位于兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件之間的連接焊縫的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種位于兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件(2、3)之間的連接焊縫，該連接焊縫在加入輔料的情況下被構(gòu)造成激光熔焊縫或激光釬焊縫，其中，板構(gòu)件(2、3)具有用于構(gòu)成連接區(qū)域(4)的凸緣部段(2’、3’)，其中，至少一個(gè)凸緣部段(2’、3’)在接合區(qū)F的區(qū)域中具有凹槽(6)，所述凹糟在連接焊縫(1)制造完畢之后至少部分地被凝固的焊料(5)熔融物包圍或填充。
【專利說明】
位于兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件之間的連接焊縫
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的位于兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件之間的連接焊縫。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE19523005B4中公知了一種連接焊縫。經(jīng)驗(yàn)證，這種激光熔焊縫的結(jié)構(gòu)基本上是可靠的。但與激光熔焊縫相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)板構(gòu)件之一在車輛車身的可見范圍中仍舊時(shí)常具有局部凹陷。這種凹陷是無法接受的表面缺陷，其對(duì)車輛車身的外觀效果產(chǎn)生不利的影響。這種凹陷必須在車輛車身噴漆之前通過人工修整工作來消除。這既耗費(fèi)時(shí)間又增加成本。在計(jì)算機(jī)X光斷層攝影檢測(CT檢測)的情況下，在板構(gòu)件之一的凸緣區(qū)域中的裂縫極少被發(fā)現(xiàn)。
[0003]圖5示出的是例如一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光釬焊縫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此本發(fā)明的目的是對(duì)此類的連接焊縫進(jìn)行改進(jìn)，從而避免凹陷并且實(shí)現(xiàn)一種品質(zhì)上無缺陷的、尤其是在連接凸緣中沒有損壞(裂縫)的連接焊縫。
[0005]該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的連接焊縫來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求則提供了有利的實(shí)施方式。
[0006]按照本發(fā)明的位于兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件之間的連接焊縫被構(gòu)造成激光熔焊縫或激光釬焊縫一一尤其是在加入輔料的情況下，其中，板構(gòu)件具有用于構(gòu)成連接區(qū)域的凸緣部段。由此，這種連接焊縫的特征在于:至少一個(gè)凸緣部段在接合區(qū)的區(qū)域中具有凹槽，該凹糟在連接焊縫制造完畢之后至少部分地被凝固的焊接材料熔融物包圍，尤其是被完全填充。
[0007]按照本發(fā)明，這種凹槽涉及的是在連接焊縫的制造過程中僅暫時(shí)發(fā)揮作用的熱凹槽，在制造完畢后該熱凹槽至少部分地被凝固的輔料熔融物，尤其是完全被凝固的輔料熔融物包圍和/或充滿。由此在連接焊縫的制造過程中成功地獲得暫時(shí)的長度補(bǔ)償和/或暫時(shí)消除在激光熔焊縫或激光釬焊縫的制造過程中產(chǎn)生的剪切應(yīng)力?？梢钥闯?通過這種措施明顯減少了凹陷，甚至能夠防止凹陷，由此明顯減少修整工作。另外，在與連接焊縫相關(guān)聯(lián)的板構(gòu)件的凸緣部段之一中可能不再產(chǎn)生裂縫。本發(fā)明的重點(diǎn)是在連接焊縫的接合區(qū)的區(qū)域中布置凹槽，其中，連接焊縫的接合區(qū)指的是在其中存在激光釬焊縫的凝固的釬焊料或凝固的焊料和/或板構(gòu)件的再凝固的熔融材料的那個(gè)區(qū)域。