用于至少两个板件的对接焊的方法与流程
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于至少两个板件的对接焊的方法。
背景技术：
1、由wo 2008/138973 a1已知一种用于由在对接中待通过焊接接合的板件来制造拼焊板的方法，其中，至少两个组合的激光切割头和焊接头(所述激光切割头和焊接头由至少两个独立的、分别配属于进给装置的独立的单元的臂状件来承载)同时沿着由工件载体保持的板件的待制造用于对接的边缘移动并且在此，对所述边缘进行切边并且然后在为了对接和保持板件而使所述板件聚集之后，通过工件载体使所述两个组合的激光切割头和焊接头同时沿着由所述工件载体所保持的板件的经制造的、形成对接部的边缘移动并且在此，在不同的、彼此相继的区段中制造焊缝。
技术实现思路
1、本发明的任务是，开发一种用于至少两个板件的对接焊的方法，通过所述方法保证所产生的焊接连接的高质量并且所述方法实现以小的技术消耗并且由此有效地制造拼焊板。
2、所述任务从权利要求1的前序部分的特征出发通过权利要求1的表明的特征来解决。在从属权利要求中说明了有利的并且适宜的改进方案。
3、根据本发明的用于至少两个板件、即第一板件和第二板件(由所述至少两个板件尤其制造拼焊板)的对接焊的方法设置成，
4、-在第一方法步骤中，执行所述第一板件在第一夹紧机构中的固定和所述第二板件在第二夹紧机构中的固定，
5、-在第二方法步骤中，借助于激光切割在所述第一板件处制造待焊接的第一边缘，
6、-在第三方法步骤中，借助于激光切割在所述第二板件处制造待焊接的第二边缘，
7、-尤其依次地或者同时实施所述第二和第三方法步骤，
8、-在第四方法步骤中，使所述第一板件和所述第二板件相对于彼此定位以执行用于接合的接合过程，
9、-在第五方法步骤中，借助于激光焊接沿着通过所述两个边缘形成的对接区域来实施所述两个板件的接合，
10、-在第四方法步骤中，相应地在保持通过在第一方法步骤中所制造的固定引起的预应力的情况下，要么通过所述第一夹紧机构的运动要么通过所述第二夹紧机构的运动要么通过所述第一夹紧机构和第二夹紧机构的运动来使所述第一板件和所述第二板件如下地相对于彼此定位，使得所述第一板件的待焊接的边缘和所述第二板件的待焊接的边缘在构造有对接部的情况下彼此对置。
11、通过保持所述两个板件在激光切割时由于借助于固定机构的固定受限地具有的预应力，对激光焊接来说，所述两个板件的待焊接的边缘精确地保持其几何形状，使得所述待焊接的边缘最优地彼此配合。相应地，通过根据本发明的方法避免在激光切割之后通过如下方式出现所述板件的变形并且由此出现所述边缘的变形，即在将所述板件定位用于激光焊接时，所述板件的夹紧状态发生变化。
12、还设置成，如下地实施所述第二、第三和第四方法步骤，使得在所述第五方法步骤之前，在待焊接的第一边缘与待焊接的第二边缘之间构造有槽。由此，可行的是，表面齐平地制造通过所述激光焊接产生的焊缝，从而避免焊缝的不期望的过高部。
13、此外设置成，所述槽构造为v形槽或者构造为y形槽或者构造为hv形槽或者构造为hy形槽。由此，能够使所述槽的形状的选择与所述板件的材料和厚度的相应的组合相匹配。
14、还设置成，在所述第二方法步骤中，借助于激光切割如下地进行待焊接的第一边缘的准备，使得在激光切割之后，在所述第一板件的第一边缘与毗邻于第一边缘的上侧之间包围有角度>90°，并且在所述第三方法步骤中，借助于激光切割如下地进行待焊接的第二边缘的准备，使得在激光切割之后，在所述第二板件的第二边缘与毗邻于第二边缘的上侧之间包围有角度>或＝90°。由此保证，在使经切割的边缘移位到彼此处之后，在所述板件之间构造有具有v形的横截面的槽，所述槽用作用于熔化量的容纳空间并且由此，防止过高的焊缝的构造。
15、此外设置成，在所述第四方法步骤之后，所述第一板件和所述第二板件如下地定向，使得在所述第一边缘处产生的第一切割面处于第一平面中并且在所述第二边缘处产生的第二切割面处于第二平面中，其中，当所述第一板件的上侧和所述第二板件的上侧处于第三平面中或者处于平行于彼此取向的第三平面和第四平面中时，所述第一平面和所述第二平面彼此相交。由此，防止所述边缘所在的平面的平行的取向并且提供用于熔化量的容纳空间。
16、还设置成，借助于激光光束切割或者借助于远程激光光束切割(远程激光光束切割(remote laser beam cutting-rlc))来实施所述第二和第三方法步骤，并且借助于激光光束焊接或者借助于远程激光光束焊接(远程激光光束焊接(remote laser beamwelding-rlw))来实施所述第五方法步骤。由此，唯一的远程激光器足以切割所述第一板件并且切割所述第二板件并且将所述两个板件与彼此焊接。由此，较小的移动行程是足够的，因为所述远程激光器能够根据需求来使焦点重新定位。
17、此外设置成，藉由相同的激光器或者藉由相同的远程激光器来实施所述第二和第三以及第五方法步骤。由此，对于用于制造拼焊板的装置的技术消耗相对于其它的装置较小，因为仅仅需要一个激光器。
