DE-102017209599-B4 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes und Bauteilverbund

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes (1) mit verringerter Korrosionsneigung, bei dem ein erstes Bauteil (2) und ein zweites Bauteil (3) unter Ausbildung einer Stirnkehlnaht (4) miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkehlnaht (4) durch ein taktiles Laser-Schweißen ausgebildet wird, und dass ein zu glättender Verbindungsbereich (5), der die Stirnkehlnaht (4) und beidseitig daran angrenzende Bauteilabschnitte (6, 7) umfasst, zumindest oberflächlich derart aufgeschmolzen wird, dass die Oberfläche im geglätteten Bereich (5A) einen stetigen Verlauf aufweist und kantenfrei in angrenzende ungeglättete Bereiche übergeht, wobei der geglättete Verbindungsbereich (5A) einen Mittenrauwert von 3 µm oder weniger aufweist.

Inventors

• Markus Lachenmaier

Assignees

• BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20170607

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes (1) mit verringerter Korrosionsneigung, bei dem ein erstes Bauteil (2) und ein zweites Bauteil (3) unter Ausbildung einer Stirnkehlnaht (4) miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet , dass die Stirnkehlnaht (4) durch ein taktiles Laser-Schweißen ausgebildet wird, und dass ein zu glättender Verbindungsbereich (5), der die Stirnkehlnaht (4) und beidseitig daran angrenzende Bauteilabschnitte (6, 7) umfasst, zumindest oberflächlich derart aufgeschmolzen wird, dass die Oberfläche im geglätteten Bereich (5A) einen stetigen Verlauf aufweist und kantenfrei in angrenzende ungeglättete Bereiche übergeht, wobei der geglättete Verbindungsbereich (5A) einen Mittenrauwert von 3 µm oder weniger aufweist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1 , bei dem das Glätten mittels eines Laserstrahls (L) erfolgt, der oszillierend und defokussiert über den zu glättenden Verbindungsbereich (5) geführt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2 , bei dem der geglättete Verbindungsbereich (5A) eine Breite hat, die mindestens der doppelten Schweißnahtbreite entspricht.
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 , bei dem das Glätten mittels einer scannerbasierten Remote-Laserstrahlvorrichtung erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 , bei dem die Bauteile (2, 3) Aluminiumbauteile sind.
6. Bauteilverbund mit einem ersten Bauteil (2) und einem zweiten Bauteil (3), die mittels einer Stirnkehlnaht (4) miteinander verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet , dass die Stirnkehlnaht (4) durch ein taktiles Laser-Schweißen ausgebildet wird, und dass die Oberfläche des Bauteilverbundes (1) in einem Verbindungsbereich (5A), der sowohl die Stirnkehlnaht (4) als auch seitlich daran angrenzende Abschnitte (6, 7) des ersten und zweiten Bauteils (2, 3) umfasst, durch Aufschmelzen derart geglättet ist, dass die Oberfläche im Verbindungsbereich (5A) einen stetigen Verlauf aufweist und kantenfrei in angrenzende ungeglättete Bereiche übergeht, wobei die Oberfläche im geglätteten Verbindungsbereich (5A) einen Mittenrauwert von weniger als 3 µm aufweist, und wobei die Bauteile (2, 3) Aluminiumbauteile sind.
7. Bauteilverbund nach Patentanspruch 6 , bei dem die Bauteile (2, 3) Karosseriebauteile oder Karosserieanbauteile sind.
8. Bauteilverbund nach einem der Patentansprüche 6 bis 7 , der eine Fahrzeugtür oder eine Fahrzeugklappe ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes sowie einen Bauteilverbund. Zur Herstellung eines Bauteilverbundes ist das Schweißen ein etabliertes Verfahren. Hierbei wird Material der zu fügenden Bauteile durch einen Energieeintrag aufgeschmolzen. Die Schmelze mischt sich und erkaltet zu einer Schweißnaht, welche die Bauteile stoffschlüssig verbindet. Das Schweißen kann mit und ohne Zusatzmaterial durchgeführt werden. Für Schweißverbindungen im Fahrzeugbau werden häufig Stirnkehlnähte eingesetzt. Unter einer Stirnkehlnaht wird eine Schweißverbindung zwischen zwei Bauteilen verstanden, wobei ein oberes Bauteil zumindest teilweise überlappend auf einem unteren Bauteil aufliegt und die Schweißnaht zwischen