如果凹槽被布置在接合區(qū)之外，那么凹槽將無法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所期望的效果或例如，不符合期望地位于車輛車身的可視區(qū)域中。由此可知:當(dāng)凹槽被布置在凸緣部段的、從連接焊縫的接合區(qū)直達(dá)凸緣部段的自由端的區(qū)域中時(shí)，凹槽的設(shè)置是無意義的。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，凹槽以如下方式布置在接合區(qū)內(nèi)，S卩，凹槽在連接焊縫制造完畢之后完全被凝固的輔料或釬焊料的熔融物包圍和/或填充和/或在連接焊縫制造完畢之后被遮住。也就是說，通過這種措施能夠尤其良好地阻止出現(xiàn)凹陷。
[0009]在另一個(gè)實(shí)施方式中，以如下方式將凹槽放置在相關(guān)聯(lián)的薄壁式板構(gòu)件中的一個(gè)或兩個(gè)的凸緣部段中，即，凹槽在橫截面中觀看在薄壁式板構(gòu)件之間的接合區(qū)的區(qū)域中擴(kuò)大地構(gòu)造接合縫。由此能夠利用輔料或相關(guān)聯(lián)的板構(gòu)件的熔融材料尤其良好地填充凹槽。
[0010]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，在相對(duì)于其所屬的板構(gòu)件成鈍角地設(shè)置的凸緣部段與另一個(gè)板構(gòu)件的成銳角地設(shè)置的凸緣部段相互組合的情況下，凹槽被構(gòu)造在成鈍角地設(shè)置的凸緣部段中。這表明:在兩個(gè)凸緣部段相對(duì)于其所屬的板構(gòu)件處于這種情形時(shí)，優(yōu)選在具有成鈍角地設(shè)置的凸緣部段的板構(gòu)件中出現(xiàn)凹陷。假如凹槽被設(shè)置于此就能夠可靠地避免凹陷。
[0011 ]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，凹槽在其縱向延伸長度方面在連接焊縫的整個(gè)縱向延伸長度上構(gòu)造。凹槽由此在連接焊縫的整個(gè)長度上發(fā)揮其作用。
[0012]作為備選方案，沿著縱向延伸長度也能夠中斷凹槽或?qū)疾蹣?gòu)造成具有不同的凹槽深度t。當(dāng)基于其他環(huán)境條件在連接焊縫的區(qū)域中不期望出現(xiàn)凹陷或僅傾向于減少凹陷形成時(shí)，首先考慮上述備選方案。在這些情形下，可能能夠部分地放棄設(shè)置凹槽或以較小的凹槽深度t構(gòu)造凹槽，其優(yōu)點(diǎn)在于:在這些區(qū)域中需要更少的釬焊料或焊絲、也就是說更少的輔料，因?yàn)椴槐靥畛浠騼H需少量地填充凹槽。
[0013]有利的是:凹槽在橫截面中被構(gòu)造成拱形的/弓形的/弧形的。通過在橫截面中被設(shè)置成拱形的凹槽在避免形成尖銳的彎折邊的同時(shí)，在制造連接焊縫時(shí)更好地消除剪切應(yīng)力并且由此減少產(chǎn)生的損壞、例如凹陷的數(shù)量或強(qiáng)度。在橫截面中能夠?qū)ΨQ地或不對(duì)稱地構(gòu)造凹槽。
[0014]已證明有利的是，凹槽深度t這樣構(gòu)造，即凹槽深度大約為包含凹槽的板構(gòu)件的板厚度的0.6至1.5倍、尤其是0.6至1.1倍。但已確定的是在凹槽深度t大于包含凹槽的板構(gòu)件的板厚度的1.1倍的情況下，理想地追求的凹槽完全填充變得越來越困難并且可能產(chǎn)生問題。其原因在于:在凹槽如此深的情況下在以預(yù)計(jì)量填充凹槽之前可能出現(xiàn)提前的熔融物凝固。由此在接合縫方向上可能會(huì)出現(xiàn)接合縫的不期望的不完全填充。
[0015]按照本發(fā)明的連接焊縫優(yōu)選地應(yīng)用于由相同的材料類型制成的待接合的板構(gòu)件，其中例如兩個(gè)板構(gòu)件均由鋼材制成或兩個(gè)板構(gòu)件均由鋁材制成。
[0016]按照本發(fā)明的連接焊縫也可以優(yōu)選地被使用在材料混合的情況下，其中例如，一個(gè)板構(gòu)件是鋼板構(gòu)件而另一個(gè)板構(gòu)件是鋁板構(gòu)件。當(dāng)存在這種材料配合時(shí)，最為普遍的是當(dāng)利用按照本發(fā)明的連接焊縫連接兩種具有不同的熱膨脹系數(shù)的材料一一例如鋼/鋁一一時(shí)，適宜將凹槽設(shè)置在由具有較大熱膨脹系數(shù)的材料制成的那個(gè)板構(gòu)件中。
