用于制备预涂覆板的方法以及相关联的装置与流程

本发明涉及用于鉴于一预涂覆板与另一板的焊接而制备预涂覆板的方法，该方法包括以下连续步骤：

-提供预涂覆板，该预涂覆板包括金属基板，该金属基板在该金属基板的面中的至少一个面上设置有预涂层；

-通过激光烧蚀在去除区域中去除预涂覆板的所述至少一个面上的预涂层的至少一部分，所述激光烧蚀沿烧蚀方向执行，所述烧蚀步骤在一装置中实施。

背景技术：

为了改善由可压制硬化的钢制成的板的抗氧化性，这些板通常涂覆有预涂层，特别是铝基预涂层。这种预涂覆板可以焊接至其他板、例如其他预涂覆板，然后这些焊接的板被热成形并压制硬化成其最终形状。

当这种预涂覆板被焊接至其他板时，预涂层的一部分通过焊接熔融到在这些板之间形成的焊接金属中。

这种外源金属可能导致金属间区域的形成，在随后的机械载荷下，这些金属间区域趋于成为静态条件或动态条件下的断裂开始部位。

此外，由于铝是α基元素，因此在焊接板的热成形之前的加热期间，铝延迟了熔融区域的奥氏体转变。因此，在这种情况下，不可能在压制硬化之后获得具有完全淬火结构的焊接接头，并且因此，由此获得的焊接接头具有比板自身低的硬度和拉伸强度。

ep2007545公开了一种通过在焊接之前借助于激光烧蚀去除焊接区域中的预涂层的一部分来防止上述缺点的方法。

在激光束的等离子体压力下，涂层熔融并蒸发并且从激光束的中心轴线沿与激光束的移位垂直的方向径向流动。本发明的发明人现在已经观察到预涂层的激光烧蚀会导致来自预涂层的材料在去除区域的边缘上积聚，从而在该边缘上产生来自预涂层的材料的堆积物。

这种堆积物通常是不希望的。

首先，堆积物突出超出预涂覆板的表面，这对由此制备的板的叠置和进一步处理是不利的。实际上，特别是当许多板被烧蚀及叠置时，由于这些突起，这些板不会平整地位于彼此上面，这可能导致板在叠置物内的永久变形。

此外，这种突起的存在对于通过提升机械手自动操纵所制备的预涂覆板是不利的。

此外，堆积物可能是脆性的并且可能在焊接所制备的预涂覆板时破裂并且可能被引入焊接熔池中。由于堆积物由预涂层的材料构成，因此这会将来自预涂层的不需要的成分引入焊接熔池中，由于上述现象这会弱化最终的焊道。

最后，焊接系统通常使用焊接接头跟踪系统，这些跟踪系统跟踪焊接接头并根据检测到的焊接接头的位置自动调节焊道的位置。这些跟踪系统通常使用用于跟踪焊接接头的位置的视觉算法。这些视觉算法可能混淆堆积物与接头的位置，这可能会对焊接质量产生不利影响。类似地，堆积物还可能干扰用于控制焊接质量的视觉算法的操作，这可能导致控制系统接受不合规的焊接。

因此，在焊接预涂覆钢板之前，应当减少或甚至消除由于激光烧蚀引起的这种堆积物。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于制备预涂覆板的方法，该预涂覆板用于焊接至另一板，该方法使得所焊接的部件的质量提高。

优选地，根据本发明的方法应当完全消除堆积物或至少减小堆积物的体积尺寸(堆积物的体积由堆积物的宽度和堆积物的高度表征)，使得堆积物不突出超出板的表面大于100微米。

出于此目的，本发明涉及一种如上面公开的方法，其中，所述装置包括具有保护表面的至少一个保护元件，并且在烧蚀步骤期间，在激光束通过烧蚀去除预涂层的至少一部分时，保护表面在与激光束对齐的接触区域中接触预涂覆板，由此，在接触区域处与所述保护表面相切的平面与所述预涂覆板的所述面的平面形成二面角，所述二面角严格小于90°。

根据特定实施方式，根据本发明的方法还可以包括以下特征中的一个或更多个特征：

-二面角α被限定为预涂覆板的面的位于接触区域内侧的部分与相切的所述平面p的延伸离开预涂覆板的部分之间的角度；

-该方法包括在激光烧蚀的同时借助于吹送喷嘴在激光束的后方吹送气体射流，所述气体射流沿相对于烧蚀方向而言的下游方向指向；

-二面角α小于等于45°；

-二面角α大于等于5°；

-预涂覆板的执行烧蚀的边缘与保护表面的最靠近激光束的边缘之间的距离包括在去除区域的宽度的0.4倍与1.1倍之间；

-该方法还包括在激光烧蚀的同时借助于抽吸喷嘴在激光束的前方抽吸由烧蚀产生的材料；

-保护表面旨在定位在烧蚀期间朝向去除区域的内边缘侧向地喷射的预涂层材料的轨迹上，以使得喷射出的预涂层材料溅射到保护表面上，而不是溅射到预涂覆板上；

-对于保护元件而言，形成保护元件的材料的弹性模量与保护元件的厚度的比包括在50gpa.mm^-1与150gpa.mm^-1之间；

-保护表面是平面的；

-保护表面是弯曲的，并且例如是凹形的且凹陷朝向激光束定向；

-烧蚀步骤包括在激光束通过烧蚀去除预涂层的所述至少一部分时保护表面相对于预涂覆板的相对移位；

-预涂覆板与保护表面之间的接触是滑动接触；

-在烧蚀步骤期间，保护表面相对于预涂覆板固定就位；

-保护元件是保护叶片状件，并且保护表面形成在所述保护叶片状件的平行于烧蚀方向延伸的横向边缘表面上；

-保护叶片状件的相对于烧蚀方向而言的后拐角部设置有刮擦器，所述刮擦器沿着预涂覆板的面进行刮擦，以便去除可能已经溅射在保护叶片状件与预涂覆板的面之间的来自预涂层的溅射材料的痕迹；

