CN1988981A - 通过硬钎焊或熔焊连接接合件的方法及实施该方法的填充物 - Google Patents

Abstract

在硬钎焊或熔焊时将填充物(4)置入形成切口形接缝(3)的接合件(1，2)之间并且将其钎焊或熔焊。以此方式可达到可涂漆的缝隙闭合，而无需修整加工。

Description

通过硬钎焊或熔焊连接接合件的方法及实施该方法的填充物

技术领域

本发明涉及一种通过硬钎焊或熔焊连接金属接合件的方法。此外本发明还涉及一种实施该方法的填充物。

背景技术

通过硬钎焊或熔焊连接金属部件(接合件)是已知的。在汽车车身制造中例如汽车车身的侧围板和车顶部件通过硬钎焊被相互连接，其中焊料应当填满或封闭部件之间的接缝并且形成无需修整加工的可上底色和可涂漆的表面，这样无需采取用于覆盖接缝的措施，如在电阻或者激光焊接中特别是在所述的部件搭接的布置中是这种情况。因此特别地在所述应用中，但是也在其它的硬钎焊连接中，重视充满接缝的凝固的焊料的尽可能无气孔的表面且重视在波动的接缝宽度上尽可能均匀的填充高度以及因此变化的焊料量。在文献WO02/064300中示出了带有燃烧器以及带有焊条预热的焊接。此外实际上已知的是，通过激光对要焊接的接合件进行加热且将焊条同样输入到激光束中，这样激光束将焊条熔化。特别地对于镀锌板材，其镀层应当在接缝以外尽可能地保持完整无损(锌的沸点温度为1060℃)并且对于熔化温度大约为900到1060℃的CuSi或者CuZn焊料的熔点，凝固焊料无瑕疵且无气孔的表面仅仅在低于2到3m/s的焊接速度下才达到。如果替代硬钎焊连接，熔焊连接例如点熔焊或者连续的或中断的激光焊在重叠布置的板材上进行，则必须采取用于覆盖焊接的后续措施，例如通过一后来置入的塑料型材或者用于修整加工的成本高的措施。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种更好的硬钎焊连接或熔焊连接，所述连接在连接过程的高速度下具有高质量的闭合的或填满的接缝，因此该接缝无需或通过最少的修整加工便可使用且特别是可涂漆的。该目的通过权利要求1所述的特征得以实现。

通过在接缝中布置一填充物并与两接合件连接得到一系列优点：

被置入的和被焊入的或被钎焊的填充物减小了用于填充接缝的焊缝金属以及焊料的所需的量。闭合的接缝的表面在纵向上看非常平坦。避免焊料或焊缝金属落入或吸入到接缝底部并且限定连接面的宽度。减少所需要(更贵的)焊料的数量。气孔的危险相对于无填充物的焊接或熔焊被大大降低。此外事实证明，大于4m/s特别是5到8m/s的高的连接速度是可以达到的。尽管高的速度，得到均匀的、光滑凹形剩余接缝形式的承载连接，而没有开口的气孔。

优选地填充物是成形填充物，其横截面形状不是圆形而是适合于接缝形状，特别是类似三角形的横截面。

作为用于硬钎焊连接或熔焊连接的热源有可能是激光，例如Nd：YAG，二极管激光，纤维激光(Faserlaser)，采用单束或双束或多束技术，等离子源，感应加热，燃烧，组合(混合)源。

该方法优选可以应用在车身制造中，特别是用于板材部件，管材部件，型材部件和实心部件的连接，所述部件安装在车身中的可见区域或不可见区域且被涂漆，而无需修整加工；此外在白车身中，在板材部件的连接中并且特别是用于板材部件与管材部件的连接。

作为接合件设置例如两个具有倒角的法兰的部件或者设置为一个平的或者圆形的部件和一个带有倒角的法兰的部件，这样在定位时构成接缝。

填充物或成形填充物可以是线材形的、例如由钢制成的金属填充物，所述填充物具有一圆形或基本上是三角形的横截面，必要时带有倒圆的角部区域。这些成形填充物可以例如由圆形线材通过成型滚轧形成。填充物或成形填充物在放入到接缝中以后在那里被焊接，例如通过激光焊接设备，例如借助于双激光束。对于替代熔焊的硬钎焊的变形，成形填充物以本身已知的方式通过供给焊料或焊条被焊接。但优选的是，填充物或成形填充物具有一部分地或完全地包围该填充物的、由焊料构成的层。在此具有焊料的层或包层优选地选择具有这样的厚度，使得在硬钎焊中无须供给额外的焊料。但是填充物以及成形填充物上的焊料量也可如此选择，使得在硬钎焊中可以加入额外的焊料。

