DE102010021075A1 - Method for the connection of two workpieces, which dispose over materials having different melting points, comprises producing a material-consistent connection between the workpieces by cold metal transfer welding - Google Patents

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Abstract

The method for the connection of two workpieces (1, 2), which dispose over materials having different melting points, comprises producing a material-consistent connection (7, 6) between the workpieces by cold metal transfer welding, and generating a contour in the contact area of two workpieces so that a positive-fit connection is produced between the workpieces. One of the workpieces is bent in the contact area, and a recesses (8) such as hole, groove or a stamp is introduced in one of the workpieces in the area of the contact region. The method for the connection of two workpieces (1, 2), which dispose over materials having different melting points, comprises producing a material-consistent connection (7, 6) between the workpieces by cold metal transfer welding, and generating a contour in the contact area of two workpieces so that a positive-fit connection is produced between the workpieces. One of the workpieces is bent in the contact area, and a recesses (8) such as hole, groove or a stamp is introduced in one of the workpieces in the area of the contact region. The workpieces are deformed together in the contact area. A hollow edge is introduced in one of the workpieces in the area of the contact area. The contour is introduced in the workpiece, which comprises a material with higher melting point temperature. A light metal is used for one of the workpieces and steel is used as material for another workpiece. An independent claim is included for a connection between workpieces made of steel and light metal workpieces.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke, die über unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisende Werkstoffe verfügen, bei dem eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Werkstücken hergestellt wird, indem wenigstens das den niedrigeren Schmelzpunkt aufweisende Werkstück zeitweise zumindest bereichsweise auf eine Temperatur oberhalb des niedrigeren Schmelzpunktes erwärmt wird und die beiden Werkstücke in Kontakt miteinander gebracht werden.The invention relates to a method for joining two workpieces which have different melting points having materials, in which a cohesive connection between the two workpieces is made by at least the lower melting point workpiece temporarily at least partially heated to a temperature above the lower melting point and the two workpieces are brought into contact with each other.

Aus dem Stand der Technik sind Verbindungen mit so genannten Hybridnähten bekannt, mit denen Werkstücke, die unterschiedliche Werkstoffe aufweisen, miteinander verbunden werden. Oftmals handelt es sich hierbei, insbesondere im Fahrzeugbau, um Verbindungen zwischen Stahl- und Aluminiumbauteilen. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den zu verbindenden Werkstücken besteht hierbei darin, dass die Werkstoffe, aus denen die Werkstücke bestehen, unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisen. So ist der Schmelzpunkt von Aluminium deutlich geringer als der aller üblicherweise verwendeten Stahlsorten. Bei der Herstellung entsprechender Verbindungen wird das Leichtmetall, insbesondere das Aluminium, aufgeschmolzen und es wird eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Stahl erzeugt, die einer Lötverbindung entspricht.From the state of the art, connections with so-called hybrid seams are known with which workpieces which have different materials are connected to one another. Often these are, in particular in vehicle construction, connections between steel and aluminum components. An essential difference between the workpieces to be joined is that the materials that make up the workpieces have different melting points. Thus, the melting point of aluminum is significantly lower than that of all commonly used steel grades. In the production of appropriate compounds, the light metal, in particular the aluminum, melted and it is produced a cohesive connection with the steel, which corresponds to a solder joint.

Die Belastbarkeit einer derartigen Naht ist im Wesentlichen von der Oberfläche der Stahl-Blechplatine abhängig, mit der ein Leichtmetallbauteil verbunden werden soll. In diesem Zusammenhang sind aus dem Stand der Technik stumpfe und angespitzte Blechkanten bekannt, die im Wege einer stoffschlüssigen Verbindung an entsprechend geeigneten Aluminiumbauteilen befestigt werden. Durch das Anspitzen der Blechkante wird die Kontaktfläche zwischen den zu verbindenden Stahl- und Aluminiumbauteilen gegenüber Verbindungen mit nicht angespitzten Stahlblechkanten vergrößert.The load capacity of such a seam is essentially dependent on the surface of the steel sheet metal plate with which a light metal component is to be connected. In this context, blunt and sharpened sheet metal edges are known from the prior art, which are fastened by means of a material connection to suitably suitable aluminum components. The sharpening of the sheet metal edge increases the contact area between the steel and aluminum components to be connected with respect to connections with non-sharpened sheet steel edges.