[0017]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，在形成連接焊縫的板構(gòu)件的板厚度不同的情況下，凹槽被布置在壁更厚的板構(gòu)件中。壁更厚的板構(gòu)件由于在連接焊縫的制造中所產(chǎn)生的剪切應(yīng)力而更易于形成凹陷，但在此情況下能夠通過壁更厚的板構(gòu)件中的凹槽更好地消除該剪切應(yīng)力。
[0018]薄壁式板構(gòu)件按照本發(fā)明指的是在機(jī)動(dòng)車輛車身制造中通常所使用的板構(gòu)件。這種板厚度為0.5mm至5mm，尤其是0.6mm至3_。
【附圖說明】
[0019]下面借助多個(gè)實(shí)施例，通過按照本發(fā)明的連接焊縫的示例性的說明給出本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0020]其中:
[0021]圖1示出了位于車輛車身的例如車頂組件和側(cè)壁框架上的按照本發(fā)明的連接焊縫的一種實(shí)施方式；
[0022]圖2示出了按照本發(fā)明的連接焊縫的第二種實(shí)施方式；
[0023]圖3示出了按照本發(fā)明的連接焊縫的第三種實(shí)施方式；
[0024]圖4示出了按照本發(fā)明的連接焊縫的第四種實(shí)施方式；
[0025]圖5示出了根據(jù)示意圖的按照現(xiàn)有技術(shù)的連接焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0026]按照本發(fā)明的連接焊縫1(圖1)被構(gòu)造在第一板構(gòu)件2和第二板構(gòu)件3之間。在加入輔料的條件下，也就是說，在激光釬焊縫的情況下加入釬焊料、在激光熔焊縫的情況下加入焊絲的條件下，該連接焊縫被制造成激光熔焊縫或激光釬焊縫。板構(gòu)件2、3具有凸緣部段2’、3’，為了形成連接區(qū)域4，這些凸緣部段彼此之間以形成接合縫s的方式放置。接合縫s可以是O毫米至十分之幾毫米，例如至0.7毫米。在制造連接焊縫時(shí)從相關(guān)聯(lián)的板構(gòu)件2、3的外側(cè)A將一塊焊料5置入到接合縫s中。接合縫s的這個(gè)被焊料5填充的區(qū)域在下文中被稱為接合區(qū)F。板構(gòu)件3的凸緣部段3’在接合區(qū)內(nèi)具有凹槽6。第一板構(gòu)件2的凸緣部段2’在圖1所示的橫截面圖中被構(gòu)造成銳角地，即，相對(duì)于板構(gòu)件2成角a〈90°地布置。第二板構(gòu)件3的凸緣部段3，被構(gòu)造成鈍角地，8卩，成角β>90°地放置。凹槽6被布置在成鈍角地設(shè)置的凸緣部段3，中。
[0027]在根據(jù)圖1的實(shí)施方式中的連接焊縫中，凹槽6被焊縫材料5完全填充，其中，凹槽6被以如下方式放置在凸緣部段3’中，S卩，以擴(kuò)大接合縫s的方式構(gòu)造該凹槽，也就是說，凹槽6的槽底7與剩余的凸緣部段3’相比與對(duì)置的凸緣部段2相距更遠(yuǎn)。
[0028]在成銳角地設(shè)置的凸緣部段2’、例如數(shù)值α〈80°和成鈍角地彎曲的凸緣部段3’、例如數(shù)值β>100°的情況下，優(yōu)選將凹槽6布置在成鈍角地設(shè)置的凸緣部段3’中被證實(shí)是適宜的。若成直角地或接近直角地設(shè)置的凸緣部段2 ’、3 ’，也就是說，對(duì)于處于80°和90°之間的角度值α和處于90°和100°之間的角度值β而言，在接合區(qū)F內(nèi)的兩個(gè)凸緣部段2 ’、3 ’中都設(shè)置凹槽6同樣是適宜的。凹槽6在接合區(qū)F內(nèi)能夠被構(gòu)造成彼此錯(cuò)開的或相互對(duì)置的。
[0029]在板構(gòu)件2、3之一相對(duì)于另一個(gè)板構(gòu)件2、3具有更大的板厚度的情況下，優(yōu)選將凹槽布置在兩個(gè)板構(gòu)件2、3中更厚的那個(gè)中。在根據(jù)圖1的實(shí)施例中，板構(gòu)件3比板構(gòu)件2厚。凹槽6具有凹槽深度t，該凹槽深度從槽底7延至凸緣部段3’的、朝向?qū)χ玫耐咕壊慷?’的內(nèi)側(cè)