-在烧蚀步骤期间，保护元件相对于激光束移动；

-该装置还包括在烧蚀步骤期间刷擦保护表面的刷；

-保护元件是轮，该轮在烧蚀步骤期间围绕轮轴线旋转，该轮包括具有保护表面的圆周边缘表面；

-保护元件是环形带，该环形带包括平行于烧蚀方向延伸且包括保护表面的外横向边缘表面，其中，在烧蚀步骤期间，环形带相对于激光束移动；

-环形带是包括多个带元件的铰接带；

-该装置还包括环形驱动元件，并且保护元件由沿着环形驱动元件的圆周分布的多个长形突片形成，每个长形突片均具有附接至所述环形驱动元件的第一端部和与第一端部相反的第二自由端部，每个第二自由端部均包括端表面，长形突片的第二自由端部的端表面共同形成保护元件的包括保护表面的径向外边缘表面，在烧蚀步骤期间，长形突片在环形驱动元件的作用下相对于激光束移动；

-预涂层在铝层、铝合金层和铝基合金层当中选择；

-在烧蚀步骤期间，激光束的轴线相对于预涂覆板的面的法线是倾斜的。

本发明还涉及一种用于实施如上面公开的方法的装置，该装置包括：

-激光器，该激光器构造成用于发射激光束，以用于通过烧蚀去除预涂覆板的预涂层的至少一部分；以及

-包括保护表面的保护元件，所述保护表面构造成用于在激光束通过烧蚀去除预涂层的所述至少一部分时在与激光束对齐的接触区域中接触预涂覆板，并且保护表面在该装置内设置成使得在接触区域处与所述保护表面相切的平面与预涂覆板的所述面的平面形成二面角，所述二面角严格小于90°。

根据特定实施方式，根据本发明的装置还可以包括以下特征中的一个或更多个特征：

-该装置还包括构造成用于在激光束的后方吹送气体射流的吹送喷嘴，所述气体射流沿就烧蚀方向而言的下游方向指向；

-二面角小于等于45°；

-预涂覆板的执行烧蚀的边缘与保护表面的最靠近激光束的边缘之间的距离包括在预期的去除区域的宽度的0.4倍与1.1倍之间；

-保护元件是保护叶片状件，保护表面形成在所述保护叶片状件的平行于烧蚀方向延伸的横向边缘表面上；

-保护叶片状件的相对于烧蚀方向而言的后拐角部设置有刮擦器，所述刮擦器构造成用于沿着预涂覆板的面进行刮擦，以便去除可能已经溅射在保护叶片状件与预涂覆板的面之间的来自预涂层的溅射材料的痕迹；

-保护元件能够相对于激光束移动；

-该装置还包括构造成用于在激光烧蚀期间刷擦保护表面的刷；

-保护元件是轮，该轮包括具有保护表面的圆周表面，该轮能够围绕轮轴线旋转；

-保护元件是环形带，该环形带包括平行于烧蚀方向延伸且包括保护表面的外横向边缘表面，该环形带能够相对于激光束移动；

-该装置还包括环形驱动元件，并且保护元件由沿着环形驱动元件的圆周分布的多个长形突片形成，每个长形突片均具有附接至所述环形驱动元件的第一端部和与第一端部相反的第二自由端部，每个第二自由端部均包括端表面，长形突片的第二自由端部的端表面共同形成保护元件的包括保护表面的径向外边缘表面，环形驱动元件构造成用于使长形突片相对于激光束移动。

附图说明

通过阅读以下参照附图仅作为示例给出的描述将更好地理解本发明，在附图中：

-图1是预涂覆板的示意性立体图；

-图2是根据本发明的第一实施方式的装置的示意性立体图；

-图3是图1所示的装置的横截面图；

-图4是根据本发明的第二实施方式的装置的示意性立体图；

-图5是根据本发明的第三实施方式的装置的示意性立体图；

-图6是根据本发明的第四实施方式的装置的示意性立体图；

-图7至图9是其预涂层被使用根据现有技术的激光烧蚀方法部分地去除的板的显微照片；

-图10是与图9的显微照片对应的从板上方拍摄的照片；

-图11是使用根据本发明的方法制备的板的显微照片；以及

-图12是与图11的显微照片对应的从板上方拍摄的照片。

具体实施方式

在本专利申请的上下文中，相对于板的预涂层被去除的边缘使用了用语“内侧”和“外侧”或者“内”和“外”，“内”或“内侧”指的是预涂覆板1的比“外”或“外侧”更远离该边缘的区域。“向内”方向和“向外”方向由图3中的箭头示出。

在图2至图6中，已经定义了(x，y，z)基础，其中，x轴和y轴限定与预涂覆板1的面12的平面重合的平面，x轴垂直于板的预涂层被移除的边缘延伸并延伸离开板，即朝向根据上述定义的外侧，并且y轴沿烧蚀方向a延伸。z轴大致垂直于预涂覆板1的面12延伸离开板1，即在图中所示的示例中向上延伸。