Zur Herstellung der zuvor erwähnten Hybridnähte eignet sich beispielsweise das Cold Metal Transfer® Verfahren, wie es von der Firma Fronius eingesetzt wird. Hierbei wird das Bauteil, das einen Werkstoff mit niedrigerem Schmelzpunkt aufweist, zunächst in dem für die Herstellung einer Hybridnaht vorgesehenen Bereich auf eine Temperatur oberhalb der Schmelzpunkttemperatur erwärmt. Ferner werden die zu verbindenden Bauteile in Kontakt mit einander gebracht und abschließend der erwärmte Bereich wieder abgekühlt. Analog zu einem Lötverfahren wird auf diese Weise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen zwei Werkstücken erzeugt, die über Werkstoffe mit unterschiedlichen Schmelzpunkttemperaturen verfügen.For the preparation of the aforementioned hybrid seams, for example, the Cold Metal Transfer ® method, as used by Fronius. In this case, the component having a material with a lower melting point is first heated to a temperature above the melting point temperature in the region provided for the production of a hybrid seam. Further, the components to be connected are brought into contact with each other and finally the heated area is cooled again. Analogous to a soldering process, a cohesive connection between two workpieces is produced in this way, which have materials with different melting point temperatures.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbindung zwischen Werkstücken, die unterschiedliche Werkstoffe aufweisen, insbesondere Werkstoffe mit unterschiedlichen Schmelzpunkten, derart weiterzubilden, das eine höhere Nahtfestigkeit gegenüber einer reinen stoffschlüssigen Verbindung erzielt wird. Vor allem die Verbindung zwischen Stahl- und Leichtmetallwerkstücken, wie etwa Aluminiumwerkstücken, soll mit Hilfe des anzugebenden Verfahrens im Hinblick auf die Nahtfestigkeit verbessert werden.Starting from the known prior art, the invention has the object, a compound between workpieces, which have different materials, in particular materials with different melting points, further develop such that a higher seam strength is achieved over a pure cohesive connection. In particular, the connection between steel and light metal workpieces, such as aluminum workpieces is to be improved by means of the method to be specified in terms of seam strength.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit Hilfe eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine erfindungsgemäß ausgeführte Verbindung ist darüber hinaus im Anspruch 10 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.The object underlying the invention is achieved by means of a method according to claim 1. A compound according to the invention is also specified in claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke, die über unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisende Werkstoffe verfügen, bei dem eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Werkstücken durch Kaltmetalltransferschweißen hergestellt wird, derart weitergebildet worden, dass im Kontaktbereich der beiden Werkstücke wenigstens eines der Werkstücke derart geformt wird, dass zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Werkstücken hergestellt wird. Bei diesen Schweißverfahren wird wenigstens das den niedrigeren Schmelzpunkt aufweisende Werkstück zeitweise zumindest bereichsweise auf eine Temperatur oberhalb des niedrigeren Schmelzpunktes erwärmt wird und die beiden Werkstücke in Kontakt miteinander gebracht werdenAccording to the invention, a method for joining two workpieces which have materials having different melting points, in which a cohesive connection between the two workpieces is produced by cold metal transfer welding, has been developed such that at least one of the workpieces is formed in the contact region of the two workpieces such that In addition, a positive connection between the two workpieces is made. In this welding process, at least the workpiece having the lower melting point is at least partially heated at least in regions to a temperature above the lower melting point and the two workpieces are brought into contact with each other

Der wesentliche Gedanke der Erfindung beruht somit darin, zusätzlich zu der bei Hybrid-Nähten üblicherweise vorgesehenen stoffschlüssigen Verbindung zwischen unterschiedlichen Werkstoffen eine formschlüssige Verbindung zwischen den zu verbindenden Werkstücken vorzusehen. Auf diese Weise wird die Nahtfestigkeit erhöht und ein Lösen der Verbindung zuverlässig erschwert.The essential idea of the invention is therefore based on providing a positive connection between the workpieces to be joined, in addition to the material-fit connection between different materials usually provided for hybrid seams. In this way, the seam strength is increased and a release of the compound reliably difficult.