18、还设置成，在所述远程激光器与所述板件的待焊接的边缘之间的间距在实施所述第二、第三和第五方法步骤时分别为至少200mm并且优选地至少300mm。由此，还能够更好地对具有在空间上弯曲的区段的板件进行切割和焊接，因为通过所提到的间距能够较容易地避免碰撞。
19、还设置成，在所述第五方法步骤之前并且尤其在所述第二或第三方法步骤之前，所述第一板件在其待焊接的第一边缘的区域中和/或所述第二板件在其待焊接的第二边缘的区域中通过借助于所述远程激光器的激光烧蚀进行处理。由此，能够在没有附加的技术消耗的情况下对所述板件进行清洁并且由此，能够改善焊接方法的结果，即没有不期望的物质到达熔池中。
20、此外还设置成，所述板件在其数量方面并且在其形状方面如下地构造，使得通过所述方法制造环形地闭合的拼焊板，其中，所述环形地闭合的拼焊板尤其由至少六个板件制造。为了制造具有多于两个的焊缝的拼焊板，要么多次应用根据本发明的方法要么相对于彼此并行地进行各个方法步骤，那么用于制造拼焊板的装置相应地配备有多个远程激光器和多个夹紧机构。
21、还设置成，在所述第四方法步骤中，可选地，所述第二板件如下地相对于所述第一板件定位，使得为了制造所述拼焊板的第一变型方案，将所述第一板件的上侧和所述第二板件的上侧带到共同的第一平面中，并且在此，朝着所述第二板件的上侧构造所述槽，或者为了制造所述拼焊板的第二变型方案，将所述第一板件的下侧和所述第二板件的下侧带到共同的第二平面中，并且在此，朝着所述第二板件的上侧构造所述槽。以这种方式可行的是，仅仅通过所述焊缝的不同的定位和所述板件的相对于彼此不同的取向来制造“左”和“右”拼焊板，而对此不需要另外的用于制造拼焊板的装置。
22、此外设置成，如下地预先确定所述槽的自由容积，使得所述自由容积通过在所述第五方法步骤中产生的焊缝被填充直至边界面，
23、-其中，所述边界面在其上侧处于共同的平面中的板件的情况下通过所述共同的平面来界定，并且其中，如下地填充所述槽，使得所述焊缝的填充体积相应于所述槽的自由容积或者-其中，所述边界面在其上侧处于不同的水平上的板件的情况下构造为如下边界面，所述边界面凹形地拱弯地从所述第一板件的上侧延伸到所述第二板件的上侧，并且其中，如下地填充所述槽，使得所述焊缝的填充体积为超过所述槽的自由容积。
24、以这种方式，能够在没有附加的制造步骤的情况下制造如下拼焊板，所述拼焊板最优地满足要求并且尤其还不需要在其焊缝的区域中进行再加工。
25、还设置成，在所述第五方法步骤中，通过在激光焊接期间连续地供应附加焊条来提高焊缝的填充体积，直到由所述填充体积达到所述槽的自由容积。由此可行的是，还如下地制造具有槽的较大的自由容积的拼焊板，使得所述自由容积完全被填充直至上边界并且由此，保证所述板件的最优的结合。
26、此外设置成，将多个板件连接成环，其中，对此通过一定数量的焊缝连接所述板件，所述焊缝的数量相应于所述板件的数量。由此，能够有效地制造环形的拼焊板。
27、还设置成，所述待焊接的第一边缘和所述待焊接的第二边缘分别具有线性的走向，从而通过所述焊接形成线性地走向的焊缝。由此，能够容易地制造平面的拼焊板。
28、此外设置成，所述待焊接的第一边缘和所述待焊接的第二边缘分别具有二维的曲线状的走向，从而通过所述焊接形成二维地曲线状地走向的焊缝。由此，能够容易地制造具有焊缝的二维的走向的平面的拼焊板。
29、最后设置成，所述待焊接的第一边缘和所述待焊接的第二边缘分别具有空间曲线状的走向，从而通过所述焊接形成空间曲线状地走向的焊缝。由此，能够容易地制造具有焊缝的三维的走向的、复杂的结构部件。所述结构部件在本发明的意义上还被称为空间的拼焊板。
30、在本发明的意义上，“拼焊板”被理解为一种物件，所述物件已经通过激光焊接由两个板件形成，所述板件关于其材料厚度和/或关于其材料和/或关于其形状并且关于其涂层相区别。
31、在本发明的意义上，板件被理解为板片形的工件，所述工件由能够焊接的材料制成。
32、在本发明的意义上，对接焊被理解为两个板件在彼此对接的边缘的区域中的焊接。
33、在本发明的意义上，板件的待焊接的边缘被理解为在所述板件的上侧与下侧之间走向的、毗邻于板件的上侧的边缘面。
34、在本发明的意义上，远程激光器被理解为包括扫描器系统的激光器，所述扫描器系统包括旋转的小平面镜(facettenspiegeln)或者能够倾斜的偏转镜的组合，所述小平面镜或者偏转镜能够通过如下角度的可调整性将激光光束反射到不同的位置处，所述镜以所述角度取向。
技术特征：