本发明涉及一种用于鉴于一预涂覆板1与另一板1的焊接而制备预涂覆板1的方法，所述另一板1例如为以类似方式制备的另一预涂覆板。

该方法包括提供预涂覆板1的第一步骤，图1中示出了预涂覆板1的示例。

在本发明的上下文中，术语“板”应在广义上理解，并且特别是指通过从条带、卷或板切割而获得的任何条带、板或物体。

在图1所示的特定示例中，板具有两个面12和四个边缘13。本发明不限于该矩形几何结构。

如图1所示，预涂覆板1包括金属基板3，金属基板3在其面中的至少一个面上设置有预涂层5。预涂层5叠加在基板3上并与基板3接触。

金属基板3更特别地是钢基板。

基板3的钢更特别地是具有铁素体-珠光体显微结构的钢。

基板3有利地是用于热处理的钢，更特别地是可压制硬化的钢，并且例如是锰-硼钢，比如22mnb5型钢。

根据一个实施方式，基板3的钢包含按重量计的：

0.10％≤c≤0.5％

0.5％≤mn≤3％

0.1％≤si≤1％

0.01％≤cr≤1％

ti≤0.2％

al≤0.1％

s≤0.05％

p≤0.1％

b≤0.010％

其余是铁和制造时产生的杂质。

更特别地，基板3的钢包含按重量计的：

0.15％≤c≤0.25％

0.8％≤mn≤1.8％

0.1％≤si≤0.35％

0.01％≤cr≤0.5％

ti≤0.1％

al≤0.1％

s≤0.05％

p≤0.1％

b≤0.005％

其余是铁和制造时产生的杂质。

根据替代方案，基板3的钢包含按重量计的：

0.040％≤c≤0.100％

0.80％≤mn≤2.00％

si≤0.30％

s≤0.005％

p≤0.030％

0.010％≤al≤0.070％

0.015％≤nb≤0.100％

ti≤0.080％

n≤0.009％

cu≤0.100％

ni≤0.100％

cr≤0.100％

mo≤0.100％

ca≤0.006％，

其余是铁和制造时产生的杂质。

根据替代方案，基板3的钢包含按重量计的：

0.24％≤c≤0.38％

0.40％≤mn≤3％

0.10％≤si≤0.70％

0.015％≤al≤0.070％

0％≤cr≤2％

0.25％≤ni≤2％

0.015％≤ti≤0.10％

0％≤nb≤0.060％

0.0005％≤b≤0.0040％

0.003％≤n≤0.010％

0.0001％≤s≤0.005％

0.0001％≤p≤0.025％

其中，钛含量和氮含量满足以下关系：

钛(ti)/氮(n)>3.42，

并且碳含量、锰含量、铬含量和硅含量满足以下关系：

此钢可选地包含下述元素中的一种或更多种：

0.05％≤mo≤0.65％

0.001％≤w≤0.30％％

0.0005％≤ca≤0.005％

其余是铁和不可避免地在制造时产生的杂质。

基板3可以根据其所需的厚度而通过热轧并然后退火、或通过冷轧并随后退火、或通过任何其他适当的方法来获得。

基板3的厚度有利地包括在0.5mm与4mm之间，特别是等于约1.5mm。

预涂层5通过热浸涂覆来获得，即通过将基板3浸入熔融金属熔池中来获得。预涂层5包括与基板3接触的金属间合金层9和在金属间合金层9上面延伸的金属合金层11。

金属间合金层9通过基板3与熔池的熔融金属之间的反应形成。金属间合金层9包含金属间化合物，该金属间化合物包含来自金属合金层11的至少一种元素和来自基板3的至少一种元素。金属间合金层9的厚度通常为几微米的量级。特别地，金属间合金层9的平均厚度通常包括在2微米与7微米之间。

金属合金层11的成分与熔池中的熔融金属的成分接近。金属合金层11由条带在通行穿过熔融金属熔池时带走的熔融金属形成。金属合金层11具有例如包括在19μm与33μm之间或包括在10μm与20μm之间的厚度。

预涂层5有利地是铝层、或铝合金层、或铝基合金层。在这种情况下，金属间合金层9包含铁x-铝y(fex-aly)型的金属间化合物，更特别地是fe2al5。

在该上下文中，铝合金是指包含大于50重量％的铝的合金。铝基合金是按重量计铝是主要元素的合金。

根据一个实施方式，预涂层5是还包含硅的铝合金层。根据一个示例，金属合金层包含按重量计的：

-8％≤si≤11％

-2％≤fe≤4％，

其余是铝和可能的杂质。

专利ep2007545中特别地公开了一种通过热浸涂覆获得的预涂层5的特定结构。

有利地，基板3在其两个面12上均设置有这样的预涂层5。

有利地，在该方法的第一步骤中提供的预涂覆板1通过对具有上述特征的预涂覆条带进行切割、特别是剪切或激光切割来获得。

提供预涂覆板1的步骤之后是烧蚀步骤，在烧蚀步骤期间，通过激光束在预涂覆板1的至少一个面12上在去除区域6中去除预涂层5的至少一部分，激光烧蚀沿烧蚀方向a执行。

去除区域6有利地位于预涂覆板1的周缘处。

在该烧蚀步骤期间，在去除区域6中，预涂层5在预涂层5的整个厚度上或仅在预涂层5的厚度的一部分上被去除。

根据一个实施方式，在去除区域中，金属合金层11在去除区域6中被完全去除。有利地，金属间合金层9的厚度的至少一部分在去除区域6中保留。

烧蚀步骤在装置20中实施，现在将在描述烧蚀步骤自身之前详细描述装置20。

装置20包括激光器，该激光器用于发射激光束22，以通过烧蚀在去除区域6中去除预涂层5的至少一部分。

根据本发明，装置20还包括保护元件26，保护元件26包括保护表面28。

保护表面28特别地用于保护预涂覆板1在激光束22的烧蚀期间免于从预涂层5喷射的材料沉积在预涂覆板1上。

保护表面28旨在定位在烧蚀期间朝向去除区域6的内边缘30侧向地喷射的预涂层材料的轨迹上。因此，这些喷射出的预涂层材料溅射(project)到保护表面28上，而不是溅射到预涂覆板1上。

在烧蚀步骤期间，保护表面28旨在于当激光束22通过烧蚀去除预涂层5的至少一部分时与激光束22对齐的接触区域中接触正被处理的预涂覆板1的面12。

更特别地，在烧蚀步骤期间，保护表面28旨在相对于预涂覆板1定向成使得在接触区域处与保护表面28相切的平面p与预涂覆板1的所述面12的平面形成严格小于90°的二面角α，如图3中更具体地示出的。

如图3中可以观察到的，该二面角α被定义为下述两者之间的角度：

-预涂覆板1的面12的位于接触区域内侧的部分；以及

-相切的所述平面p的延伸离开预涂覆板1的部分、即在图3所示的示例中向上延伸的部分。

保护表面28大致平行于烧蚀方向a延伸。保护表面28从接触区域向内延伸并延伸离开预涂覆板1。

优选地，保护表面28的形状使得其促进溅射到保护表面28上的预涂层材料中的至少一些预涂层材料的向上溅射。

出于此目的，二面角α优选地小于等于45°，并且例如等于35°。

二面角α例如大于等于5°。

根据一个实施方式，当在于接触区域中垂直于烧蚀方向a的x-z平面中的横截面中观察时，保护表面28是直线形的。保护表面28特别地是平面的。在这种情况下，切平面p与保护表面28的平面相同。

根据有利的替代方案，当在于接触区域中垂直于烧蚀方向a的x-z平面中的横截面中观察时，保护表面28是弯曲的。特别地，保护表面28是弯曲表面。与平面的保护表面28相比，在这种情况下增强了由保护表面28带来的来自预涂层5的材料向上溅射的效果。