Um eine entsprechende zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen Werkstücken, die unterschiedliche Werkstoffe aufweisen, auszubilden, sind verschiedene technische Ausführungsformen denkbar, die jeweils alternativ oder sich ergänzend eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt wenigstens eines der Werkstücke über eine Umformung oder Prägung, die im Kontaktbereich mit dem anderen Werkstück die Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung ermöglicht.In order to form a corresponding additional form-fitting connection between workpieces which have different materials, various technical embodiments are conceivable, which can each be used alternatively or in addition. In a preferred embodiment, at least one of the workpieces has a deformation or embossing, which allows the formation of a positive connection in the contact area with the other workpiece.

Alternativ oder in Ergänzung hierzu ist es ferner denkbar, in dem jeweils anderen Werkstück entsprechende Gegenkonturen, beispielsweise in Form von Ausnehmungen und/oder Bohrungen vorzusehen. Eine ganz spezielle Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht in diesem Zusammenhang vor, dass ein Stahlblech bzw. eine Stahlplatine in dem mit einem Aluminiumbauteil zu verbindenden Kontaktbereich über geeignete Umformungen wie etwa gebogene Bereiche, Nuten, Prägungen und oder Ausnehmungen verfügt, in die nach Fertigstellung der Verbindung das Aluminiumwerkstück über eine geeignete Gegenkontur formschlüssig eingreift. Eine ganz spezielle Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kontur sowie die Gegenkontur der beiden Werkstücke in einem Arbeitsgang, vorzugsweise nahezu gleichzeitig in beide Werkstücke, eingebracht werden. Alternatively or in addition thereto, it is further conceivable to provide corresponding counter contours in the respective other workpiece, for example in the form of recesses and / or bores. A very specific development of the method according to the invention provides in this context that a steel plate or a steel plate in the contact area to be connected to an aluminum component has suitable deformations such as curved areas, grooves, embossments and / or recesses in the after completion of the connection the aluminum workpiece via a suitable mating contour engages positively. A very specific development of the invention provides that the contour and the mating contour of the two workpieces in a single operation, preferably almost simultaneously introduced into both workpieces.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit einerseits im Kontaktbereich zumindest zweier Werkstücke Mittel hergestellt, die eine formschlüssige Verbindung der Werkstücke ermöglichen, andererseits wird mittels einer thermischen Behandlung des Werkstücks, das einen Werkstoff mit niedrigerem Schmelzpunkt, insbesondere ein Leichtmetall, aufweist, eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den zu verbindenden Werkstücken erzeugt. Vorzugsweise wird das zu erwärmende Werkstück vornehmlich in dem für einen Kontakt mit dem anderen Werkstück vorgesehenen Bereich über die Schmelzpunkttemperatur erwärmt.With the method according to the invention, on the one hand, means are produced in the contact region of at least two workpieces, which enable a positive connection of the workpieces, on the other hand, a material connection between them is obtained by means of a thermal treatment of the workpiece, which has a material with a lower melting point, in particular a light metal generated to be joined workpieces. Preferably, the workpiece to be heated is heated above the melting point temperature primarily in the region intended for contact with the other workpiece.

Neben dem zuvor beschriebenen Verfahren und den dazugehörigen speziellen Ausführungsformen betrifft die Erfindung außerdem eine Verbindung zwischen zwei Werkstücken, die Werkstoffe unterschiedlicher Schmelzpunkttemperatur aufweisen, die sich vor allem dadurch auszeichnet, dass sowohl eine stoffschlüssige als auch eine formschlüssige Verbindung zwischen den Werkstücken vorgesehen ist.In addition to the method described above and the associated specific embodiments, the invention also relates to a connection between two workpieces having materials of different melting point temperature, which is characterized in particular by the fact that both a cohesive and a positive connection between the workpieces is provided.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:In the following the invention with reference to specific embodiments without limitation of the general inventive concept is explained in more detail with reference to figures. Showing:

1 Verbindung zwischen einem Stahlblech und einem Aluminiumwerkstück mit Ausnehmungen innerhalb des Stahlblechs; 1 Connection between a steel sheet and an aluminum workpiece with recesses within the steel sheet;

