[发明专利]用激光焊接金属板的方法，其中一个金属板设置凹凸不平部以形成脱气间隙

说明书

技术领域

本发明涉及用激光束焊接金属板的领域，尤其涉及机动车领域。

背景技术

利用在红外领域发射的单色光束能量，通过搭接(即金属板交叠)执行金属板的激光焊接。

当金属板是电镀的时，这种类型的焊接会遇到一些问题。锌的熔点温度比钢的低，激光引起的锌蒸发容易在定位焊缝中形成锌的多孔或污染，不利于锌的机械强度。

一种已知的解决方法是在要焊接的金属板间提供间隙，称为“脱气间隙”，以能够在焊接区对锌脱气。为了形成该间隙，已知法国专利FR2731373通过冲压操作在其中一个金属板上形成凹凸不平部，以在用激光束焊接时，金属板之间的间隔促进蒸汽的离开。

该解决方法是令人满意的；这在机动车产品、尤其是车门的制造中得到了证明。

然而，有必要对其进行完善。

事实上，从制造的经验中得出，应控制脱气间隙，因为在焊接时控制脱气间隙对于焊缝质量很关键。换句话说，脱气间隙的值应当是精确的，所述脱气间隙的值尤其是金属板的厚度和镀锌层的厚度的函数。在更确切的解决方法中，脱气间隙的精确度依靠冲压的精确度，其事实上确定了凹凸不平部的高度。

当证明了该高度在焊接时是不合适的时候，因此有必要调节冲压机床用以校准冲压深度(在可能的情况下)，又或替换冲压模具(在可能的情况下)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光焊接金属板的方法，该方法能够独立于金属板制造调节脱气间隙。

为达此目的，提供一种通过激光束焊接金属板的方法，在金属板的至少其中之一上设置有在金属板上形成厚度余量的凹凸不平部，所述金属板由此被压印，所述方法包括：组装金属板的操作、保持金属板使所述金属板之间具有预先确定的脱气间隙的操作以及焊接所述被保持的金属板的操作，在该方法中，所述脱气间隙小于由凹凸不平部形成的厚度余量，保持金属板的操作包括挤压凹凸不平部直到所述厚度余量等于脱气间隙的操作。

所述方法被应用于焊接机动车辆的车身，和尤其应用于将机动车辆的车门内衬焊接在车门板上。

由于所述方法，脱气间隙的调节独立于金属板制造，和尤其独立于压印金属板的冲压。可在各个凹凸不平部的位置上精细和丝毫不差地调节脱气间隙。

可提供各种单独或结合的补充特征：

-沿凹凸不平部之间的描线执行焊接，所述焊接描线与凹凸不平部交替；

-通过钳压件进行挤压操作，上钳用于贴靠在压印金属板上的凹凸不平部的位置上，下钳用于从反面贴靠在下层金属板上；

-设定上钳的尺寸，以覆盖凹凸不平部并且在所述凹凸不平部的不压印的周边上实行按压。

附图说明

参照附图，签于优选实施方式的描述，本发明的其它目的和优点将变得明显，其中：

-图1为用激光焊接组装的车门板和车门内衬的示意性图示；

-图2和3为用于激光焊接组装的两个金属板的示意性立体图；

-图4和5为调节金属板之间的脱气间隙以及组装的金属板的剖面示意图；

-图6为调节脱气间隙之后的金属板焊接的示意性立体图。

具体实施方式

在图1中表示出车门板1和车门内衬2，车门板1和车门内衬2由冲压镀锌钢的金属板3，4形成，该镀锌的作用是保护钢免受腐蚀。

通过下文描述的方法，沿车门内衬2和车门板1的共同边缘，用激光将车门内衬2焊接在车门板1上。

除了被应用于机动车辆车身构件(尤其是车门板和车门内衬)的组装，所述方法不限于所述应用，可被普遍用于所述的镀锌钢的金属板3，4的组装或更普遍地用于材料层的涂覆，所述材料的熔点比构成金属板的材料的熔点低。

同样被表示于图1中的，其中一个金属板3具有基本扁平的边缘，而另一个金属板4具有通过冲压形成的凹凸不平部5的压印边缘。

在图1中，凹凸不平部5呈现基本方形的轮廓，但是该轮廓可为任何形状，尤其是圆形。

这些凹凸不平部5形成于压印金属板的前表面6上，压印的厚度余量值被记为H，以使在金属板3，4仅彼此贴靠时，金属板3，4之间的间隔等于厚度余量H(图4)。

为了能够焊接，金属板3，4应当被保持为使得它们之间具有预先确定的脱气间隙，标记为J，J尤其为镀锌层的厚度和金属板3，4的厚度的函数。

在发表于技术工程的文章中，2005，vol.BT4，n°BM7771，J.Claeys、T.Dupuy和P.Verrier提供了能够计算脱气间隙的实验公式：