更特别地，在该替代方案中，保护表面28是凹形的且凹陷朝向激光束22定向。

有利地，保护表面28的弯曲使得保护表面28形成趋于使溅射到保护表面28上的预涂层材料向上溅射的斜坡。

保护表面28由具有与溅射的预涂层材料的低粘附性的材料形成。保护表面28例如由在以下材料当中选择的材料制成：陶瓷、特别是氧化铝；碳化物；铜；不锈钢；以及黄铜。

在上述材料当中，氧化铝在粘附性与机械强度之间提供了特别好的组合。

保护表面28与预涂覆板1之间的接触至少是线接触。保护表面28与预涂覆板1之间的接触更特别地是保护表面28的边缘32与预涂覆板1的正被处理的面12之间的接触。

保护表面28与预涂覆板1之间的这种接触防止所喷射的预涂层材料积聚在保护表面28下方的预涂覆板1上。

在烧蚀期间，激光束22在预涂覆板1上形成冲击区域34。该冲击区域34具有沿着烧蚀方向a获取的长度l和垂直于烧蚀方向a获取的宽度w。冲击区域34可以通过具有宽度w和长度l的单个激光光斑形成，或者冲击区域34可以通过由横向振荡激光束22产生的共同形成宽度为w且长度为l的矩形冲击区域34的多个激光脉冲产生。

保护表面28与预涂覆板1之间的接触区域的沿着烧蚀方向a获取的长度大于等于冲击区域34的沿同一方向a截取的长度l。

预涂覆板1的执行烧蚀的边缘13与保护表面28的最靠近激光束22的边缘32之间的距离d包括在去除区域6的宽度b的0.4倍与1.1倍之间。

保护表面28的存在减少了在烧蚀步骤期间沉积到预涂覆板1的面12上的堆积物。实际上，从预涂层喷射的材料中的至少一些材料被沉积到保护表面28上，而不是沉积在板1的面12上。

在图2和图3所示的第一实施方式中，保护表面28形成在保护叶片状件40上。

该保护叶片状件40基本上由薄板制成。保护叶片状件40包括两个相反的面42和在这两个面42之间延伸的四个边缘表面44。

所述两个面42是具有由保护叶片状件40的长度和宽度限定的表面区域的两个较大的、相反面向的表面。

所述四个边缘表面44包括两个纵向边缘表面和两个横向边缘表面。纵向边缘表面是具有由保护叶片状件40的长度和厚度限定的表面区域的两个较小的、相反面向的表面。在保护叶片状件40的使用构型中，纵向边缘表面大致垂直于烧蚀方向a延伸。

横向边缘表面是具有由保护叶片状件40的宽度和厚度限定的表面区域的两个较小的、相反面向的表面。在保护叶片状件40的使用构型中，横向边缘表面大致沿着烧蚀方向a延伸。

保护表面28有利地由保护叶片状件40的边缘表面形成。更具体地，保护表面28由保护叶片状件40的横向边缘表面形成。

在这样的实施方式中，承载保护表面28的横向边缘表面在其沿着烧蚀方向a获取的整个长度上与预涂覆板1的面12接触。

保护叶片状件40有利地具有小于等于2mm的厚度。

保护叶片状件40有利地由相同的材料制成为单件。保护叶片状件40特别地由上面针对保护表面28提到的材料中的一种材料制成，即由具有与溅射的预涂层材料的低粘附性的材料制成，特别在以下材料当中选择：陶瓷、特别是氧化铝；碳化物；铜；不锈钢；以及黄铜。

根据替代方案，保护叶片状件40可以在其承载保护表面28的边缘表面上包括由第一材料形成的涂层，而保护叶片状件40的其余部分由与第一材料不同的第二材料制成。更特别地，第一材料可以具有与从预涂层喷射的材料的低粘附性，例如在上面列出的材料当中选择。第二材料可以选择成具有良好的机械性能。

装置20还包括保护叶片状件支承件(图中未示出)，该保护叶片状件支承件构造成用于在激光烧蚀期间将保护叶片状件40施加成至少在接触区域中抵靠预涂覆板1。

保护叶片状件支承件优选地作用于保护叶片状件40的纵向端部45，纵向端部45与承载保护表面28的纵向端部46相对。该端部在后面将被称为“内端部”45，而承载保护表面28的端部将被称为“外端部”46。当保护叶片状件40处于其被保护叶片状件支承件施加至预涂覆板1的使用构型时，叶片状件40的内端部45在与预涂覆板1相距沿着z轴获取的一距离处延伸，而叶片状件40的外端部46被施加成抵靠预涂覆板1。

在图2和图3所示的实施方式中，保护叶片状件40是挠性的。

保护叶片状件40的挠性由其弹性模量和厚度限定。在该实施方式中，形成保护叶片状件40的材料的弹性模量(或杨氏模量)e与保护叶片状件40的厚度的比r包括在50gpa.mm^-1与150gpa.mm^-1之间。

当比r在上述范围内时，保护叶片状件40将能够被施加成抵靠预涂覆板1以形成接触区域，并同时在激光烧蚀期间预涂覆板1和保护叶片状件40相对于彼此移位时限制预涂覆板1与保护叶片状件40之间的摩擦。应当尽可能地限制摩擦，因为如果摩擦太高则摩擦可能会妨碍烧蚀，特别是通过减慢预涂覆板1相对于激光束22的移位而妨碍烧蚀。

根据特定示例，保护叶片状件40具有等于约1.2mm的厚度并且由具有包括在100gpa与140gpa之间的杨氏模量的黄铜制成，从而实现包括在约80gpa.mm^-1与120gpa.mm^-1之间的比r。

如果保护叶片状件40由具有比黄铜高的杨氏模量的材料、比如不锈钢或氧化铝制成，则保护叶片状件40的厚度选择成比由黄铜制成的保护叶片状件40的厚度薄，以使得比r保持在规定的范围内，从而实现保护叶片状件40的足够的挠性。

在这样的实施方式中，保护叶片状件支承件构造成用于向保护叶片状件40的内端部施加预定的位移，以使得在保护叶片状件40的使用构型中，保护叶片状件40的外端部46以足够的力施加至预涂覆板1。

在图2和图3所示的实施方式中，在挠性的保护叶片状件40的使用构型中，挠性的保护叶片状件40从其外端部46到其内端部45向上弯曲。保护叶片状件40具有大致凹形的形状且凹陷背向预涂层板1定向。

挠性的保护叶片状件40在使用构型中的形状由挠性保护叶片状件40在其内端部45与其外端部46之间的长度以及保护叶片状件40的r比和由保护叶片状件支承件施加至挠性保护叶片状件40的内端部45的位移限定。