2 Verbindung zwischen einem Stahlblech und einem Aluminiumwerkstück mit einer eingewalzten Nut im Stahlblech; 2 Connection between a steel sheet and an aluminum workpiece with a rolled groove in the steel sheet;

3 Verbindung zwischen einem Stahlblech und einem Aluminiumwerkstück mit einer Einprägung im Stahlblech; 3 Connection between a steel sheet and an aluminum workpiece with an impression in the steel sheet;

4 Verbindung zwischen einem Stahlblech und einem Aluminiumbauteil mit einem Hohlschliff in der Stahlblechkante sowie 4 Connection between a steel sheet and an aluminum component with a hollow grinding in the steel sheet edge as well

5 Verbindung zwischen einem Stahlblech und einem Aluminiumbauteil aus dem Stand der Technik. 5 Connection between a steel sheet and an aluminum component of the prior art.

In 5 sind zwei Varianten von Hybrid-Nähten 3, also Verbindungen zwischen Werkstücken aus unterschiedlichen Werkstoffen, hier einem Stahlblech 1 und einem Aluminiumwerkstück 2, dargestellt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Wesentlich an der gezeigten technischen Lösung ist vor allem, dass die Verbindung zwischen den beiden Werkstücken 1, 2 mit Hilfe einer formschlüssigen Verbindung, die durch gezielte Erwärmung des Aluminiumwerkstücks hergestellt wird, erzeugt wird. 5a zeigt in diesem Zusammenhang ein Stahlblech 1, das mit einem Aluminiumwerkstück 2 verfügt worden ist.In 5 are two variants of hybrid stitching 3 , ie connections between workpieces made of different materials, here a steel sheet 1 and an aluminum workpiece 2 , as they are known from the prior art. Essential to the technical solution shown above is that the connection between the two workpieces 1 . 2 with the help of a positive connection, which is produced by targeted heating of the aluminum workpiece is generated. 5a shows in this context a steel sheet 1 that with an aluminum workpiece 2 has been.

Zur Erzeugung der dargestellten Verbindung ist das Aluminiumblech 2 in dem für die Befestigung des Stahlblechs 1 vorgesehenen Kantenbereich 5 über die Schmelzpunkttemperatur des Aluminiums erwärmt und das Stahlblech 1 mit dem Aluminiumblech 2 in Kontakt gebracht worden. Das in 5a dargestellte Stahlblech 1 verfügt in seinem Kantenbereich 4 über eine einfache Stoßkante.To produce the connection shown is the aluminum sheet 2 in the for the attachment of the steel sheet 1 provided edge region 5 heated above the melting point temperature of the aluminum and the steel sheet 1 with the aluminum sheet 2 been contacted. This in 5a illustrated steel sheet 1 has in its edge area 4 over a simple edge.

In Ergänzung zu der zuvor beschriebenen Lösung zeigt 5b eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit, eine Hybridnaht 3 zwischen zwei Werkstücken 1, 2 zu erzeugen. Wesentlich hierbei ist, dass die Kante 4 des Stahlblechs 1 in Form einer Spitze ausgeführt ist. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass der Kontaktbereich zwischen dem zumindest zeitweise geschmolzenen Aluminium- 2 und dem Stahlblech 1 gegenüber der in 5a dargestellten Variante vergrößert und somit eine erhöhte Nahtfestigkeit erzielt wird.In addition to the solution described above shows 5b another known from the prior art way, a hybrid seam 3 between two workpieces 1 . 2 to create. Essential here is that the edge 4 of the steel sheet 1 is executed in the form of a tip. This measure ensures that the contact area between the at least temporarily molten aluminum 2 and the steel sheet 1 opposite to the 5a enlarged variant shown and thus an increased seam strength is achieved.

