對可淬硬的鋼進行的等離子刺孔焊接制造技術

描述了一種用于在沒有二次加熱的情況下在可淬硬的、具有材料厚度（３）的鋼（２）中產生一焊縫（１）的方法，該方法包括至少如下方法步驟：ａ）將一焊接電極（４）定位到一焊接線（５），ｂ）施加電壓，ｃ）輸送一種等離子氣體（６），ｄ）形成一電?。ǎ罚?，ｅ）在焊接線（５）附近在整個材料厚度（３）上熔化鋼（２）。該方法在汽車的用于傳遞扭矩的部件的連接中得到優選的應用。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于在沒有二次加熱的情況下在可淬硬的、具有預先給定的材料厚度的鋼中進行焊縫的方法。特別是一種用于在接合技術上對于汽車的由可淬硬的鋼制成的、用來傳遞扭矩的部件進行連接的方法也被描述。對象也包括復合體和汽車、由可淬硬的鋼制成的用于使傳遞扭矩的連接物。本專利技術的優選的應用領域是汽車領域中的傳動鏈部件的焊縫。所謂的含碳量為至少0.25％的碳素鋼和含碳量大于0.2％的低合金鋼傳統上是有條件地可焊的(以下也總稱為“(直接地、特別是不僅通過滲碳淬火)可淬硬的鋼”)。其原因在于在焊縫中和熱影響區中通過碳造成的并通過不同的合金元素被加強的、導致裂紋的硬化。通過只可少量能變形的、沒被回火或少量被自回火的、不能可塑地減少在冷卻過程中出現的高的應力的馬氏體或貝氏體的形成，就得到上述的硬化和隨后的裂紋形成。高的冷卻速度、提高的含碳量、和/或合金元素含量促進該硬化和硬化深度。迄今曾認為，傳統的焊接方法和氣熔焊接方法由于其功率密度較低導致較小的加熱速度、大面積的熱導入以及大體積的焊縫。因此由此出發，由于有較高的功率密度所以可以將射速焊接方法-如激光束焊接或電子束焊接-單純用來形成對可淬硬的鋼進行在接合技術上的連接。譬如EP 0 925 140 B1公開了一種這樣的射束焊接方法。然而，對所有公開的、涉及可淬硬的鋼的射束焊接的嘗試而言，其共同之處是，在400℃和400℃以上的范圍中對部件進行徹底預熱。據此，應防止的是，由于快速冷卻而導致可淬硬的鋼的一種自淬火，并從而導致裂紋的形成。然而，這些具有預熱的方法在技術上耗費較大，例如，用于對部件進行感應加熱的設備須被集成到加工站中，并且焊接過程須重新被協調。因此，恰恰在汽車制造中與傳動鏈的由可淬硬的鋼制成的部件相關聯，總是出現這樣的問題，即提供一種焊接方法，涉及到質量，該方法提供這樣的單位焊接距離能量，使得取得高級的、可用的和牢固的焊縫。這特別意味著，軸的或類似的部件的一種抗扭矩的接合應被實現，其中，該接合過程應適于被集成到一流水生產中。此外，該焊接方法應是盡可能地費用合理的、并且在操作方面應是盡可能不復雜的。此外指出也會有利的是，一種在部件的可能的幾何形狀方面或者焊縫的不同的實施形式方面較為靈活的焊接方法。利用該方法建立的連接特別應符合汽車制造中提出的要求。本專利技術的任務在于，至少部分地減輕涉及到現有技術所描述的問題，或者至少部分地實現上述的確定目標。特別應指出一種氣熔焊接，該焊接保證了由可淬硬的鋼制成的部件無裂紋的接合。該氣熔焊接方法應提供汽車的傳動鏈的部件的、滿足汽車制造中要求的復合體。上述任務了利用一種用于產生焊縫的、具有權利要求1的或者權利要求2的特征的方法來解決。該方法的優選的實施方式和據此提供的至少兩個用于傳遞扭矩的部件的復合體以及車輛在從屬權利要求中有所描述。要指出的是，在權利要求書中列出的特征能以任意的、技術上合理的方式相互進行結合。此外，在權利要求書中所列出的關系可通過說明書的特征詳細地被描述。根據本專利技術的、用于在沒有二次加熱的情況下在可淬硬的具有材料厚度的鋼中產生焊縫的方法包括至少如下方法步驟a)將一焊接電極定位到一焊接線；b)施加電壓，c)輸送一種等離子氣體，d)形成一電弧，e)在焊接線附近在整個材料厚度上熔化鋼。可淬硬的鋼的一種重新凝固了的、由于通過電弧的溫度作用而事先曾被置入到一種熔化狀態的范圍被描述為“焊縫”。該焊縫特別是在一種填充料為了產生焊縫而被采用的情況下可具有其它的構成部分。該焊縫基本上跟隨一條所希望的焊接線。就是說，換言之，“焊接線”指該焊縫的最終的進程走向。按照步驟a)，焊接電極現關系到焊接線被定位或者被對準。屆時，是否焊接電極對準于部件或部件對準于電極，這是無足輕重的。