在图2和图3所示的示例中，保护叶片状件40在其朝向预涂覆板1定向的面42的一部分上与预涂覆板1进行表面接触。该部分从保护表面28向内延伸。

根据替代方案，保护叶片状件40是刚性的而不是挠性的，并且保护叶片状件支承件构造成用于将保护叶片状件40的外端部46以预定的力施加到预涂覆板1上。在该替代性实施方式中，保护叶片状件40优选地沿着相对于预涂覆板1的面12成角度的平面延伸。

烧蚀步骤包括激光束22相对于预涂覆板1的相对移位。该相对移位可以通过使激光束22移动并同时使预涂覆板1保持固定来获得，或者通过使预涂覆板1移动并同时使激光束22保持固定来获得。

根据一个实施方式，保护叶片状件40相对于执行烧蚀的激光器固定。在这种情况下，在使用构型中，保护叶片状件40和预涂覆板1是能够相对于彼此移动的。保护叶片状件40与预涂覆板1之间的接触是滑动接触。

可选地，在这样的实施方式中，保护叶片状件40的相对于烧蚀方向a而言的上游或后外拐角部设置有刮擦器(图中未示出)。刮擦器用于在保护叶片状件40相对于预涂覆板1移动时沿着预涂覆板的面12进行刮擦，以便去除可能已经溅射在保护叶片状件40与面12之间的来自预涂层的溅射材料的痕迹。

替代性地，保护叶片状件40相对于预涂覆板1固定。在这种情况下，保护叶片状件40和执行烧蚀的激光器在使用构型中是能够相对于彼此移动的。在这样的实施方式中，保护叶片状件40的长度等于或大于预涂覆板1的将执行烧蚀的边缘13的长度。

有利地，并且如图2中示意性地示出的，装置20还包括设置在激光束22的据烧蚀方向a而言的后方的吹送喷嘴50。吹送喷嘴50构造成用于吹送指向相对于烧蚀方向a的下游的气体射流。

气体射流构造成用于将烧蚀期间从预涂层5喷射的预涂层材料的至少一部分运载至激光束22的下游。如此输送的材料被移位至随后这些材料与预涂层一起被激光束22烧蚀的激光束22的前方。

气体优选地是惰性气体，比方说例如氩气。

吹送喷嘴50与上述保护表面28结合提供了进一步的优点。实际上，如先前提到的，保护表面28有利地构造成用于使向内喷射并溅射到保护表面28上的预涂层材料中的至少一些预涂层材料向上溅射。因此，这些预涂层材料将溅射到从喷嘴50吹送的气体射流中并且被这种气体射流朝向激光束22的前方运载。然后这些预涂层材料将移位至激光束22的前方，随后这些预涂层材料与预涂层5自身一起在此处被激光束22去除，而不是在去除区域6的内边缘30上形成堆积物。

此外，即使由气体射流运载的材料中的一些材料移位在预涂覆板1上且移位在预期的去除区域6之外，这些材料也将在气体射流中被冷却，并且因此这些材料将具有比其直接沉降在预涂覆板1上而没有被气流输送的情况下与预涂层5的粘附性低的粘附性。因此，这些材料可以容易地从预涂覆板1移除，例如通过刷擦来移除。

可选地，如图2中示意性地示出的，装置20还包括设置在激光束22的据烧蚀方向a而言的前方的抽吸喷嘴52。

抽吸喷嘴52构造成用于在烧蚀期间抽吸烧蚀蒸气和朝向激光束22的前方溅射的预涂层材料。抽吸喷嘴52还构造成用于抽吸由吹送喷嘴50从激光束22的后方吹送的气体射流朝向激光束22的前方运载的材料。

这种抽吸喷嘴52是有利的，因为它进一步减少了会在预涂覆板1上形成堆积物的所喷射的预涂层材料的量。

在根据本发明的方法的烧蚀步骤期间，保护表面28处于其使用构型，其中，保护表面28在当激光束22相对于预涂覆板1前进时与激光束22对齐的接触区域中接触预涂覆板1，并且在接触区域处与所述保护表面28相切的平面p与如前限定的预涂层板1的平面形成二面角α。

保护表面28设置在如前限定的距预涂覆板1的外边缘13的距离d处。

更特别地，就根据上面公开的第一实施方式的装置20而言，保护叶片状件40被保护叶片状件支承件施加成抵靠预涂覆板1，以便处于其上述使用构型。

当进行烧蚀时，来自预涂层5的材料朝向去除区域6的保护表面28所在的内边缘30喷射到保护表面28上，并且有利地，这些材料的至少一部分被指向成向上并且被从吹送喷嘴50喷射的气体射流运载至激光束22的下游。

根据一个实施方式，预涂覆板1和保护表面28在烧蚀步骤期间相对于彼此移位。在这种情况下，保护叶片状件40与预涂覆板1之间的接触是滑动接触。

根据替代方案，预涂覆板1和保护表面28在烧蚀步骤期间相对于固定。在这种情况下，保护表面28和激光在烧蚀步骤期间相对于彼此移动。

在烧蚀期间，激光束22的轴线l与预涂覆板1的面12垂直。根据替代方案，轴线l相对于预涂覆板1的面12的法线不垂直。

现在将参照图4描述根据第二实施方式的用于制备预涂覆板1的方法。该方法类似于根据第一实施方式的方法，除了在烧蚀步骤期间使用如图4所示的装置120的事实。

图4图示了可以在根据第二实施方式的方法中使用的装置120。将仅描述与根据第一实施方式的方法中使用的装置20的不同之处。与关于第一实施方式描述的元件类似的元件用相同的附图标记表示。

如图4中可以观察到的，在该装置120中，保护元件126由轮140形成而不是由叶片状件40形成。在该实施方式中，保护表面28由轮140承载而不是由叶片状件40承载。

更特别地，轮140包括两个相反的大致盘形的面142和在这两个面142之间延伸的圆周边缘表面144。

保护表面28由轮140的圆周边缘表面144形成。

除了下面提到的差异之外，保护表面28的特征、特别是二面角α以及保护表面28的材料与关于第一实施方式公开的相同。

在该实施方式中，圆周边缘表面144可以是截头锥形的，使得当在沿着于接触区域处与烧蚀方向a垂直的平面的横截面中观察时，圆周边缘表面144是直线形的。

根据替代方案，圆周边缘表面144可以由通过使曲线围绕轮轴线wa旋转而产生的旋转体的一部分的外表面形成，使得当在沿着于接触区域处与烧蚀方向a垂直的平面的横截面中观察时，圆周边缘表面144是弯曲的。