Die in den 1 bis 4 jeweils in einer Schnitt- und einer Draufsicht dargestellten Verbindungen 3 zwischen einem Stahlblech 1 und einem Aluminiumwerkstück 2 zeichnen sich gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten und in den 5a und 5b dargestellten Verbindungsvarianten dadurch aus, dass zusätzlich zur stoffschlüssigen Verbindung 6 zwischen den beiden Bauteilen eine formschlüssige Verbindung 7 erzeugt wird. Bei der in 1 dargestellten Variante wird in ein Stahlblech 1 im späteren Kontaktbereich mit dem Aluminiumwerkstück 2 wenigstens eine, vorzugsweise eine Vielzahl von Ausnehmungen 8, insbesondere Bohrungen, eingebracht. Zur Herstellung einer Hybridnaht 3 zwischen dem Stahlblech 1 und dem Aluminiumwerkstück 2 wird das Aluminiumwerkstück 2 nunmehr zumindest im späteren Kontaktbereich auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium erwärmt und mit dem Stahlblech in Verbindung gebracht. Durch das Vorsehen von Ausnehmungen 8, insbesondere Löchern innerhalb des Stahlblechs 1, läuft das flüssige oder zumindest zähflüssige Aluminium auch in die Ausnehmungen 8, so dass schließlich ein Kontaktbereich zwischen Aluminiumwerkstück 2 und Stahlblech 1 sowohl ober- und unterhalb des Stahlblechs 1 als auch innerhalb der Ausnehmungen 8 gebildet wird. Mit dem beschriebenen Verfahren wird einerseits eine stoffschlüssige Verbindung 6 zwischen Stahl und Aluminium erzeugt, andererseits wird ein Formschluss 7 durch das Eingreifen des Aluminiums in die Bohrungen 8 des Stahlblechs 1 verwirklicht. Die Nahtfestigkeit einer derart ausgebildeten Hybridnaht 3 wird somit gegenüber einer Verbindung, die ausschließlich auf einer stoffschlüssigen Verbindung 6 beruht, deutlich erhöht.The in the 1 to 4 in each case in a sectional and a plan view shown connections 3 between a steel sheet 1 and an aluminum workpiece 2 are distinguished from those known from the prior art and in the 5a and 5b illustrated connection variants characterized in that in addition to the material connection 6 between the two components a positive connection 7 is produced. At the in 1 variant shown is in a steel sheet 1 in the later contact area with the aluminum workpiece 2 at least one, preferably a plurality of recesses 8th , in particular holes introduced. For the production of a hybrid seam 3 between the steel sheet 1 and the aluminum workpiece 2 becomes the aluminum workpiece 2 heated now at least in the later contact area to a temperature above the melting point of aluminum and brought into contact with the steel sheet. By providing recesses 8th , in particular holes within the steel sheet 1 , the liquid or at least viscous aluminum also runs into the recesses 8th , so that finally a contact area between aluminum workpiece 2 and sheet steel 1 both above and below the steel sheet 1 as well as within the recesses 8th is formed. With the described method, on the one hand, a cohesive connection 6 produced between steel and aluminum, on the other hand, a positive connection 7 by the intervention of the aluminum in the holes 8th of the steel sheet 1 realized. The seam strength of a hybrid seam formed in this way 3 becomes thus opposite a connection, which exclusively on an cohesive connection 6 based, significantly increased.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hierbei wird zunächst in dem Randbereich des Stahlblechs 1, der für eine Verbindung mit einem Aluminiumwerkstück 2 vorgesehen ist, eine Nut 9 eingewalzt. In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich möglich, eine geeignete Nut 9 auf einer oder auf beiden Seiten des Stahlblechs 1 vorzusehen. 2 shows a further embodiment of the method according to the invention. This is initially in the edge region of the steel sheet 1 which is for a connection with an aluminum workpiece 2 is provided, a groove 9 rolled. In this context, it is possible in principle, a suitable groove 9 on one or both sides of the steel sheet 1 provided.