附图说明

以下借助于附图更详细的说明本发明的实施例。其中：

图1一按本发明的硬钎焊连接的实例；

图2此种连接的另一个实例；

图3此种连接的又一个实例；

图4一按本发明的熔焊连接的实例；

图5一成形填充物；

图6带有硬焊料包层的一填充物和一成形填充物。

具体实施方式

图1示意地示出了在一接合件1和一第二接合件2之间的连接位置。所述接合件这样地相互定位，使得在接合件1和2之间形成基本上切口形或V形的接缝3。为此接合件1和2可以设有倒角的法兰部分7和8，由此在接合件相互定位时，为了固定所述接合件形成相应的切口形接缝。图1以及其它图2-4在此示出了一视图，在该视图中接缝相对于图纸平面垂直延伸且以剖视图(但无阴影线)示出连接区域。这样的接缝自然地也可以在其它成形部件之间出现，从而例如所述接合件之一可以为管状部件或者两个接合件都是管状部件并且所述接合件之一可以是直线延伸的部件，例如图3中所示。接合件1和2可以是任意的可通过硬钎焊或熔焊连接的金属件。本发明的优选的应用领域在于车身制造，这样接合件例如是汽车车身的车顶部件1和侧围板，特别是镀锌的钢板制成。

根据本发明现在在硬钎焊或熔焊之前或者在硬钎焊或熔焊时有一填充物4***接缝3中，该填充物至少部分地充满接缝。图1示出了第一实例，在该实例中线材形的填充物4具有一个圆形横截面且其借助于焊接点11与接合件1以及接合件2通过硬钎焊连接，由此接合件1和接合件2也互相连接。焊料11也可以直接在接合件1和接合件2之间起作用，这样焊料也部分或全部地填充接缝3的剩余的空腔。两个接合件1和2也可以通过其它连接介质互相连接，例如通过在法兰部分7和8上附加的点焊。所使用的硬焊料11可以以传统的方式以焊条的形式在钎焊时被引向热源且被熔化，从而其可以湿润和连接在焊接温度上被加热的部件1、2以及4。在此所有已知的热源都可以考虑作为用于焊接的热源，但特别是由一个或多个激光束构成的热源，这在硬钎焊中原则上是已知的。

图2示出了与图1类似的另一硬钎焊连接，其中以相同的附图标记标示原则上相同的部件。填充物4这里设计为具有适合于切口形的接缝3之一的形状的成形填充物4。在接缝3的切口形的形状中填充物4是一横截面上接近于三角形的填充物。该填充物又采用硬焊料11焊入接缝内。硬焊料又可以以线材形状按传统方式供给。但优选的是根据图6填充物的实施方式，其中填充物4具有一焊条芯或芯部，所述焊条芯或芯部由在焊接温度下不熔化的金属例如钢制成，和一至少部分包围所述焊条芯的、由焊料制成的包层5。在此情况下填充物4可以被置入接缝3中且之后可以跟随钎焊通过相对于接缝移动的热源实现，而无需以焊条的形式或者以其它方式给出其它焊料。但是这些可以额外用焊料包围的填充物4实现。因为可熔化的焊料与焊料围绕的填充物4同时沿整个接缝存在，热作用可以也同时在较大的接缝段上或者沿整个接缝发生，这样焊接没有像已知的那样逐渐地沿接缝向前地进行，而是在较长的接缝段上或沿整个接缝同时进行。

