auch des konkaven Bereichs.A particularly favorable development of the present invention is also achieved when the concave portion encloses the convex portion in an annular manner. As a result, a line-shaped contact is formed between the outer sheet-metal component and the concave region, which has a uniform radial distance relative to the remote convex region. A possible inadmissibly high fixing force leads to a uniform deformation of both the convex and the concave area.

Dabei ist es zudem besonders vorteilhaft, wenn der konvexe Bereich und der konkave Bereich achssymmetrisch angeordnet sind, um so ungleichmäßige Krafteinleitungen zu verhindern.It is also particularly advantageous if the convex portion and the concave portion are arranged axisymmetric, so as to prevent uneven force application.

Grundsätzlich ist es möglich, dass insbesondere bei unterschiedlichen Blechbauteilen der konvexe Bereich und der konkave Bereich eine abweichende Höhe gegenüber der Blechbauteiloberfläche aufweisen, die somit zu unterschiedlichen Spaltmaßen führt. Besonders zweckmäßig ist jedoch eine Ausgestaltung, wenn der konvexe Bereich und der konkave Bereich einen übereinstimmenden Abstand zur Blechbauteilmitte aufweisen, so dass in einfacher Weise ein gleich bleibendes Spaltmaß beiderseits des mittleren Blechbauteils sichergestellt ist.In principle, it is possible for the convex area and the concave area to have a different height relative to the sheet metal component surface, in particular for different sheet metal components, which thus leads to different gap dimensions. However, an embodiment is particularly expedient if the convex region and the concave region have a matching distance to the sheet metal component center, so that in a simple manner a uniform gap dimension is ensured on both sides of the middle sheet metal component.

Die beispielsweise noppenförmigen Ausformungen mit den jeweiligen konkaven und konvexen Bereichen können dabei sowohl in einem einzigen Arbeitsgang gleichzeitig ausgeformt werden oder aber in unterschiedlichen Arbeitsschritten bzw. Werkzeugoperationen ausgeformt werden. Zudem können die Ausformungen durch Nachschlagen oder Nachformen eingestellt werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass bewegliche und ggf. mit einem separaten Antrieb versehene Werkzeug-Aktiv-Elemente die Ausformung abbilden. Grundsätzlich ist die konkav-konvexe Ausformung in Größe und Form von dem prägenden Werkzeug abhängig. Jedoch ist auch eine Variante zweckmäßig, bei der das auszuformende Blechbauteil eine Relativbewegung im Bereich der Prägeelemente ausführt, so dass die konkav-konvexe Ausformung eine in Werkstoffflussrichtung längliche Ausdehnung aufweist, die größer ist, als die des Prägeelementes.The example, knob-shaped formations with the respective concave and convex areas can be formed both simultaneously in a single operation or be formed in different steps or tool operations. In addition, the formations can be adjusted by looking up or reshaping. Furthermore, it is also possible that movable and optionally provided with a separate drive tool-active elements depict the shape. Basically, the concavo-convex shape in size and shape of the embossing tool depends. However, a variant is expedient in which the sheet metal component to be formed carries out a relative movement in the region of the embossing elements, so that the concave-convex shape has an elongate extent in the material flow direction, which is greater than that of the embossing element.

Die zweitgenannte Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung der Laserschweißverbindung zu schaffen, wird dadurch gelöst, dass der konvexe Bereich und der konkave Bereich der Ausformung in einer einzigen Werkzeugoperation oder nacheinander hergestellt werden. Hierzu kann die Ausformung durch Nachschlagen oder Nachformen mittels eines Werkzeug-Aktiv-Elementes ausgebildet werden.The second object of providing a method for producing the laser welding joint is achieved by making the convex portion and the concave portion of the molding in a single tooling operation or sequentially. For this purpose, the shaping can be formed by looking up or reshaping by means of a tool-active element.

Ferner kann die Ausformung zugleich mit einem Nachformprozess des Blechbauteils erfolgen. Beim Prägen der noppenförmigen Ausformung wird das Blechbauteil gleichzeitig nachgeformt, so dass eine Relativ-Bewegung des Fügeflansches gegenüber dem Prägestempel erfolgt. Dies erfolgt insbesondere bei in Werkstoffflussrichtung ausgerichteten länglichen Ausformungen. Die Ausformung ist dabei länger, als der Noppen-Prägestempel.Furthermore, the shaping can take place at the same time as a postforming process of the sheet metal component. When embossing the knob-shaped molding, the sheet metal component is simultaneously reshaped, so that a relative movement of the joint flange against the die takes place. This is done in particular in aligned in the material flow direction elongated formations. The shape is longer than the stud embossing stamp.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipskizze inThe invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows each in a schematic diagram in

1 eine Laserschweißverbindung von drei Blechbauteilen in einer Seitenansicht; 1 a laser weld of three sheet metal components in a side view;

2 die in 1 gezeigte Laserschweißverbindung in einer Draufsicht; 2 in the 1 shown laser weld joint in a plan view;

3 weitere Bauformen von Ausformungen für Laserschweißverbindungen in einer Draufsicht. 3 Further designs of formations for laser welding connections in a plan view.

