[发明专利]用激光束焊接轻质板材和实心板材的方法

说明书

本发明涉及一种用于焊接轻质板材(1)和实心板材(3)的方法，该轻质板材具有两个板层(5)和在板层之间设置的塑料层(7)，其中通过能量束在焊接点(11)上进行能量输入并且焊接点(11)的轻质板材一侧的位置通过焊接材料(9)与焊接点(11)的实心板材一侧的位置(15)材料配合地连接，并且其中能量输入在空间上这样变化，即焊接点(11)的轻质板材一侧的位置(13)上进行的能量输入比焊接点的实心板材一侧的位置(15)更少。

技术领域

本发明涉及一种用于接合两个工件的方法，特别是一种将所谓的轻质板材与实心板板材料配合地连接的方法。

背景技术

在许多工业领域中，例如在汽车制造中，须使用大面积的具有相应较高重量的板材。代替完全由金属制成的板材(也称作“实心板材”或“普通板材”)，可以使用所谓的轻质板材。

这种轻质板材由第一板层、第二板层和设置在第一和第二板层之间的核心层或中间层的层结构组成。中间层具有塑料层或者由塑料层组成，其中塑料层可以是例如PU层(其中PU代表聚氨酯)。这种轻质板层(也称作夹心板)因而由两个盖板和一个设置在盖板之间的核心层组成，核心层具有塑料层或者由塑料层组成。通过轻质板材不完全由金属制成，而是具有塑料中间层，可以使其形成有比对应相同尺寸的实心板更轻的重量。

轻质板材的第一和第二板层可以例如实施为由通常厚度为0.25mm至0.3mm的镀锌板材制成。通常在热接合过程中轻质板一侧上约为230℃的最高温度短期内是可能的，其中超过该最高温度的温度导致轻质板材的损坏、特别是板层和塑料层之间的连接的损坏。

例如DE 38 20 848 A1,DE 38 44 856 C2和DE 10 2005 042 361 A1中指出的，工件可以通过激光束热接合。

轻质板材与实心板材的热接合(例如通过焊接或钎焊)中由于热接合时存在的高温，存在轻质板材损坏的危险(例如通过损坏外侧的板层或者损坏板层和塑料层之间的连接或者损坏中间层本身)。例如焊接点上存在的温度对于实心板材完全还没有损坏，而轻质板材上却已经发生损坏。这样在焊接过程中，将轻质板材加热到焊料熔化所需的温度可能已经导致轻质板材的损坏(例如轻质板材的中间层的损坏)，特别是因为轻质板材外侧板层的厚度较小而使接合点的散热差。

DE 10 2008 060 506 A1和DE 10 2001 009 066 A1描述了轻质板材与实心板材的热接合，其中根据该文特别重要的是，将热能在实心板材方向上散出。为此在焊接点上要么至少加倍实心板材的厚度要么增加一个额外的板材。该方法的缺点在于，在焊接点上的额外的材料是不可避免的，而材料通过过高的热输入仍不能有效防止轻质板材的损坏。

替代热接合，可以通过胶粘进行轻质板材和实心板材的材料配合连接。然而通常该方法具有过程技术上的困难(较长的硬化时间，精确的胶粘剂涂覆，额外的重量，处理时构件的移动)。DE 10 2004 016 854 A1描述了另一个例子,薄板材和夹心板材通过金属夹的夹紧互相连接。

发明内容

本发明提供一种接合方法，通过该方法实现了在全自动化生产线上可以以非常短的周期可靠地和无损地连接轻质金属板材和实心板材。