Wird nunmehr das für die Verbindung mit dem Stahlblech 1 vorgesehene Aluminiumwerkstück 2 im Kontaktbereich über die Schmelztemperatur des Aluminiums erwärmt und mit dem Stahlblech 1 in seinem Randbereich in Kontakt gebracht, so läuft das flüssige oder zumindest zähflüssige Aluminium in die Nuten, so dass wiederum sowohl eine stoffschlüssige Verbindung 6 zwischen Aluminium und Stahl als auch eine formschlüssige Verbindung 7 zwischen dem Stahlblech 1 und dem Aluminiumwerkstück 2 erzeugt wird.Now that's the connection with the steel sheet 1 provided aluminum workpiece 2 heated in the contact area above the melting temperature of the aluminum and with the steel sheet 1 brought into contact in its edge region, the liquid or at least viscous aluminum runs into the grooves, so that in turn both a cohesive connection 6 between aluminum and steel as well as a positive connection 7 between the steel sheet 1 and the aluminum workpiece 2 is produced.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser technischen Lösung wird in den Randbereich des für die Verbindung vorgesehenen Stahlblechs 1 eine Einprägung 10 eingebracht. Auch in diesem Fall ist es grundsätzlich denkbar, eine geeignete Einprägung 10 entweder auf einer Seite des Stahlblechs 1 oder auf beiden Seiten vorzusehen. Wird das Stahlblech 1 mit den darin vorgesehenen Einprägungen mit einem Aluminiumwerkstück 2, dessen Kontaktbereich über die Schmelztemperatur von Aluminium erwärmt worden ist in Kontakt gebracht, so läuft das erwärmte und flüssige Aluminium in die Einprägungen 10 des Stahlblechs 1 hinein, so dass zusätzlich zur stoffflüssigen Verbindung 6 zwischen Stahl und Aluminium eine formschlüssige Verbindung 7 mit Hilfe der Einprägungen 10 und der entsprechenden Gegenkontur im Aluminiumwerkstück 2 erzeugt wird. 3 shows a further embodiment of the method according to the invention. In this technical solution is in the edge region of the intended for the connection steel sheet 1 an impression 10 brought in. In this case, too, it is conceivable in principle, a suitable impression 10 either on one side of the steel sheet 1 or on both sides. Will the steel sheet 1 with the imprints provided therein with an aluminum workpiece 2 , Whose contact area has been heated above the melting temperature of aluminum is brought into contact, then the heated and liquid aluminum runs into the indentations 10 of the steel sheet 1 into it, so that in addition to the substance-liquid connection 6 between steel and aluminum a positive connection 7 with the help of imprints 10 and the corresponding counter contour in the aluminum workpiece 2 is produced.

Abschließend zeigt 4 eine weitere Ausführung eines Stahlblechs 1, das für eine Verbindung mit einem Aluminiumwerkstück 2 vorgesehen ist. Bei der in 4 dargestellten technischen Lösung wird zunächst in die Kante 5 des Stahlblechs 1 ein Hohlschliff 11 eingebracht, der schließlich mit dem über die Schmelzpunkttemperatur des Aluminiums erwärmten und somit flüssigen oder zumindest zähflüssigen Aluminium gefüllt wird. Auch in diesem Fall wird durch die zusätzliche Konturierung des Stahlblechs 1 mittels eines Hohlschliffs 11 in seinem Kantenbereich 5 zusätzlich zum Stoffschluss 6 eine verbesserte Festigkeit aufgrund eines zusätzlichen Formschlusses 7, zumindest vertikal zur Stahlblechebene erreicht.Finally shows 4 another embodiment of a steel sheet 1 that is for a connection with an aluminum workpiece 2 is provided. At the in 4 illustrated technical solution is first in the edge 5 of the steel sheet 1 a hollow grinding 11 introduced, which is finally filled with the above the melting point of the aluminum heated and thus liquid or at least viscous aluminum. Also in this case is the additional contouring of the steel sheet 1 by means of a hollow grinding 11 in its edge area 5 in addition to the material connection 6 an improved strength due to an additional positive connection 7 , achieved at least vertically to the steel sheet plane.

Mit den zuvor erläuterten Herstellungsverfahren sowie den auf diese Weise hergestellten Verbindungen 3, bei denen es sich um so genannte Hybridnähte handelt, wird somit gegenüber den bekannten vergleichbaren Verbindungen eine erhöhte Nahtfestigkeit erreicht. Diese erhöhte Nahtfestigkeit wird durch die erfindungsgemäße Kombination einer stoffschlüssigen mit einer formschlüssigen Verbindung 6, 7 erzielt.With the previously described manufacturing method and the compounds prepared in this way 3 , which are so-called hybrid seams, an increased seam strength is thus achieved compared to the known comparable compounds. This increased seam strength is achieved by the combination according to the invention of a cohesive with a positive connection 6 . 7 achieved.

