[发明专利]焊接方法、焊接装置及连接件

说明书

背景技术

这种方法已普遍地公知。例如由出版文献DE102006015383A1公知了一种用于将第一工件与第二工件激光焊接起来的装置及方法，其中该装置包括一个激光源及一个用于焊接过程的过程监测的传感器。过程监测在这里尤其用来监测焊接深度，该焊接深度通过一个作为传感器的光学摄像机实时地检测并用作激光源的调节量。该方法中未设置焊接畸变的确定。

发明内容

根据本发明的焊接方法、根据本发明的焊接装置及根据本发明的连接件与现有技术相比具有其优点，即在焊接过程以前求得一个所需的或必要的焊接畸变，该焊接畸变在焊接过程期间被转换。这将导致：用该焊接方法不仅可产生第一与第二工件之间的连接，而且也可实现第一与第二工件之间的所需定向或变形。以此方式例如在焊接期间可补偿第一及第二工件的接触面的位错或弯曲及偏移。变换地也可考虑通过输入一个相应的弯曲参数或通过直接输入一个相应的焊接畸变在焊缝区域中产生一个所需的弯曲。这里在第三方法步骤中通过相应的焊接参数的选择实现所求得的焊接畸变。因此可用有利的方式实现一个构件，该构件具有所需的带有相对高的精确度的外部几何形状。迄今焊接起来的构件的这样高精确度的外部几何形状是通过各个接合方、即第一及第二工件的接合面的相对高的精确度来实现的。在此情况下接合面必需预先例如平面化或被磨平。与现有技术不同地根据本发明的方法能够制造这样精确的构件，而无需以相对费事及高成本的方式预加工第一及第二工件的接合面。根据本发明的另一优选构型或另一主题在第三方法步骤中使第一及第二工件绕一个旋转轴线以一个旋转速度转动，其中在该方法步骤中与旋转速度相关地将第一及第二工件相互焊接起来。以此方式可有利地将焊接能量均匀地施加第一及第二工件中，以致在热影响区域中材料的特性对称地改变。以此方式一方面减小了焊接畸变及另一方面达到了更少的转动。根据本发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电弧焊接。

本发明的有利构型及进一步构型可由从属权利要求及参照附图的说明中得到。

根据一个优选的进一步构型规定：在第二方法步骤中检测第一与第二工件之间的位错，其中求得与位错相关的并尤其补偿位错的焊接畸变。因此以有利的方式在焊接方法期间产生了对第一与第二工件之间的位错的补偿。因此该焊接方法在产生第一与第二工件之间坚固连接的同时也校正了第一与第二工件之间的连接。因此可省掉接合面的预加工。尤其在第二方法步骤中检测该位错及接着计算用于补偿该位错所必要的焊接畸变。在接下来的焊接方法步骤中进行对位错的真正补偿，其中这样地选择焊接的过程参数，以致所产生的焊接畸变引起对位错的补偿。对于位错在本发明的意义上应理解为第一及第二工件的任何偏离所需的给定布置的实际布置，由此位错在任何情况下不一定要理解为第一工件的取向与第二工件的取向之间的偏差。

根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中与焊接畸变和/或旋转速度相关地调节焊接射束，其中调节焊接射束的聚焦、辐射时间和/或相对第一和/或第二工件的方向，和或与焊接畸变相关地调节一个相应的旋转角度。通过射束功率、聚焦和/或射束方向的相应变化可有利地得到焊接畸变的变化或焊缝的优化。例如通过射束功率的增高或降低可得到焊接畸变的明显增高或减小。通过辐射时间及辐射能量相对第一与第二工件的进给速度或旋转速度的适配例如可产生一个具有恒定焊接深度而无异常重叠的、相对均匀的焊缝。

根据另一优选的进一步构型规定：这样地与工件的旋转速度相关地调节焊接射束，使得在第一及第二工件中达到一个基本上均匀的能量注入，由此以有利的方式形成一个相对小的焊接畸变，因为在热影响区域中材料特性对称地改变。

根据另一优选的进一步构型规定：在第三方法步骤中第一及第二工件绕一个旋转轴线转动，其中与焊接畸变相关地调节一个相应的旋转角度。在本发明的意义上旋转角度尤其包括在焊接开始时相对于待达到的所需焊接畸变的定位角度，即焊接射束与连接体之间的一个角度，在该角度时开始焊接过程。在此情况下特别有利的是第一与第二工件的连接体绕其自己的轴线转动，其中射束功率在这里最好基本上在所有旋转角度上是恒定的并由此可达到第一与第二工件之间相对坚固及均匀的连接。旋转角度还以有利的方式与所需的焊接畸变相关地调节，因为旋转角度的变化能使第一与第二工件之间的确定区域中的能量注入有针对性的增高和/或降低，由此以所需方式达到对生成的焊接畸变的相应影响。此外通过旋转角度可确定重叠区域的位置或与重叠区域对立的一个部分区域的位置。