8。凹槽深度t優(yōu)選為凹槽6布置在其中的板構(gòu)件3的板厚度d的0.6至1.5倍、尤其是0.6至1.1倍。凹槽6可以沿著連接焊縫I的縱向延伸長度I連續(xù)地或間斷地構(gòu)造。此外，凹槽深度t可以沿著連接焊縫I的縱向延伸長度I變化。所以例如，凹槽6的區(qū)域可設(shè)定為具有較小的凹槽深度t，從而需要較少的釬焊料或焊絲來填充凹槽。
[0030]凹槽6具有凹槽寬度b，該凹槽寬度能夠沿著連接焊縫的縱向延伸長度I變化或保持不變。通過凹槽寬度b和凹槽深度t能夠以結(jié)構(gòu)上簡單的方法和方式影響凹槽6的、消除剪切應(yīng)力并且由此避免凹陷或裂縫的能力。
[0031]在按照本發(fā)明的連接焊縫I的另一個(gè)實(shí)施方式中，待接合的板構(gòu)件2、3的兩個(gè)凸緣部段2’、3’具有各一個(gè)凹槽6。凹槽6被布置成彼此對(duì)置或錯(cuò)開的，其中，兩個(gè)凹槽6的布置擴(kuò)大了接合縫S。凹槽6可以具有在橫截面中相同的空間形狀、例如拱形的空間形狀。然而凹槽也可以具有在橫截面中不同的空間形狀，尤其是可以不同地選擇凹槽6的凹槽深度t以及兩個(gè)凹槽6的凹槽寬度b。尤其適宜的是，與板構(gòu)件2、3的板厚度d和/或其他材料特性、例如其膨脹系數(shù)相匹配地選擇尺寸b和t。
[0032]圖3示出了按照本發(fā)明的連接焊縫I的另一個(gè)實(shí)施方式。在這個(gè)實(shí)施方式中，凹槽6被以如下方式放置在待接合的板構(gòu)件2、3的凸緣區(qū)域2’、3’中，S卩，兩個(gè)凸緣區(qū)域2’、3’的凹槽6彼此相對(duì)應(yīng)地布置并且由此接合縫s變窄。在根據(jù)圖3的實(shí)施方式中，凹槽6完全被焊料5包圍。在凹槽6之間的凈寬w優(yōu)選地是零毫米至十分之幾毫米、尤其是至0.7mm。剩余的接合縫s因此被構(gòu)造得較寬。在凈寬w非常小、例如在Omm和0.3mm之間的范圍內(nèi)的情況下，在按照本發(fā)明的連接焊縫I的這個(gè)實(shí)施方式中，焊料5也僅能夠到達(dá)接合縫s的頂點(diǎn)10，從而使得凹槽在這種情況下僅被焊料5部分地包圍，例如直至頂點(diǎn)10。
[0033]在根據(jù)圖4的按照本發(fā)明的連接焊縫I的另一個(gè)實(shí)施方式中，凹槽6沿同方向地定向，從而使得例如被布置在凸緣區(qū)域2 ’中的一個(gè)凹槽6的頂點(diǎn)1與例如被布置在凸緣區(qū)域3 ’中的另一個(gè)凹槽6的槽底7在接合縫s中構(gòu)成了接合縫s的一部分。在這個(gè)實(shí)施方式中，凹槽6的內(nèi)部由此至少部分地被焊料5填充并且另一個(gè)凹槽6在其頂點(diǎn)10的區(qū)域中至少部分地被焊料5包圍。
[0034]在根據(jù)圖1的示意性截面圖中，凹槽6被構(gòu)造成拱形的凹槽，帶有位于槽底7的區(qū)域中的拱形部段和位于凹槽6朝向凸緣部段3’的過渡區(qū)域中的兩個(gè)拱形部段。
[0035]在圖5中示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的連接焊縫100。該連接焊縫連接了兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件200、300并且被布置在構(gòu)成接合區(qū)F的兩個(gè)設(shè)置的凸緣部段200’、300’的凸緣區(qū)域中。在連接焊縫100的這種構(gòu)造中，由于熱感應(yīng)的剪切應(yīng)力，尤其是在帶有成鈍角地設(shè)置的凸緣部段300’的板構(gòu)件300中可能產(chǎn)生凹陷E，適宜的是利用本發(fā)明來避免這種凹陷。
[0036]利用按照本發(fā)明的連接焊縫能夠明顯減少、甚至防止現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常出現(xiàn)的凹陷，這樣在為白車身噴漆之前顯著地減少了白車身的修整工作。另外可知:在與連接焊縫相關(guān)聯(lián)的凸緣區(qū)域2’、3’之一中不再出現(xiàn)裂縫。
[0037]附圖標(biāo)記列表:
[0038]I連接焊縫
[0039]2第一板構(gòu)件
[0040]3第二板構(gòu)件
[0041]2，、3，凸緣部段
[0042]4連接區(qū)域
[0043]5 焊料
[0044]6 凹槽
[0045]7 槽底
[0046]8 內(nèi)側(cè)