图3示出了另一实施例，其中又用同样的附图标记标识同样的部件。在此情况下接合件1在接合区域是直线延伸的、无倒角法兰的部件。填充物4又是一成形填充物。

图4示出了可选的实施方式，在该实施方式中进行代替硬钎焊的进行熔焊。又示出两接合件1和2，所述接合件在其之间构成接缝3。填充物又被置入到该接缝中，该填充物既可以是一横截面为圆形的线材形式的填充物4也可以是一成形填充物4。在示出的实例中采用成形填充物。该成形填充物由与接合件1和2相似焊接性能的金属材料制成，这样通过熔焊热源可以实现填充物4与接合件1和2的熔焊。在示出的实例中，两个熔焊射束A和B通过箭头示出，其以已知的相应于熔焊方法的方式影响熔化区域10和12，由此得到部件1和2和4的熔焊。焊接射束例如可以是激光束，其通过射束分配器从激光源引出。焊接射束也相应地相对于接缝移动，要么是通过激光束输出口在静止的部件1和2以及4的移动，要么是通过部件1和2和4借助于输送装置相对于静止的激光输出位置的移动。这些原则上是已知的且在此不再赘述。

图5示出一相应的成形填充物4的横截面，其中该成形填充物例如由钢丝组成。该填充物不但适用于熔焊而且适用于与外部供给的硬焊料进行钎焊。图6示出了一填充物4首先具有圆形的横截面(图中左侧)，其通过经过仅由箭头C示意的成形滚轧工序可以成形为成形填充物(图中右侧)。在两个成形填充物中，示出了其包括金属的在硬钎焊中不会熔化的焊条芯14并且具有由硬焊料制成的包层5。包层5可以完全地围绕焊条芯14设置，如所示的或者也可以仅仅部分地覆盖焊条芯14。包层5可以在成形工序C之前或之后制出。包层5可以通过如下实现，即焊条芯14一次或多次由一盛装流体焊料的池槽穿过或者其可以由围绕线材焊条芯14的挤压过程设置。

在图中未示出的是接合件的结构，因此要连接的边缘区域具有无倒角的边缘区域且互相垂直地直立，亦即有T接口存在。成形线材可以按本发明被置入一个槽(或者两个槽)中且与接合件熔焊或钎焊。由此按本发明的优点达到有关的表面质量，且因此连接的载重能力通过增大的连接表面而被提高。

Claims (13)

1.一种用于通过硬钎焊或熔焊连接金属的接合件(1，2)的方法，其特征在于，接合件在构成一基本上切口形的接缝(3)的情况下互相定位，并且一至少部分地填充接缝的线材形填充物(4)在所述接缝内通过硬钎焊或熔焊与两个接合件相连接。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述填充物具有圆形横截面。

3.按权利要求1的方法，其特征在于，填充物设计为成形填充物且具有一非圆形横截面。

4.按权利要求3的方法，其特征在于，所述成形填充物具有适合于接缝形状的横截面且特别具有一类似三角形的横截面。

5.按权利要求1到4任一所述的方法，其特征在于，在硬钎焊中填充物配设有部分的或完整的、由焊料制成的包层(5)。

6.按权利要求5的方法，其特征在于，包层构成唯一的焊料源或者在硬钎焊时额外地补充焊料。

7.按权利要求1到4任一所述的方法，其特征在于，在熔焊时通过两射束(A，B)工作，所述射束单独地在填充物与接合件的两个接触区域上起作用。

8.按上述权利要求任一所述的方法，其特征在于，两个带有倒角的法兰(7，8)的接合件(1，2)互相定位，以便构成接缝。

9.按权利要求1到7任一所述的方法，其特征在于，带有倒角的法兰(8)的接合件(2)之一相对于一平的或圆形的接合件(1)定位，以便构成接缝。

10.按上述权利要求任一所述的方法，其特征在于，采用特别是双射束技术的激光和/或等离子源和/或感应加热填充物和接合件的热源和/或燃烧热源作为热源。

11.按上述权利要求任一所述的方法在汽车车身制造上的应用，特别地用于车身的车顶部件和侧围板的连接。

12.一种用于在硬钎焊时实施按权利要求1到10方法的填充物，其特征在于，线材形填充物具有金属的焊条芯(14)和部分或全部包围所述焊条芯的、由硬焊料特别是CuSi焊料或CuZn焊料制成的包层(5)。

13.按权利要求12的填充物，其特征在于，所述填充物是一带有非圆形横截面的成形填充物(4)。

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