制造金属板坯尤其是混合金属板坯的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1前序的制造金属板坯(尤其是混合金属板坯)的方法。

背景技术：

工业应用中，尤其是汽车门类中，提出对组合最多种不同材料的日益增长的需求。金属板材料在这方面尤其扮演了重要角色。组合轻合金和板材在这种情况下并非罕见，因为期望关于金属板坯的不同组成部分(例如根据其可变形性和稳定性)的不同要求。虽然决非直延，将来自不同组材料(如钢和铝)的不同金属板材料连接到一起的能力需要使用精细的连接方法，例如铆接、卷边或利用第三种材料的搭接，这涉及额外的处理、操作，最为重要的，材料成本和空间要求。

从现有技术DE102008036435B4中熟知的是一种制造半成品材料的方法，其作为环状混合带，具有将来自不同组材料的材料连接到一起的能力。但是，与该现有技术关联的缺点是涉及额外的成本以便对所述半成品材料制造、切割成定长和运输，以用另外的半成品材料处理。

技术实现要素：

因此本发明的目的是使得可获得一种用于制造金属板坯(尤其是混合金属板坯)的方法，其能够以简便和具有成本效率的方式执行并避免额外的操作成本。

该目的通过以权利要求1的前序部分特征为基础的权利要求1的特征部分特征而达到。优点和适宜的进一步扩展在从属权利要求中揭示。

本发明涉及一种用于制造金属板坯(尤其是一种混合金属板坯)的方法，

-由第一金属板部件材料制造第一金属板部件，

-由第二金属板部件材料制造第二金属板部件，

-提供一种细长的连接金属板带，

-以及沿第一纵边将连接的金属板带通过优选的热结合方式连接至第一金属板部件，

-以及沿第二纵边将连接的金属板带通过热结合方式连接至第二金属板部件。

本发明的特征在于

-在第一过程步骤中，沿第一纵边，连接金属板带通过热或机械结合，尤其是通过激光焊接过程的方式，连接至第一金属板部件，和

-在第二过程步骤中，沿第二纵边，连接金属板带通过热或机械结合，尤其是通过激光焊接过程的方式，连接至第二金属板部件，

-第一和第二过程步骤在生产线内进行。

根据本发明的意义在于，准备金属板坯所必需的所有连接步骤都是在单独的生产线内实现的。根据本方法的潜在概念，其使得第一和第二金属板部件是来自不同组的材料还是属于单个组的材料均没有区别。生产线(在线)内的金属板部件的连接成本更低，因为不再应用操作的设备以及与该操作关联的与其相关的时间。

进一步扩展的优点在于，其提出，至少第一金属板部件和/或连接金属板带作为环状带(卷)而提供给生产线，并通过连续送给或同步送给而相互连接。

环状带(一般称为“卷”)的供给，提供的优点在于，不再重复需要操作工作、分离工作和堆放设备。另外，连续送给可例如通过设置带的存储设备(“环路”或类似)实现，例如当更换卷时进行或同步操作模式可能更为优选。当必须采用分离工作或堆放工作时(其中产生的金属板坯必须保持在单个位置)。

根据前面的例子，还有利地提出，第二金属板带作为环状带(卷)提供给生产线，并通过连续送给或同步送给连接至连接金属板带。

制造混合金属板坯的方法的合适实施例的特征在于

-第二金属板部件材料是来自不同于第一金属板部件材料的不同材料组的不同金属板部件材料，并且不能通过热结合而直接连接到所述第一金属板部件材料，

-所述连接金属板带配置成混合连接金属板带，其具有由通过热结合方式能够连接到第一金属板部件材料的材料制成的第一翼，和由通过热结合方式能够连接到第二金属板部件材料的材料制成的第二翼，

