[发明专利]用于生产金属板料的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于生产金属板料的方法和设备。

现有技术例如在WO2009/105608A1中公开了一种激光切割设备，该激光切割设备将从卷轴或卷料展开的金属带材在传送方向上传送，同时从金属带材切割出预定轮廓的金属板料。

现在，表面覆有例如铝-硅保护层的金属材料主要用于在汽车工业领域生产金属板料。这样的铝-硅保护层能够保护钢表面在热加工过程中不结垢并不受腐蚀。

如果金属板料在其切割的边缘区域与另一金属板料焊接，则保护层的材料进入焊缝区域。不希望的杂质相在焊缝中形成，削弱了焊接连接。

为了避免这一点，DE102013215346A1公开了通过激光沿与稍后形成的焊缝对应的路径去除铝-硅保护层。

现有技术还公开了，在通过激光切割产生金属板料之后，通过激光或擦刷，沿着切割边缘去除预定边缘部分中的保护层。然而，这既费时又昂贵。尽管去除了保护层，但在稍后产生的焊缝区域中确实出现了不希望出现的薄弱点。

本发明的目的是消除现有技术的缺陷。具体而言，该目的在于提出一种生产金属板料的方法和装置，可高效地在该金属板料的切割边缘区域产生具有较少缺陷的焊缝。本发明的另一个目的是提出一种方法，该方法可以快速高效地生产金属板料，该金属板料的顶部的预定表面部分中的材料已被去除。

这通过权利要求1和权利要求8的特征来实现。本发明的有利实施例从权利要求2至7以及权利要求9至17的特征得出。

本发明的第一方面是一种推荐的生产具有预定轮廓的金属板料的方法，该方法包括以下步骤：

在传送方向x上连续移动金属带材；

同时通过使用作为第一去除装置的组件的第一激光器烧蚀，将至少一个预定的表面部分上的材料自金属带材的顶部的表面去除，然后

同时通过至少一个第二激光器沿与金属板料的轮廓相对应的切割路径切割金属带材，第二激光器是设置在第一去除装置下游的切割装置的组件；

上游金属板料的表面部分的产生与下游金属板料的切割同时进行。

与现有技术不同的是，根据本发明，材料(例如铝-硅保护层)，先从金属带材的表面去除，之后，根据金属板料的预定轮廓对金属带材进行切割。已经表明，根据本发明的方法生产的金属板料可与其它金属板料焊接，而不会在焊缝中形成削弱焊缝的不希望的杂质相。

本发明的方法涉及通过烧蚀有利地去除金属带材的预定表面部分。该去除与金属带材的连续移动同时完成。同时，生产金属板料的金属带材在下游同时被切割。第一激光器和第二激光器有利地彼此独立移动。特别地，第一激光器和第二激光器彼此不机械耦合。第一激光器和第二激光器可同时被沿着不同的路径引导。

术语“表面去除”应理解为是指将表面部分中的材料从表面去除不超过0.2mm的深度，优选不超过0.16mm。金属带材的厚度大体上大于从表面去除的层的厚度。表面去除不会在金属带材上形成任何开口、狭缝或任何类似物。“表面去除”还可从金属带材表面去除氧化层、油层、漆层、杂质或类似物。

根据本发明的一个实施例，步骤a)包括去除设置在顶部上的至少一个第一层。步骤a)也可能涉及去除介于第一层和金属材料之间的第二层。第一层和第二层(如果有第二层)的成分不同于它们所涂覆的金属材料的成分。第一层可以是，例如铝-硅保护层或锌保护层。第二层可以是布置在金属材料和铝-硅保护层之间的由FeAl₃、Fe₂Al₃构成的中间层。第一层可具有0.01mm至0.1mm的厚度，第二层可具有0.005mm至0.05mm的厚度。

如果步骤a)中的去除是通过利用第一激光器的烧蚀实现的，则这样是有利的。第一激光器可以是产生例如10至1000个脉冲/mm的脉冲激光器。第一激光器的功率的范围为100W到2000W，优选850W到1600W。第一激光器可以是气体激光器如CO₂激光器，或固态激光器如光纤激光器、二极管激光器、盘状激光器或棒状激光器。

另外，步骤a)中的去除也可能是机械的。要实现这一点，可使用旋转刷或类似物。

根据本发明，步骤b)中的金属带材的切割通过至少一个第二激光器进行。第二激光器可以是适用于切割金属材料的传统激光器。为了切割金属带材，第二激光器最好根据预定的切割路径移动。