Die 1 und 2 zeigen eine Prinzipdarstellung einer Laserschweißverbindung 1 von zumindest in jeder Kontaktfläche infolge blechseitiger Oberflächenbehandlung vorhandener, in der Skizze nicht dargestellter, Beschichtung, insbesondere Verzinkung, wobei oftmals alle drei Blechbauteile 2, 3, 4 beidseitig mit einer zinkhaltigen Beschichtung versehen sind. Die Lasernaht kann dabei als Steppnaht oder als durchgehende Naht ausgeführt sein, und sowohl zwischen den konkav-konvexen Ausformungen, durch diese hindurch oder tangierend verlaufen. Dabei dient das mit Ausformungen 5 ausgestattete mittlere Blechbauteil 3 der Festlegung eines jeweils definierten Abstandes a1, a2 gegenüber den äußeren Blechbauteilen 2, 4. Jede Ausformung 5 ist dabei sowohl mit einem konvexen Bereich 6, welcher gegen das erste äußere Blechbauteil 4 anliegt, als auch mit einem konkaven Bereich 7, welcher gegen das zweite äußere Blechbauteil 2 anliegt, ausgestattet. Eine mittels eines Spannelementes 8 beidseitig eingeleitete Fixierkraft F wird dadurch mittels der Ausformung 5 zwischen den äußeren Blechbauteilen 2, 4 übertragen, so dass der jeweilige Abstand a1, a2 auch bei vergleichsweise großen Krafteinleitungen unbeeinflusst bleibt. Der konvexe Bereich 6 und der konkave Bereich 7 sind dabei zueinander konzentrisch angeordnet und können einen jeweils zur Blechbauteilmitte übereinstimmenden Abstand a1 und a2 aufweisen.The 1 and 2 show a schematic diagram of a laser welding connection 1 of at least in each contact surface due to sheet-side surface treatment existing, not shown in the sketch, coating, in particular galvanizing, often all three sheet metal components 2 . 3 . 4 Both sides are provided with a zinc-containing coating. The laser seam can be executed as a stitching or as a continuous seam, and both between the concave-convex protrusions, passing through or tangent. It serves with formations 5 equipped middle sheet metal component 3 the definition of a respective defined distance a 1 , a 2 relative to the outer sheet metal components 2 . 4 , Every shape 5 is doing both with a convex area 6 , which against the first outer sheet metal component 4 is present, as well as with a concave area 7 , which against the second outer sheet metal component 2 attached, equipped. One by means of a tensioning element 8th Both sides initiated fixing force F is characterized by means of the molding 5 between the outer sheet metal components 2 . 4 transferred, so that the respective distance a 1 , a 2 remains unaffected even with comparatively large force discharges. The convex area 6 and the concave area 7 are arranged concentrically with respect to each other and can each have a distance corresponding to the sheet metal component center a 1 and a 2 .

3 zeigt weitere mögliche Bauformen von Ausformungen für Laserschweißverbindung, bei denen das mittlere Blechbauteil 9 mit unterschiedlichen Ausformungen 10, 10', 10'', 10''' ausgestattet ist. Die jeweiligen Ausformungen 10, 10', 10'', 10''' weisen dabei jeweils einen konvexen Bereich 11, 11', 11'', 11''' und einen zu diesen konvexen Bereich beidseitig angeordneten konkaven Bereich 12, 12', 12'', 12''' auf. 3 shows further possible designs of moldings for laser welding connection, in which the middle sheet metal component 9 with different shapes 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' Is provided. The respective formations 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' each have a convex area 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' and a concave portion disposed on both sides of these convex portions 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
LaserschweißverbindungLaser welded joint
22
Blechbauteilsheet metal component
33
Blechbauteilsheet metal component
44
Blechbauteilsheet metal component
55
Ausformungformation
66
konvexer Bereichconvex area
77
konkaver Bereichconcave area
88th
Spannelementclamping element
99
Blechbauteilsheet metal component
10, 10', 10'', 10'''10, 10 ', 10' ', 10' ''
Ausformungformation
11, 11', 11'', 11'''11, 11 ', 11' ', 11' ''
konvexer Bereichconvex area
12, 12', 12'', 12'''12, 12 ', 12' ', 12' ''
konkaver Bereichconcave area
a1 a 1
Abstanddistance
a2 a 2
Abstanddistance
FF
Fixierkraftfixing force