-和，在单个过程步骤中，分别通过热结合，尤其是通过激光焊接，第一金属板部件连接至混合金属板带的第一翼和/或第二金属板部件连接至混合连接金属板带的第二翼。

因此使得可能在一个单独的生产线内通过混合连接金属板带方式而连接来自不同组材料的两个金属板部件，混合连接金属板带展示的翼在每一种情况下由对应组材料制成，这些翼能够通过热结合，尤其是通过激光焊接，而连接到金属板部件的相应组的材料。通过这种方式，混合金属板坯能够以连续生产过程的方式由不同组材料的段而制造。

本方法过程的进一步扩展提出，在一个过程步骤中，第一金属板部件用端接(butt)结合连接到混合连接金属板带的第一翼上，在其中，在之后的过程步骤中，第二金属板部件用端接结合连接到混合连接金属板带的第二翼上。

用端接结合连接提供的优点在于没有产生部件的材料板厚度中的额外的材料应用，因此不会妨碍金属板坯的进一步处理。

作为替换，本发明的一个实施例提出，在一个过程步骤中，第一金属板部件用搭接连接到混合连接金属板带的第一翼上，在随后的过程步骤中，第二金属板部件用搭接连接到混合连接金属板带的第二翼上。

用搭接连接提供的优点在于可以使用简单的制造，尤其是当具有将降低的成本引入到部件定位和/或边部准备的要求时。

进一步扩展提出，此外，第一或第二金属板部件用端接结合连接到混合连接金属板带上，而两个金属板部件中的另一个用搭接连接到混合连接金属板带上。

上述优点以这种方式结合，并在单个的金属板坯内被联合。

附加的优点源自以下事实：连接金属板带在之前过程步骤中由至少两个翼带制造，所述制造在生产线内尤其以热结合过程和/或机械成型过程发生。

一旦连接金属板带被制造并且在同一生产线中被处理，该生产线是完全封闭的生产线，其从原材料(优选以环状带(卷)形式)开始，其将上述金属板坯或混合金属板坯作为产品传输，而不需要执行中间过程和/或操作工作。

尤其地，其优选地提出，在执行热或机械结合以前或以后，至少一个金属板部件和/或连接金属板带在生产线内经过处理，尤其是边部处理、烧蚀、切割、成型或切口。

边部处理目的是准备热结合或其他边部的处理(按尺寸切割)，或过程待连接在一起的各个部件的表面，这进一步增大生产线的生产深度，且提高了根据本发明的方法的效率。

另外，进一步的扩展提出，第一和/或第二金属板部件被连接到连接金属板带，并且其中，产生的环状金属板在生产线内以如下方式被分开：即由此产生的单个金属板坯包括至少一个第一金属板部件段、至少一个第二金属板部件段和连接这些金属板部件段的连接金属板带段。

产生的坯料可用于使得接下来的处理工作(成型、涂覆……)可得，其中可与额外的堆叠焊缝应用或类似的而一起应用。这种开卷使其可能是的金属板坯可得，其其可能不再被卷制或以其他方式出现，例如，由于缺乏柔韧性或由于在金属板坯表面中产生的结构。

在本发明的上下文中使用的措辞“一组材料”表示一组材料，其之间能够产生结合而不会具有问题。在此方面，例如，钢合金因此构成一组材料，或铝合金构成一组材料。

在本发明的上下文中使用的措辞“金属板部件”用来表示金属板坯或环状金属板或金属板带(卷)。根据一个特别的变型实施例，在本发明的上下文中使用的措辞“金属板部件”也可以理解成表示一种成型的，尤其是深拉金属板坯或金属板坯或金属板带，其已经通过前面的过程步骤展示出凹槽或缺口。