所述的焊接電極最好是一鎢電極。該焊接電極與一點火器或者與一焊接能源相連。按照步驟b)，現施加一電壓。原則上，在焊炬本身的部件之間形成該電壓，使得產生一種所謂的“非傳輸”的電弧，這是可能的。然而在本情況下最好形成一種“傳輸”的電弧，其中，電壓設置在焊接電極和可淬硬的鋼制部件之間。為了提供所希望的焊接電壓，可采用變壓器、整流器組和脈沖發生器等等。按照步驟c)，等離子氣體現被輸送。等離子氣體的輸送最好也用焊炬來完成，其中，該等離子氣體對中地并緊靠焊接電極地有利地流出?，F在就形成了電弧(步驟d)。由于等離子氣體和電弧的配合，保證將集中的、高能量的熱置入到可淬硬的鋼制部件中。按照步驟e)，位于焊接線附近的可淬硬的鋼由于上述熱量置入所以現在在其整個材料厚度上被熔化。屆時，特別是所謂的“刺孔效應”被充分利用。在這種情況下，等離子束在整個材料深度中將其熔化，使一種焊接耳孔或者一種刺孔得以形成。在焊接時，等離子束隨同該焊接耳孔沿著接合棱邊運動。在等離子束的后方，已被熔化了的金屬由于熔池的表面張力以及焊接耳孔中的蒸氣壓力而重新匯合，并據此形成焊縫。在這里被建議的等離子-刺孔焊接中，能量這樣地被置入到可淬硬的鋼中，使材料的自淬火或者所不希望的硬化不會發生。據此，首次建議了一種通過氣體放電的焊接方法(等離子焊接)，該焊接方法一方面在沒有二次加熱的情況下實現了集中的、高能量的熱置入，并同時由于大面積的熱置入就避免了較大的部件變形。雖有集中的、高能量的熱置入，但是熱分布以及溫度傳導仍可如此地進行調整，使冷卻梯度不象例如在激光焊接或電子束焊接中存在的那樣，進入臨界的范圍中。據此，在焊接過程之前、之中和之后可放棄二次加熱，其中，可得到沒有裂紋的焊縫?？紤]到焊縫的“無裂紋”的構造可解釋說明的是，該接合沒有所謂的宏觀裂紋，即沒有其大小是可用肉眼識別的裂紋。其中，較小的、所謂的微觀裂紋(這此微觀裂紋的長度往往只處在材料的晶粒直徑的范圍中，并且這些微觀裂紋只是可用顯微(金相學)方法識別的)也只出現在一種可接受的范圍中。此意義上的“裂紋”特別是一種有限的、具有主要是二維伸展的材料分離，該材料分離可在焊縫金屬中、熱影響區中和/或在母體金屬中特別是由于內應力而出現的。譬如空隙、氣體夾雜、氣孔、縮孔、固體夾雜和/或焊縫的其它的缺陷可與“裂紋”相區別。雖然焊縫的與裂紋相區別的缺陷當然可盡可能地避免，但是在這里首要的目標是無(宏觀)裂紋，因為宏觀裂紋是最可怕的和最為廣泛的、導致不得不事后修理的缺陷類別。多年來，這也是譬如在使用中承受高負荷的高碳鋼只有利用二次加熱才能進行焊接的原因所在。按照本專利技術的另一方面，建議一種用于在沒有二次加熱的情況下通過產生焊縫而在接合技術上對于汽車的、用于傳遞扭矩的、具有一種材料厚度的、由可淬硬的鋼制成的部件進行連接的方法，該方法包括至少如下方法步驟a)將一焊接電極定位到一焊接線，b)施加電壓，c)輸送一種等離子氣體，d)形成一電弧，e)在焊接線附近在整個材料厚度上熔化鋼。在此所建議的方法是對于在前面所描述的焊接方法的一種專門應用。在此關聯中，該焊接方法用于在接合技術上來對于汽車的用于傳遞扭矩的部件進行連接。由于這些部件在應用期間承受高的負荷，所以焊縫的質量、形狀精度等等方面的預給定參數在此需要保證。其中，焊縫特別是作為所謂的I形焊縫來實現，其中待接合的構件或部件相互被對接。焊縫本身可為徑向焊縫和/或軸向焊縫。因此，一種沒有根部保護的徑向環形焊縫優選地被焊接。該焊縫沒有裂紋和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于在沒有二次加熱的情況下在可淬硬的、具有材料厚度（３）的鋼（２）中產生焊縫（１）的方法，包括至少以下方法步驟：ａ）將一焊接電極（４）定位到一焊接線（５），ｂ）施加電壓，ｃ）輸送一種等離子氣體（６），ｄ）形成 一電?。ǎ罚?，ｅ）在焊接線（５）附近在整個材料厚度（３）上熔化鋼（２）。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：R克雷默里厄斯，T普倫，
申請(專利權)人：GKN動力傳動系統國際有限責任公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]