Claims (10)

Verfahren zum Verbinden zweier Werkstücke (1, 2), die über unterschiedliche Schmelzpunkte aufweisende Werkstoffe verfügen, bei dem eine stoffschlüssige Verbindung (6) zwischen den beiden Werkstücken (1, 2) durch Kaltmetalltransferschweißen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Kontaktbereich der beiden Werkstücke (1, 2) in wenigstens einem der Werkstücke eine Kontur (8, 9, 10, 11) derart erzeugt wird, dass zusätzlich eine formschlüssige Verbindung (7) zwischen den beiden Werkstücken (1, 2) hergestellt wird.Method for connecting two workpieces ( 1 . 2 ), which have materials with different melting points, in which a cohesive connection ( 6 ) between the two workpieces ( 1 . 2 ) is produced by cold metal transfer welding, characterized in that in the contact region of the two workpieces ( 1 . 2 ) in at least one of the workpieces a contour ( 8th . 9 . 10 . 11 ) is generated such that in addition a positive connection ( 7 ) between the two workpieces ( 1 . 2 ) will be produced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Werkstücke (1, 2) im Kontaktbereich gebogen wird.Method according to claim 1, characterized in that at least one of the workpieces ( 1 . 2 ) is bent in the contact area. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eines der Werkstücke (1, 2) im Bereich des Kontaktbereichs eine Ausnehmung, insbesondere eine Bohrung (8) eingebracht wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that in at least one of the workpieces ( 1 . 2 ) in the region of the contact region a recess, in particular a bore ( 8th ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eines der Werkstücke (1, 2) im Bereich des Kontaktbereichs eine Nut (9) eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that in at least one of the workpieces ( 1 . 2 ) in the region of the contact region a groove ( 9 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eines der Werkstücke (1, 2) im Bereich des Kontaktbereichs eine Prägung (10) eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in at least one of the workpieces ( 1 . 2 ) in the area of the contact area an imprint ( 10 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkstücke (1, 2) im Kontaktbereich gemeinsam verformt werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the two workpieces ( 1 . 2 ) are deformed together in the contact area. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens eines der Werkstücke im Bereich des Kontaktbereichs ein Hohlschliff (11) eingebracht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in at least one of the workpieces in the region of the contact region a hollow grinding ( 11 ) is introduced. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (8, 9, 10, 11) in das Werkstück (1) der beiden Werkstücke (1, 2) eingebracht wird, das einen Werkstoff mit höherer Schmelzpunkttemperatur aufweist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contour ( 8th . 9 . 10 . 11 ) in the workpiece ( 1 ) of the two workpieces ( 1 . 2 ) is introduced, which has a material with a higher melting point temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für eines der Werkstücke (2) ein Leichtmetall und für das andere Werkstück (1) ein Stahl als Werkstoff verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that for one of the workpieces ( 2 ) one light metal and for the other workpiece ( 1 ) a steel is used as material. Verbindung zwischen einem Werkstück (1) aus Stahl und einem Leichtmetallwerkstück (2), die über eine stoffschlüssige durch Kaltmetalltransferschweißen erzeugte Verbindung (6) zwischen den Werkstücken (1, 2) verfügt dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Werkstücke (1, 2) im Kontaktbereich eine Kontur aufweist, so dass eine zusätzliche formschlüssige Verbindung (7) zwischen den Werkstücken (1, 2) vorgesehen ist.Connection between a workpiece ( 1 ) made of steel and a light metal workpiece ( 2 ), which via a cohesive bond produced by cold metal transfer welding ( 6 ) between the workpieces ( 1 . 2 ) characterized in that at least one of the workpieces ( 1 . 2 ) has a contour in the contact region, so that an additional form-locking connection ( 7 ) between the workpieces ( 1 . 2 ) is provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3202521B1 (en) * 2016-02-02 2020-05-27 Punker GmbH Method of joining for manufacturing an assembly of metallic parts and corresponding ventilator wheel

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