本发明另外的细节以示意性地表示的阐释性实施例为基础而在附图描述。但本发明不限于所述阐释性实施例。

附图说明

图中：

-图1：描述了具有来自同一组材料的环状金属板带的生产线的示意图。

-图2：描述了具有来自不同组材料和混合连接金属板带的连续金属板带生产线的示意图。

-图3：描述了具有混合连接金属板带的生产线以及被应用于此的来自不同组材料的金属板部件的示意图。

-图3a：描述了图3中生产线的变型，其中，金属板部件仅应用在一侧上。

-图4a，4b，4c和4d：为说明产生的连接，描述了穿过所产生的混合金属板坯以便示出所产生的连接的截面视图。

具体实施方式

图1详细描述了生产线1，其中材料以环状带(卷)方式提供。使得连接金属板带2作为在轴线4上的卷3而可得，从这里开始沿送给器5的方向提供给生产线。第一金属板部件6以金属板带的方式同样从卷7提供给生产线1，并且以设置成与送给器5平行的送给器9方向绕轴线8缠绕的获取。因而，以金属板带的形式的第二金属板部件10也以送给器13的方向绕轴线12从卷11提供。在送给器5、9、13的方向上继续，在卷3、7、11之后设置激光焊接头14、15，用于使得金属板坯可得。激光焊接头14将第一金属板部件16连接到连接金属板带2上，在此情况下沿焊缝16连续送给。相应地激光焊接头15将第二金属板部件12连接到连接金属板带2上，以使得焊缝17可得。设在生产线1连接步骤下游的是开卷台20，其之后使得所产生的金属板坯21作为个体部件可得。尽管在此情况下没有表示出，允许同步开卷的带储存设备(“环路”)，可以可行地设置在开卷台20的上游，从而不需要类似同步地连续制造焊缝16，17。其他已知的带储存设备的恰当设置，如在已经使得卷可得之后，也是可以想象到的。

图2描述了对应图1生产线的生产线30的可选实施例，其中，连接金属板带31现在以混合连接金属板带提出。第一金属板部件材料32和第二金属板部件材料33现在包括来自不同组的材料，并被提供给生产线30。因而供给通过卷34和35发生。混合连接金属板带31通过卷36提供给生产线30。

混合连接金属板带31具有第一翼40和第二翼41，每一个都包括来自不同组材料的材料。于是第二金属板部件32一组材料对应于第一翼40的材料组，并且因而通过第一激光焊接头50能够被连接到第一金属板部件32，用于使得第一焊缝53可得，同时使得热结合可得。相应地，第二金属板部件33材料组的连接金属板带31的第二翼41的材料组相应地被选择，因此使得第二焊缝52可以通过第二激光焊接头51可得。

用于使得混合金属板坯46可得的开卷45(其可以之后提供以用于进一步处理)，还在根据图2的生产线30的区域中发生。

在一个优选的、尽管仅图示地描绘的实施例中，其提出，至少一个金属板部件32或33，虽然同样地在合适的时候二者均为金属板部件和/或混合连接金属板带，可以经历前述处理工作。例如在此情况下可提供凹槽48。边部处理、按尺寸切割或其他处理可能性也是可想到的。

图3描述了根据本发明以使得混合金属板坯101可得的另一生产线100的实施例。生产线100在其中心具有混合连接金属板带102，其作为环状带以在装置的轴线104上的卷103的方式在送给器105的方向上被提供。

由第一组材料的金属板制造的第一金属板部件110被提供给生产线100，进一步地，并且被设置在连接金属板带102上。设置的第一金属板部件111随后在送给器105的方向上移位至第一激光焊接头112，其通过第一激光焊缝114将第一金属板部件111连接到混合连接金属板带102的第一翼113上。此时混合连接金属板带102的第一翼113对应于第一金属板部件110、111的材料组，因此使得以激光焊接结合的形式的热结合可行。

第二金属板部件120相应地设置在混合连接金属板带102的第二翼121上。设置的第二金属板部件122随后在送给器105的方向上被相应地提供给第二激光焊接头123，其在混合连接金属板带102的第二翼121和设置的第二金属板部件122之间产生焊缝124。在送给器105的方向上继续，根据上述附图描述的开卷130之后也可采用，其结果是，单独地使得混合坯料101可得。同样，此处，在当前的情况下没有表出出可能的带储存装置。