Claims (10)

Laserschweißverbindung (1) von drei übereinander angeordneten Blechbauteilen (2, 3, 4), wobei zumindest eines der Blechbauteile (2, 3, 4) beschichtet ist und wobei das mittlere Blechbauteil (3) konvexe oder konkave Ausformungen (5, 10, 10', 10'', 10''') zur Einstellung eines definierten Abstands (a) gegenüber den äußeren Blechbauteilen (2, 4) in einem Verbindungsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jede Ausformung (5, 10, 10', 10'', 10''') sowohl einen konvexen Bereich (6, 11, 11', 11'', 11'''), welcher gegen das erste äußere Blechbauteil (4) mit Abstand (a2) anliegt, als auch einen konkaven Bereich (7, 12, 12', 12'', 12'''), welcher gegen das zweite äußere Blechbauteil (2) mit Abstand (a1) anliegt, aufweist, wobei die Laserschweißverbindung (1) zumindest eine Lasernaht in Form einer Steppnaht oder einer durchgehenden Naht aufweist, die zwischen den konkav-konvexen Ausformungen (5, 10, 10', 10'', 10'''), durch diese hindurch oder tangierend verläuft.Laser welding connection ( 1 ) of three stacked sheet metal components ( 2 . 3 . 4 ), wherein at least one of the sheet metal components ( 2 . 3 . 4 ) and wherein the middle sheet metal component ( 3 ) convex or concave formations ( 5 . 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' ) for setting a defined distance (a) with respect to the outer sheet metal components ( 2 . 4 ) in a connection region, characterized in that each formation ( 5 . 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' ) both a convex area ( 6 . 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' ), which against the first outer sheet metal component ( 4 ) at a distance (a 2 ), as well as a concave area ( 7 . 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ), which against the second outer sheet metal component ( 2 ) at a distance (a 1 ) is applied, wherein the laser welding connection ( 1 ) has at least one laser seam in the form of a stitching or a continuous seam, which between the concave-convex protrusions ( 5 . 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' ), passing therethrough or tangent. Laserschweißverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (6, 11, 11', 11'', 11''') von dem konkaven Bereich (7, 12, 12', 12'', 12''') zumindest teilweise eingeschlossen ist.Laser welding connection ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the convex portion ( 6 . 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' ) from the concave area ( 7 . 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ) is at least partially included. Laserschweißverbindung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (6, 11, 11', 11'', 11''') und der konkave Bereich (7, 12, 12', 12'', 12''') zueinander konzentrisch angeordnet sind.Laser welding connection ( 1 ) according to claims 1 or 2, characterized in that the convex portion ( 6 . 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' ) and the concave area ( 7 . 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ) are arranged concentrically with each other. Laserschweißverbindung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konkave Bereich (7, 12, 12', 12'', 12''') den konvexen Bereich (6, 11, 11', 11'', 11''') kreisringförmig einschließt.Laser welding connection ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the concave area ( 7 . 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ) the convex area ( 6 . 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' ) includes annular. Laserschweißverbindung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (6, 11, 11', 11'', 11''') und der konkave Bereich (7, 12, 12', 12'', 12''') achssymmetrisch angeordnet sind.Laser welding connection ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the convex portion ( 6 . 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' ) and the concave area ( 7 . 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ) are arranged axisymmetrically. Laserschweißverbindung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (a1, a2) zur Blechbauteilmitte übereinstimmen.Laser welding connection ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the distances (a 1 , a 2 ) to the sheet metal component center coincide. Laserschweißverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Blechbauteile (2, 3, 4) verzinkt ist.Laser welding connection ( 1 ) according to claim 1, characterized in that at least one of the sheet metal components ( 2 . 3 . 4 ) is galvanized. Verfahren zur Herstellung einer Laserschweißverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (6, 11, 11', 11'', 11''') und der konkave Bereich (7, 12, 12', 12'', 12''') der Ausformung (5, 10, 10', 10'', 10''') in einer einzigen Werkzeugoperation oder nacheinander hergestellt werden.Method for producing a laser welding connection according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the convex region ( 6 . 11 . 11 ' . 11 '' . 11 ''' ) and the concave area ( 7 . 12 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' ) of the shaping ( 5 . 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' ) in a single tool operation or in succession. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (5, 10, 10', 10'', 10''') durch Nachschlagen oder Nachformen mittels Werkzeug-Aktiv-Elementen ausgebildet wird.Method according to claim 8, characterized in that the shaping ( 5 . 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' ) is formed by looking up or reshaping by means of tool-active elements. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (5, 10, 10', 10'', 10''') zugleich mit einem Nachformprozess des mittleren Blechbauteils (3) erfolgt.Method according to claim 8, characterized in that the shaping ( 5 . 10 . 10 ' . 10 '' . 10 ''' ) at the same time as a post-forming process of the middle sheet metal component ( 3 ) he follows.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008054040A1 (en) 2008-10-31 2010-05-06 Audi Ag Method for the production of metal sheet connection through seam welding by laser beam, comprises galvanizing the metal sheet connection, where a welding device is associated to a pressure element influencing on one of the components
JP5633687B2 (en) * 2010-10-25 2014-12-03 スズキ株式会社 Laser lap welding method for galvanized steel plate parts
JP5630699B2 (en) 2010-10-25 2014-11-26 スズキ株式会社 Laser lap welding method for galvanized steel plate parts