[0047]10 頂點(diǎn)
[0048]A 外側(cè)
[0049]E 凹陷
[0050]F接合區(qū)[0051 ]B凹槽寬度
[0052]D板厚度
[0053]L縱向延伸長度
[0054]S接合縫
[0055]T凹槽厚度
[0056]W 凈寬
[0057]100連接焊縫
[0058]200、300 板構(gòu)件
[0059]200’、300’ 凸緣部段
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種位于兩個(gè)薄壁式板構(gòu)件2、3之間的連接焊縫，該連接焊縫在加入輔料的情況下被構(gòu)造成激光熔焊縫或激光釬焊縫，其中，所述板構(gòu)件2、3具有用于構(gòu)成連接區(qū)域4的凸緣部段2’、3’，其特征在于，至少一個(gè)凸緣部段2’、3’在接合區(qū)F的區(qū)域中具有凹槽6，所述凹槽在連接焊縫I制造完畢之后至少部分地被凝固的焊料5熔融物包圍或填充。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連接焊縫，其特征在于，所述凹槽(6)被構(gòu)造成用于擴(kuò)大位于所述接合區(qū)(F)的區(qū)域中的接合縫(S)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連接焊縫，其特征在于，在相對(duì)于所屬的板構(gòu)件(2)成鈍角地設(shè)置的凸緣部段(2’)與相對(duì)于所屬的板構(gòu)件(3’)成銳角地設(shè)置的凸緣部段(3’)相互組合的情況下，凹槽(6)被構(gòu)造在成鈍角地設(shè)置的凸緣部段(3’)中。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，所述凹槽(6)在其縱向延伸長度I方面在連接焊縫(I)的整個(gè)縱向延伸長度I上構(gòu)造。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，所述連接焊縫(I)被構(gòu)造成角焊縫、卷邊焊縫、或向下立焊縫。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，所述凹槽(6)在橫截面中被構(gòu)造成拱形的。7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，凹槽深度(t)大約為包含所述凹槽(6)的板構(gòu)件(3)的板厚度(d)的0.6至1.5倍、尤其是0.6至1.1倍。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，待接合的板構(gòu)件(2、3)由相同的材料類型制成，例如兩個(gè)板構(gòu)件均由鋼材制成或兩個(gè)板構(gòu)件均由鋁材制成。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，所述凹槽(6)被構(gòu)造成沿著其縱向延伸長度(I)中斷或具有不同的凹槽深度(t)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，在兩個(gè)具有不同板厚度(d)的板構(gòu)件(2、3)相互組合的情況下，所述凹槽(6)被布置在壁較厚的板構(gòu)件(3)的凸緣部段(3’)中。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，在兩個(gè)具有不同熱膨脹系數(shù)的板構(gòu)件(2、3)相互組合的情況下，所述凹槽(6)被布置在具有較大熱膨脹系數(shù)的那個(gè)板構(gòu)件(2、3)的凸緣部段(2’、3’)中。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的連接焊縫，其特征在于，待接合的板構(gòu)件(2、3)由不同的材料制成，例如，一個(gè)板構(gòu)件(2、3)由鋼材制成，而另一個(gè)由鋁材制成。
【文檔編號(hào)】B23K33/00GK105916622SQ201480073294
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年11月27日
【發(fā)明人】F·施托勒, G·高爾, J·林特爾曼
【申請(qǐng)人】奧迪股份公司