轮140设置成使得轮140的圆周边缘表面144在激光烧蚀期间在与激光束22对齐的接触区域中接触预涂覆板1的面12。

优选地，轮140的直径使得该接触区域的沿着烧蚀方向a截取的长度至少等于冲击区域34的沿着烧蚀方向a截取的长度l。

轮140是能够围绕轴线wa旋转的，以使得轮140的圆周边缘表面144的在与激光束22对齐的接触区域中接触预涂覆板1的部分在烧蚀步骤期间随着轮140旋转而改变。

结果是，随着轮140围绕其轴线wa旋转，在给定时刻从预涂层朝向保护表面28喷射并且可能已经沉降在保护表面28上的预涂层材料随后将旋转远离接触区域。

有利地，轮140的轴线wa相对于预涂覆板1的面12的平面倾斜，使得轮140的朝向预涂覆板1定向的面142的仅一部分与板1接触。更特别地，当从轮140与预涂覆板1之间的接触区域向内移动时，轮140倾斜成远离预涂覆板1的面12。

以与第一实施方式的保护叶片状件40相同的方式，轮140有利地是挠性的。在这种情况下，比r是形成轮140的材料的弹性模量e与轮140的沿着轮轴线wa的方向截取的厚度的比。

轮140有利地由一种材料制成为单件。该种材料可以在上面针对保护表面28限定的材料当中选择。

根据替代方案，轮140可以在其限定保护表面28的圆周边缘表面144上包括由第一材料形成的涂层，而轮140的其余部分由与第一材料不同的第二材料制成。更特别地，第一材料可以具有与从预涂层喷射的材料的低粘附性，并且可以在上面针对保护表面28限定的材料当中选择。第二材料可以选择成具有良好的机械性能。

轮140被轮支承件施加成在与激光束22对齐的接触区域中抵靠预涂覆板1，该轮支承件在与接触区域在直径上相对的区域中作用于轮140。在这种情况下，以与保护叶片状件40类似的方式，轮140在使用构型中从接触区域朝向在直径上相对的、轮支承件作用于轮140的区域向上弯曲。更特别地，轮140具有大致凹形的形状且凹陷背向预涂层板1定向。

轮140在使用构型中的形状由其直径和r比以及由轮支承件施加至轮140的位移限定。

挠性轮140是有利的，因为它增加了轮140与预涂覆板1之间的接触面积，从而改善了对堆积物的防止。

根据替代性实施方式，轮140是刚性的。轮140被轮支承件以预定的力施加成在与激光束22对齐的接触区域中抵靠预涂覆板1，该轮支承件在与接触区域在直径上相对的区域中作用于轮140。

根据一个实施方式，轮140是能够围绕轮轴线w自由旋转的。

在这种情况下，旋转运动可以通过预涂覆板1相对于轮140的旋转轴线wa的平移运动以及/或者通过清洁刷146的特定形状而被赋予轮140，如稍后将说明的。

根据这样的实施方式，预涂覆板1在烧蚀期间例如沿着烧蚀方向a以平移的方式前进，而激光束22保持固定。轮轴线wa相对于激光束22固定。在这种情况下，在轮140沿着烧蚀方向a前进时，轮140由于其与预涂覆板1的摩擦接触而旋转。

根据替代方案，轮140被马达驱动成围绕轮轴线wa旋转。

有利地，装置20还包括用于在烧蚀步骤期间清洁保护表面28的刷146。

更特别地，在装置120中，刷146构造成用于随着轮140围绕其轴线wa旋转而刷擦轮140的圆周边缘表面144。

在图4所示的示例中，刷146是能够围绕刷轴线b旋转的。刷轴线b例如大致平行于在刷146与圆周边缘表面144之间的接触区域处的轮140的切线。

在图示的示例中，刷146具有轴线b的大致筒形的形状。

有利地，刷146被适当的机构驱动成围绕刷轴线b旋转。

刷146用于清洁保护表面28以使保护表面28免于在烧蚀期间喷射的预涂层材料以及在烧蚀期间可能已经沉积到保护表面28上的预涂层材料。在烧蚀期间沉积在保护表面28上的材料与轮140一起围绕轮轴线wa旋转并最终到达刷146，刷146将这些材料刷掉。

可选地，特别是在轮140能够自由旋转的实施方式中，刷146的圆周表面可以具有下述形状：该形状选择成在刷146被驱动成围绕刷轴线b旋转时赋予轮140围绕wa的旋转运动。该特征是有利的，因为它降低了预涂覆板的运动被轮140的旋转干扰的风险。

装置120是有利的。实际上，由于承载保护表面28的轮140的旋转，因此，随着轮140围绕其轴线wa旋转，保护表面28被“更新”，并且先前沉积的材料可以在烧蚀步骤期间被移除。

此外，轮142的圆周边缘表面144的朝向预涂覆板1定向的边缘趋于在烧蚀步骤开始时将预涂覆板1引导至轮140下方，从而进一步改进了该方法。

由于装置120的使用，该烧蚀步骤与使用第一装置20的步骤略有不同。

特别地，在激光器22于去除区域6中去除预涂层的至少一部分时，承载保护表面28的轮140围绕轮轴线wa旋转，并且随着轮140围绕轮轴线wa旋转，轮140的圆周边缘表面144优选地被清洁刷146刷擦。

如之前提到的，在该步骤期间，根据一个实施方式，预涂覆板1相对于轮轴线wa被以平移的方式移动并移动至激光束22，并且轮140由于其与预涂覆板1的摩擦接触而旋转。

可选地或替代性地，如先前已说明的，旋转清洁刷146与轮140的圆周表面的接触可以有助于使轮140围绕其轴线wa旋转。

替代性地，在该步骤期间，轮140被马达驱动成围绕轮140的轴线wa旋转。

根据第二实施方式的方法提供与根据第一实施方式的方法相同的优点。由于保护表面28在不必中断烧蚀过程的情况下被清洁，因此根据第二实施方式的方法甚至更加方便。

现在将参照图5说明根据第三实施方式的用于制备预涂覆板1的方法。该方法类似于根据第二实施方式的方法，除了在烧蚀步骤期间使用如图5所示的根据第三实施方式的装置220的事实。