1.用于至少两个板件(a；a1-a9；b，b1-b9)、即第一板件(a；a1-a9)和第二板件(b；b1-b9)的对接焊的方法，其中，由所述板件(a；a1-a9；b，b1-b9)来制造尤其拼焊板(t；t1-t9)，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如下地实施所述第二、所述第三和所述第四方法步骤，使得在所述第五方法步骤之前，在所述待焊接的第一边缘(9；9.1-9.8；a9-1；b9-1；c9-1；d9-1)与所述待焊接的第二边缘(10；10.1-10.8；a9-2；b9-2；c9-2；d9-2)之间构造有槽(n；n1-n8)，其中，所述槽(n；n1-n8)优选地构造为v形槽或者优选地构造为y形槽或者优选地构造为hv形槽或者优选地构造为hy形槽。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第四方法步骤之后，所述第一板件(a；a1-a9)和所述第二板件(b：b1-b9)如下地定向，使得在所述第一边缘(9；9.1-9.8；a9-1；b9-1；c9-1；d9-1)处产生的第一切割面(17.1-17.4)处于第一平面(e1-e4)中并且在所述第二边缘(10；10.1-10.8；a9-2；b9-2；c9-2；d9-2)处产生的第二切割面(18..1-18.4)处于第二平面(f1-f4)中，其中，当所述第一板件(a；a1-a9)的上侧(15；15.1-15.8)和所述第二板件(b；b1-b9)的上侧(16；16.1-16.8)处于第三平面(g1-g3)中或者处于平行于彼此取向的第三平面(g4)和第四平面(h4)中时，所述第一平面(e1-e4)和所述第二平面(f1-f4)彼此相交。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述远程激光器(7；107)与所述板件(a；a1-a9；b；b1-b9)的待焊接的边缘(9；9.1-9.8；a9-1；b9-1；c9-1；d9-1；10.1；10.1-10.8；a9-2；b9-2；c9-2；d9-2)之间的间距(d7)在实施所述第二、第三和第五方法步骤时分别为至少200mm并且优选地至少300mm。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第五方法步骤之前并且尤其在所述第二或第三方法步骤之前，所述第一板件(a；a1-a9)在其待焊接的第一边缘(9；9.1-9.8；a9-1；b9-1；c9-1；d9-1)的区域中和/或所述第二板件(b；b1-b9)在其待焊接的第二边缘(10；10.1-10.8；a9-2；b9-2；c9-2；d9-2)的区域中通过借助于所述远程激光器(7；107)的激光烧蚀进行处理。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述板件(a9、b9、c9、d9)在其数量方面并且在其形状方面如下地进行构造，使得通过所述方法制造环形地闭合的拼焊板(t9)，其中，所述环形地闭合的拼焊板(t9)尤其由至少四个并且优选地至少六个板件(a9、b9、c9、d9)制造。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第四方法步骤中，可选地，所述第二板件(b7；b8)如下地相对于所述第一板件(a7；a8)定位，
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，如下地预先确定所述槽(n1-n4；n7；n8)的自由容积(fv1-fv4；fv7；fv8)，使得所述自由容积通过在所述第五方法步骤中产生的焊缝(12.1-12.4；12.7；12.8)被填充直至边界面(gf1-gf4；gf7；gf8)，
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述第五方法步骤中，通过在所述激光焊接期间连续地供应附加焊条(14)来提高所述焊缝(12.7；12.8)的填充体积(fv12.7；fv12.8)，直到由所述填充体积(fv12.7；fv12.8)达到所述槽(n7；n8)的自由容积(fv7；fv8)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将多个板件(a9；b9；c9；d9)连接成环(r9)，其中，对此通过一定数量的焊缝(ab9；bc9；cd9；da9)连接所述板件(a9；b9；c9；d9)，所述焊缝(ab9；bc9；cd9；da9)的数量相应于所述板件(a9；b9；c9；d9)的数量。
13.根据前述权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，
14.根据前述权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，
15.根据前述权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，
技术总结
本发明涉及一种至少两个板件(A)、即第一板件(A)和第二板件(B)的对接焊的方法，其中，由所述板件(A；B)来制造尤其拼焊板。
技术研发人员：G·阿尔贝,G·布劳希勒,M·雷茨巴赫
受保护的技术使用者：宝钢激光技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23