尽管不是排他或是限制的，其还通过图3示例的方式示出，可以提出凹槽140或某些其他种类的处理，如在第一金属部件110、111中。第一金属板部件110和/或第二金属板部件120的焊缝114、124外部边线的几何形状还可以自由选择，用于在生产线100中的处理。

图3a所示是根据图3的生产线的另一个可选的阐释性实施例，其将金属板部件110、111仅设在一侧。同样的部件具有与图3中相同的附图标记。可参考上述描述。

将金属板部件连接到连接金属板带的各种实施例通过图4a、4b、4c和4d表示。

图4a显示了通过端接结合而定位在混合连接金属板带102的第一翼113上的第一金属板部件111以及在连接金属板带102的第二翼121上的第二金属板部件122的焊缝114和124形式的热结合。这种情况下连接金属板带同样用不同组材料通过熔化结合130制造，并且在合适时，通过轧制包覆过程而形成为所导致的纵向带。

图4b描述了将具有端接结合的第一金属板部件140通过焊缝141连接到混合连接金属板带143的第一翼142上的变型。连接金属板带143的第二翼144用端接结合通过焊缝145继而附接接到第二金属板部件146上。这种情况下混合连接金属板带143作为在两个翼带142、144之间的搭接而被制造，并且其通过熔化结合147而相互连接。机械结合(例如正面锁定变形结合)、卷边结合或铆接结合，可提出来代替熔化结合。

图4c描述了将具有搭接结合的第一金属板部件150通过机械结合151连接至第一混合连接金属板带153的第一翼152上的变型，所述机械结合151例如为正面锁定可变形结合、卷边结合或铆接结合。连接金属板带153的第二翼154用端接结合通过焊缝155继而被附接到第二金属板部件156。这种情况下混合连接金属板带153根据图4实施。本领域技术人员显而易见的是，第二金属板部件156也可以相似地机械附接。

图4d描述了一种连有以混合连接金属板带163的第一翼162上的第一金属板部件160以及连接金属板带163的第二翼164上的第二金属板部件166的焊缝161和165形式而搭接的热结合。在这种情况下连接金属板带同样用不同组材料通过熔化结合167而生产，而在合适时，通过轧制包覆过程而形成为所产生的纵向带。

此外，明显地，图4a至4d的变型也是可通用的。根据本发明的优点通过制造与在生产线内关联的连接而获得。

附图标记列表：

1 生产线

2 连接金属板带

3 卷

4 轴线

5 送给方向

6 第一金属板部件

7 卷

8 轴线

13 送给方向

14 激光焊接头

15 激光焊接头

16 焊缝

17 焊缝

20 开卷台

21 金属板坯

30 生产线

31 连接金属板带

32 第一金属板部件材料

33 第二金属板部件材料

34 卷

35 卷

36 卷

40 第一翼

41 第二翼

45 开卷台

46 混合金属板坯

48 凹槽

50 第一激光焊接头

52 第二焊缝

53 第一焊缝

100 生产线

101 混合金属板坯

102 连接金属带

103 卷

104 轴线

105 送给方向

110 金属板部件

112 激光焊接头

113 第一翼

114 第一焊缝

120 第二金属板部件

121 第二翼

122 第二金属板部件

123 第二激光焊接头

124 焊缝

130 熔化结合

140 第一金属板部件

141 焊缝

142 第一翼

143 混合连接金属板带

144 第二翼

145 第二金属板部件

147 熔化结合

150 第一金属板部件

151 焊缝

152 第一翼

153 混合连接金属板带

154 第二翼

155 焊缝

156 第二金属板部件

157 熔化结合

160 第一金属板部件

161 焊缝

162 第一翼

163 混合连接金属板带

164 第二翼

165 焊缝

166 第二金属板部件

167 熔化结合