图5图示了可以在根据第三实施方式的方法中使用的装置220。将仅说明与装置120的不同之处。与关于第二实施方式描述的元件类似的元件用相同的附图标记表示。

在该装置220中，承载保护表面28的保护元件226也是能够相对于激光束22移动的。然而，在该实施方式中，保护元件226是环形带240而不是轮140。该环形带240是能够沿着闭环的预定路径移动的。

更特别地，如图5中可以观察到的，环形带240形成其沿着烧蚀方向a的后(或上游)端部和前(或下游)端部围绕相应的辊243延伸的环。辊243布置成使得辊243的轴线c位于垂直于烧蚀方向a的平面内。

轴线c可以进一步与预涂覆板1的面12的平面大致平行地延伸。根据替代方案，轴线c可以相对于预涂覆板1的面12倾斜小于90°的角度，以改善边缘32与面12之间的接触。

环形带240由辊243沿着闭环路径引导。

在图5所示的示例中，带240是铰接的。带240包括彼此连接的多个带元件241。每个带元件241均包括两个相反的面242，即，朝向辊243定向的内部面和背向辊243定向的外部面。每个带元件241还包括在两个面242之间延伸的四个边缘表面。

四个边缘表面包括两个纵向边缘表面和两个横向边缘表面。纵向边缘表面大致垂直于烧蚀方向a延伸。横向边缘表面大致平行于烧蚀方向a延伸。带元件241的外横向边缘表面244共同形成带240的外横向边缘表面。带240的外横向边缘表面形成保护表面28。保护表面28大致平行于烧蚀方向a延伸。

保护表面28的特征、特别是二面角α和保护表面28的材料与关于第一实施方式公开的相同。

在这样的实施方式中，保护元件的、即环形带241的厚度t对应于带元件241中的每个带元件的厚度。

以与第一实施方式的保护叶片状件40相同的方式，带元件241有利地是挠性的。在这种情况下，比r是形成带元件241的材料的弹性模量e与带元件241的厚度t的比。

根据替代性实施方式，环形带240可以是刚性的。

每个带元件241有利地以一种材料制成为单件，该种材料例如从先前在保护叶片状件40的情况下提到的列表中选择。

根据替代方案，每个带元件241均可以在其外横向边缘表面244上包括由第一材料形成的涂层，而带元件241的其余部分由与第一材料不同的第二材料制成。更特别地，第一材料可以具有与从预涂层喷射的材料的低粘附性。第一材料可以在先前针对保护表面公开的第一材料当中选择。第二材料可以选择成具有良好的机械性能。

带240以这样的方式设置，即，使得在烧蚀期间，带元件241中的至少一些带元件的外横向边缘表面244至少在与激光束22对齐的接触区域中接触预涂覆板1。接触优选地是预涂覆板1与外横向边缘表面244的边缘之间的线接触。

根据一个实施方式，带元件241的外横向边缘表面244是平面的，使得当在沿着于接触区域中垂直于烧蚀方向的平面的横截面中观察时，保护表面28是直线形的。

根据替代方案，外横向边缘表面244是弯曲表面，使得当在于接触区域中垂直于烧蚀方向a的x-z平面中的横截面中观察时，保护表面28是弯曲的。更特别地，带元件241的外横向边缘表面244是凹形的且凹陷朝向激光束22定向。有利地，保护表面28的弯曲使得保护表面28形成趋于使溅射到保护表面28上的预涂层材料向上溅射的斜坡。

在给定时刻与激光束22对齐的保护表面28的沿着烧蚀方向a获取的长度优选地大于等于冲击区域34的沿着同一方向a获取的长度l。

有利地，辊243由适当的支承装置支承在辊243的位置。

如图5中可以观察到的，取决于带元件241的沿着烧蚀方向a获取的长度，一个或多个带元件241可以沿着激光束22的冲击区域34定位并且在带240的给定位置中的与激光束22对齐的接触区域中接触预涂覆板1。

根据一个实施方式，预涂覆板1在烧蚀期间例如沿着烧蚀方向a平移，而激光束22保持固定。辊243的轴线c相对于激光束22固定。在这样的实施方式中，在预涂覆板1沿着烧蚀方向a前进时，由于带240与预涂覆板1的摩擦接触，带240可以围绕辊243沿着带240的路径移动。

根据替代方案，辊243被马达驱动成围绕辊243的轴线c旋转，并且辊243构造成用于使带240沿着带240的路径移动。

有利地，装置220还包括用于在带沿着带的路径移动时刷擦带的外横向边缘表面的刷(图5中未示出)。该刷用于移除在烧蚀期间喷射的预涂层材料以及在烧蚀期间可能已经沉积到保护表面28上的预涂层材料。在烧蚀期间沉积在给定带元件241的外横向边缘表面244上的材料与带240一起移动并最终到达该刷，该刷将这些材料从外横向边缘表面244刷掉。

该刷可以例如类似于图4所示的刷146。

在装置220中，该刷可以被驱动成围绕刷轴线旋转。在带240沿着其路径移动时，该刷被设置成刷擦定位成离开预涂覆板1的面12、即不与预涂覆板1的面12接触的带元件241的外横向边缘表面244。

为简化起见，图5中未示出该刷。

在图5所示的实施方式中，带240是铰接带。根据替代方案，带240不是铰接的。带240由一条连续的材料条带形成。在这种情况下，保护表面28由带240的大致平行于烧蚀方向a延伸的外横向边缘表面形成。

保护表面28的特征、特别是二面角α和保护表面28的材料与关于第一实施方式公开的相同。

根据第三实施方式的制备方法类似于根据第二实施方式的方法，除了使用根据第三实施方式的装置220的事实。根据第三实施方式的制备方法进一步提供类似的优点。

现在将参照图6说明根据第四实施方式的用于制备预涂覆板1的方法。该方法类似于根据第二实施方式的方法，除了在烧蚀步骤期间使用如图6所示的根据第四实施方式的装置320的事实。

图6图示了可以在根据第四实施方式的方法中使用的根据第四实施方式的装置320。将仅描述与根据第二实施方式的方法中使用的装置120的不同之处。与关于第二实施方式描述的元件类似的元件用相同的附图标记表示。

在该装置320中，承载保护表面28的保护元件326也是能够相对于激光束22移动的。然而，在该实施方式中，保护元件326由多个长形突片340形成，长形突片340是能够相对于激光束22沿着闭环路径移动的。

