[發明專利]焊接方法、焊接裝置及連接件

有效

• 申請號: 201180056900.2
• 申請日: 2011-09-21
• 公開（公告）號: CN103228397A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: J·澤丹
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B23K26/08
• 分類號: B23K26/08;B23K26/03
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曾立

背景技術

這種方法已普遍地公知。例如由出版文獻DE102006015383A1公知了一種用于將第一工件與第二工件激光焊接起來的裝置及方法，其中該裝置包括一個激光源及一個用于焊接過程的過程監測的傳感器。過程監測在這里尤其用來監測焊接深度，該焊接深度通過一個作為傳感器的光學攝像機實時地檢測并用作激光源的調節量。該方法中未設置焊接畸變的確定。

發明內容

根據本發明的焊接方法、根據本發明的焊接裝置及根據本發明的連接件與現有技術相比具有其優點，即在焊接過程以前求得一個所需的或必要的焊接畸變，該焊接畸變在焊接過程期間被轉換。這將導致：用該焊接方法不僅可產生第一與第二工件之間的連接，而且也可實現第一與第二工件之間的所需定向或變形。以此方式例如在焊接期間可補償第一及第二工件的接觸面的位錯或彎曲及偏移。變換地也可考慮通過輸入一個相應的彎曲參數或通過直接輸入一個相應的焊接畸變在焊縫區域中產生一個所需的彎曲。這里在第三方法步驟中通過相應的焊接參數的選擇實現所求得的焊接畸變。因此可用有利的方式實現一個構件，該構件具有所需的帶有相對高的精確度的外部幾何形狀。迄今焊接起來的構件的這樣高精確度的外部幾何形狀是通過各個接合方、即第一及第二工件的接合面的相對高的精確度來實現的。在此情況下接合面必需預先例如平面化或被磨平。與現有技術不同地根據本發明的方法能夠制造這樣精確的構件，而無需以相對費事及高成本的方式預加工第一及第二工件的接合面。根據本發明的另一優選構型或另一主題在第三方法步驟中使第一及第二工件繞一個旋轉軸線以一個旋轉速度轉動，其中在該方法步驟中與旋轉速度相關地將第一及第二工件相互焊接起來。以此方式可有利地將焊接能量均勻地施加第一及第二工件中，以致在熱影響區域中材料的特性對稱地改變。以此方式一方面減小了焊接畸變及另一方面達到了更少的轉動。根據本發明的方法包括任何焊接方法并尤其包括射束焊接方法如激光焊接或電弧焊接。

本發明的有利構型及進一步構型可由從屬權利要求及參照附圖的說明中得到。

根據一個優選的進一步構型規定：在第二方法步驟中檢測第一與第二工件之間的位錯，其中求得與位錯相關的并尤其補償位錯的焊接畸變。因此以有利的方式在焊接方法期間產生了對第一與第二工件之間的位錯的補償。因此該焊接方法在產生第一與第二工件之間堅固連接的同時也校正了第一與第二工件之間的連接。因此可省掉接合面的預加工。尤其在第二方法步驟中檢測該位錯及接著計算用于補償該位錯所必要的焊接畸變。在接下來的焊接方法步驟中進行對位錯的真正補償，其中這樣地選擇焊接的過程參數，以致所產生的焊接畸變引起對位錯的補償。對于位錯在本發明的意義上應理解為第一及第二工件的任何偏離所需的給定布置的實際布置，由此位錯在任何情況下不一定要理解為第一工件的取向與第二工件的取向之間的偏差。

根據另一優選的進一步構型規定：在第三方法步驟中與焊接畸變和/或旋轉速度相關地調節焊接射束，其中調節焊接射束的聚焦、輻射時間和/或相對第一和/或第二工件的方向，和或與焊接畸變相關地調節一個相應的旋轉角度。通過射束功率、聚焦和/或射束方向的相應變化可有利地得到焊接畸變的變化或焊縫的優化。例如通過射束功率的增高或降低可得到焊接畸變的明顯增高或減小。通過輻射時間及輻射能量相對第一與第二工件的進給速度或旋轉速度的適配例如可產生一個具有恒定焊接深度而無異常重疊的、相對均勻的焊縫。

根據另一優選的進一步構型規定：這樣地與工件的旋轉速度相關地調節焊接射束，使得在第一及第二工件中達到一個基本上均勻的能量注入，由此以有利的方式形成一個相對小的焊接畸變，因為在熱影響區域中材料特性對稱地改變。

根據另一優選的進一步構型規定：在第三方法步驟中第一及第二工件繞一個旋轉軸線轉動，其中與焊接畸變相關地調節一個相應的旋轉角度。在本發明的意義上旋轉角度尤其包括在焊接開始時相對于待達到的所需焊接畸變的定位角度，即焊接射束與連接體之間的一個角度，在該角度時開始焊接過程。在此情況下特別有利的是第一與第二工件的連接體繞其自己的軸線轉動，其中射束功率在這里最好基本上在所有旋轉角度上是恒定的并由此可達到第一與第二工件之間相對堅固及均勻的連接。旋轉角度還以有利的方式與所需的焊接畸變相關地調節，因為旋轉角度的變化能使第一與第二工件之間的確定區域中的能量注入有針對性的增高和/或降低，由此以所需方式達到對生成的焊接畸變的相應影響。此外通過旋轉角度可確定重疊區域的位置或與重疊區域對立的一個部分區域的位置。