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812448C1 (en) * 1988-04-14 1989-06-15 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De
WO1990008249A1 (en) * 1989-01-17 1990-07-26 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Metallic honeycomb structure, preferably catalyst support with microstructures for flow mixing
DE3933408A1 (en) * 1989-10-06 1990-08-30 Daimler Benz Ag OVERLAP OR ROD WELDING SEAL FOR GALVANIZED SHEETS
DE4407190A1 (en) * 1994-03-04 1995-09-07 Thyssen Laser Technik Gmbh Process for preparing the joining areas of coated workpieces for welding with laser radiation and lap joint for welding coated workpieces
US5626776A (en) * 1993-10-21 1997-05-06 Morris Holmes & Co. Flangeless fuel tank
WO1999008829A1 (en) * 1997-08-15 1999-02-25 Powerlasers Ltd. Method of laser beam welding of zinc-coated steel sheet
DE19943752C1 (en) * 1999-09-13 2001-05-31 Bayerische Motoren Werke Ag Joining point for laser-welded components
DE10042538A1 (en) * 2000-08-30 2002-03-14 Volkswagen Ag Laser welding with defined gap width involves forming rough areas in overlapping weld joint to form intermediate volume for escape of welding emissions, especially zinc vapor
DE10062157A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-20 Volkswagen Ag Method for positioning and welding of esp. motor vehicle body panels uses support surfaces to fix panels and deform one to create a sectional gap
US6528756B2 (en) * 2000-03-30 2003-03-04 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Laser lap welding process of welding together overlapped plated steel sheets
DE10261655A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-15 Volkswagen Ag Laser welding of galvanized plates has projecting contact points formed on one of the plates forming venting space

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3812448C1 (en) * 1988-04-14 1989-06-15 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De
WO1990008249A1 (en) * 1989-01-17 1990-07-26 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Metallic honeycomb structure, preferably catalyst support with microstructures for flow mixing
DE3933408A1 (en) * 1989-10-06 1990-08-30 Daimler Benz Ag OVERLAP OR ROD WELDING SEAL FOR GALVANIZED SHEETS
US5626776A (en) * 1993-10-21 1997-05-06 Morris Holmes & Co. Flangeless fuel tank
DE4407190A1 (en) * 1994-03-04 1995-09-07 Thyssen Laser Technik Gmbh Process for preparing the joining areas of coated workpieces for welding with laser radiation and lap joint for welding coated workpieces
WO1999008829A1 (en) * 1997-08-15 1999-02-25 Powerlasers Ltd. Method of laser beam welding of zinc-coated steel sheet
DE19943752C1 (en) * 1999-09-13 2001-05-31 Bayerische Motoren Werke Ag Joining point for laser-welded components
US6528756B2 (en) * 2000-03-30 2003-03-04 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Laser lap welding process of welding together overlapped plated steel sheets
DE10042538A1 (en) * 2000-08-30 2002-03-14 Volkswagen Ag Laser welding with defined gap width involves forming rough areas in overlapping weld joint to form intermediate volume for escape of welding emissions, especially zinc vapor
DE10062157A1 (en) * 2000-12-14 2002-06-20 Volkswagen Ag Method for positioning and welding of esp. motor vehicle body panels uses support surfaces to fix panels and deform one to create a sectional gap
DE10261655A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-15 Volkswagen Ag Laser welding of galvanized plates has projecting contact points formed on one of the plates forming venting space

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