wenigstens einer Kantenfläche bzw. Flankenfläche des oberen Bauteils und der angrenzenden Auflagefläche des unteren Bauteils ausgebildet ist. Eine solche Schweißnaht kann auch als Flankenkehlnaht bezeichnet werden. Die Stirnkehlnaht kann als durchgängige Schweißnaht oder in der Art einer Steppnaht (d. h. mit Nahtunterbrechungen) ausgebildet sein. Aus EP 1 175 955 A2 ist ein Verfahren zur Glättung einer Schweißnahtwurzel und/oder einer Schweißnahtoberraupe bekannt. Aus DE 10 2014 203 025 A1 ist ein Verfahren bekannt, welches vorsieht, das Ausbilden einer Schweißnaht sowie die Nacharbeitung der Schweißnaht in einen gemeinsamen Verfahrensschritt zu integrieren. Aus DE 10 2013 219 220 A1 ist ein Verfahren zum Ausbilden einer Stirnkehlnaht durch ein Laser-Remote-Bearbeitungsverfahren bekannt. Neben der Festigkeit der Schweißnaht ist es in der Fahrzeugindustrie von enormer Bedeutung, dass die Fügeverbindung eine geringe Korrosionsneigung aufweist. Zwar ist es üblich, Schweißnähte nachträglich mit einer Antikorrosionsversiegelung, z.B. einer KTL-Beschichtung zu versehen. Je nach Beschaffenheit der Schweißverbindung ist hierzu jedoch eine nachträgliche Bearbeitung der Bauteile, wie z.B. ein zusätzliches Reinigen, notwendig. Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie die Korrosionsneigung bei einem Bauteilverbund mit einfachen Mitteln und zuverlässig verringert werden kann. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und einen Bauteilverbund nach Patentanspruch 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Es wird ein Verfahren angegeben, bei dem zumindest ein erstes und ein zweites Bauteil unter Ausbildung einer Stirnkehlnaht miteinander verschweißt werden. Erfindungsgemäß erfolgt nach dem Ausbilden der Stirnkehlnaht ein zumindest oberflächliches Aufschmelzen, Glätten und Reinigen (Entfernung von Verunreinigungen, z.B. Schmauch) eines Verbindungsbereichs der Bauteile. Die Stirnkehlnaht wird durch ein taktiles Laser-Schweißen ausgebildet. Der Verbindungsbereich umfasst die Stirnkehlnaht sowie seitlich an die Stirnkehlnaht angrenzende Bauteilabschnitte des ersten und zweiten Bauteils. Die Breite der Bauteilabschnitte, in denen eine Glättung/Reinigung erfolgt, kann variieren und wird vorzugsweise so gewählt, dass Kanten und Einbrandmarken aufgeschmolzen werden. Das Wideraufschmelzen und Glätten erfolgt derart, dass der Verbindungsbereich kanten- und absatzfrei ausgebildet ist. Insbesondere weist die Oberfläche des geglätteten Verbindungsbereichs einen stetigen Verlauf auf und geht stetig in die Oberfläche der ungeglätteten Bauteilabschnitte über, welche an den Verbindungsbereich angrenzen. Der geglättete Verbindungsbereich weist einen Mittenrauwert von 3 µm oder weniger auf. Zum Glätten werden die Stirnkehlnaht sowie die, in Nahtrichtung betrachtet, seitlich angrenzenden Bauteilabschnitte oberflächlich angeschmolzen. Die Naht selbst wird geglättet, von Verunreinigungen gereinigt und es wird ein stetiger und kantenfreier Übergang von den Bauteilen in die Schweißnaht erzeugt. Insbesondere wird das obere Blechbauteil im Kantenbereich durch das Glätten gerundet. Die Glättung erfolgt auch auf der Seite des unteren Blechbauteils. Hierbei wird neben einem fließenden Übergang zwischen Bauteil und Naht auch eine Reinigungswirkung erzielt und es werden z.B. Schmauchspuren von der vorangegangenen Schweißnahterzeugung abgetragen. Es hat sich herausgestellt, dass eine derart geglättete Bauteilkontur eine deutlich verringerte Korrosionsneigung aufweist und insbesondere die Filiformkorrosion unterdrückt bzw. stark reduziert werden kann. Eine besonders hohe Oberflächengüte des geglätteten Bereichs lässt sich erzielen, wenn das Aufschmelzen bzw. das Glätten in einer bevorzugten Ausgestaltung mittels eines Laserstrahls erfolgt, der oszillierend und -defokussiert über den zu glättenden Bereich geführt wird. Hierbei wird der Energieeintrag so gewählt, dass der gewünschte Grad der Aufschmelzung bzw. die Tiefe der Aufschmelzung erreicht wird. Die Fokuslage kann oberhalb oder unterhalb der Fügeebene eingestellt werden. Die Form der Oszillation ist nicht auf eine be