更特别地，在该实施方式中，装置320包括用于使长形突片340沿着它们的路径移动的环形驱动元件345。

环形驱动元件345例如是链或带。

更特别地，如图6中可以观察到的，环形驱动元件345形成其沿着烧蚀方向a的后端部和前端部围绕相应的辊343延伸的环。

根据一个实施方式，辊343的轴线c大致垂直于预涂覆板1的面12延伸。根据替代方案，辊343的轴线c可以相对于预涂覆板1的面12的法线倾斜，以改善边缘32与面12之间的接触。

环形驱动元件345被辊343沿着环形驱动元件345的路径引导。

长形突片340附接至环形驱动元件345。更特别地，长形突片340沿着环形驱动元件345的圆周分布，每个突片340均具有附接至环形驱动元件345的第一端部和与第一端部相反的第二自由端部。突片340在从第一端部至第二端部的方向上是长形的。因此，第一端部与第二端部之间的距离对应于长形突片340的长度。

长形突片340在由环形驱动元件345形成的环的外侧完全径向地延伸。

每个第二自由端部均包括端表面344。突片340的第二自由端部的端表面344共同形成保护元件326的径向外边缘表面。保护元件326的径向外边缘表面形成保护表面28。保护表面28被环形驱动元件345驱动成沿着闭环的预定路径移动。

保护表面28的特征、特别是二面角α和保护表面28的材料与关于第一实施方式公开的相同。

在该实施方式中，保护元件326的厚度t对应于每个其长形突片340的厚度。

以与第一实施方式的保护叶片状件40相同的方式，每个长形突片340有利地是挠性的。在这种情况下，比r是形成长形突片340的材料的弹性模量e与长形突片340的厚度t的比。

根据替代性实施方式，长形突片340可以是刚性的。

每个长形突片340有利地由一种材料制成为单件。每个长形突片340特别地可以由先前针对保护叶片状件40列出的材料中的一种材料制成。

根据替代方案，每个长形突片340可以在其包括保护表面28的径向外边缘表面上包括由第一材料形成的涂层，而长形突片340的其余部分由与第一材料不同的第二材料制成。更特别地，第一材料可以具有与从预涂层喷射的材料的低粘附性。第一材料可以在先前针对保护表面28列出的材料当中选择。第二材料可以选择成具有良好的机械性能。

长形突片340还具有两个相反的面，这两个面中的一个面面向板1，而另一个面沿相反的方向面向。

长形突片340以这样的方式设置，即，使得在烧蚀期间，长形突片340中的至少一些长形突片的径向外边缘表面344至少在与激光束22对齐的接触区域中接触预涂覆板1。接触优选地是预涂覆板1与保护元件340的径向外边缘表面的边缘之间的线接触。与激光束22对齐的长形突片340的径向外边缘表面344大致平行于烧蚀方向a延伸。

在给定时刻与激光束22对齐的保护表面28的沿着烧蚀方向a获取的长度优选地大于或等于冲击区域34的沿着同一方向a获取的长度l。

根据一个实施方式，突片340的外边缘表面344是平面的，使得当在沿着于接触区域中垂直于烧蚀方向的平面的横截面中观察时，保护表面28是直线形的。

根据替代方案，外边缘表面344是弯曲表面，使得当在于接触区域中垂直于烧蚀方向a的x-z平面中的横截面中观察时，保护表面28是弯曲的。更特别地，外边缘表面344是凹形的且凹陷朝向激光束22定向。有利地，保护表面28的弯曲使得保护表面28形成趋于使溅射到保护表面28上的预涂层材料向上溅射的斜坡。

有利地，辊343由适当的支承装置支承在辊243的位置。

如图6中可以观察到的，取决于长形突片340的沿着烧蚀方向a获取的宽度，一个或多个长形突片340可以与激光束22对齐并且在环形驱动元件345的给定位置中的接触区域接触预涂覆板1。

在该实施方式中，辊343被马达驱动成围绕其轴线c旋转，并且辊343构造成用于使环形驱动元件345沿着其路径移动并因此使长形突片340沿着其路径移动。

有利地，装置320还包括刷146，刷146用于在保护元件26沿着其路径移动时刷擦保护元件26的径向外边缘表面。该刷类似于参照根据第二实施方式的装置120和根据第三实施方式的装置220描述的刷。该刷没有在图6中示出。

根据第四实施方式的制备方法类似于根据第二实施方式的方法，除了使用根据第四实施方式的装置320的事实。根据第四实施方式的制备方法进一步提供类似的优点。

装置120、220和320可以包括如参照第一装置20描述的吹送喷嘴50和/或抽吸喷嘴52。为了简化附图，这些喷嘴50、52没有在图4至图6中示出。

发明人通过使用如ep2007545中公开的激光烧蚀方法而不使用保护表面形成宽度为0.9mm的去除区域6来制备对比预涂覆板样品。

更特别地，使用标称平均功率为450w、输出38ns脉冲并产生1mm乘1mm的方形冲击区域的激光器来实施激光烧蚀。激光束相对于板的平移的恒定移动速度为6m/min。

图7至图9是三张这样的板的沿着垂直于烧蚀方向的平面获取的显微照片。图10是与图9的显微照片对应的从样品上方拍摄的照片。

基于这些对比样品，发明人测量到：堆积物10具有特征在于在40μm与200μm之间变化的高度和在40μm与600μm之间变化的宽度的典型体积。

本发明的发明人还使用根据本发明的第一实施方式的方法制备了预涂覆板样品。

这些板在根据本发明的第一实施方式的装置中制备。保护叶片状件40由黄铜制成并且具有1.2mm的厚度。二面角α被选择成等于35°。激光束的操作参数(速度、功率、脉冲持续期间和冲击尺寸)以及去除区域6的宽度与对比示例中的相同。

图11是沿着垂直于烧蚀方向a的平面从根据本发明的这种板样品获得的显微照片，并且图12是该板的从上方拍摄的照片。

基于使用根据本发明的方法制备的样品，本发明的发明人测量到：在这种情况下，所得到的堆积物10具有特征在于在0μm与100μm之间变化的高度和在0μm与100μm之间变化的宽度的体积。

因此，与不包括使用保护表面的激光烧蚀方法相比，根据本发明的方法实现了堆积物体积的显著减小。