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DE102008006624B4 - Method for joining coated steel substrates - Google Patents

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DE102008006624B4
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Dipl.-Ing. Wischmann Stefan
Dr.-Ing. Nacke Bernard
Dr.-Ing. Nikanorov Alexander
Dipl.-Ing. Schülbe Holger
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Abstract

Verfahren zum Fügen von Stahlsubstraten in einem Fügebereich, bei welchem mindestens ein Stahlsubstrat eine Oberflächenbeschichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung des mindestens einen Stahlsubstrats unter Verwendung von Mitteln zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes im Fügebereich entfernt wird und anschließend beide Stahlsubstrate im Fügebereich miteinander verbunden werden.A method for joining steel substrates in a joint area, wherein at least one steel substrate has a surface coating, characterized in that the surface coating of the at least one steel substrate is removed using means for generating a high-frequency electromagnetic field in the joining region and then connecting the two steel substrates in the joining region become.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fügen von Stahlsubstraten in einem Fügebereich, bei welchem mindestens ein Stahlsubstrat eine Oberflächenbeschichtung aufweist.The invention relates to a method for joining steel substrates in a joining region, in which at least one steel substrate has a surface coating.

Oberflächenveredelte Stahlsubstrate, insbesondere Bleche, Platinen oder Bänder werden im Kraftfahrzeugbau in vermehrtem Umfang eingesetzt. Die Stahlsubstrate sind ein- oder beidseitig mit einer anorganischen oder organischen Oberflächenbeschichtung versehen, welche beispielsweise eine deutliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit bewirken. Als anorganische, insbesondere metallische Korrosionsschutzschicht ist beispielsweise eine Aluminium-Silizium-Oberflächenbeschichtung von Stahl- oder Stahllegierungssubstraten bekannt. Allerdings dringen Teile der Oberflächenbeschichtung beim Schweißen in den Bereich der Schweißnaht ein, so dass das Schweißgefüge negativ beeinflusst wird. So bilden Aluminium, Silizium und Eisen metallurgische Phasen, wenn Aluminium und Silizium beim Schweißen in die Schweißnaht hineingetragen wird. Es ist daher wünschenswert die Oberflächenbeschichtung vor dem Verschweißen zumindest in dem Fügebereich zu entfernen.Surface-finished steel substrates, in particular sheets, sinkers or strips are used in automotive engineering to an increased extent. The steel substrates are provided on one or both sides with an inorganic or organic surface coating, which cause, for example, a significant improvement in corrosion resistance. As an inorganic, in particular metallic corrosion protection layer, for example, an aluminum-silicon surface coating of steel or steel alloy substrates is known. However, parts of the surface coating penetrate into the region of the weld during welding, so that the weld structure is adversely affected. Thus, aluminum, silicon and iron form metallurgical phases when aluminum and silicon are carried into the weld during welding. It is therefore desirable to remove the surface coating prior to welding at least in the joining region.

Hierzu ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 101 35 611 A1 bekannt, dass die Korrosionsschutzschicht im Bereich der Schweißnaht durch Beaufschlagen mit thermisch, chemisch und/oder abrasiv wirkenden Strahlmitteln entfernt oder teilentfernt wird. Beim thermischen Entfernen der Korrosionsschutzschicht soll diese auf eine niedrige Temperatur von ca. 400°C erhitzt werden, so dass Eisen-Zink-Mischkristalle entstehen, welche sehr gut beim Lichtbogenschweißen verflüssigt werden können.For this purpose is from the German patent application DE 101 35 611 A1 It is known that the corrosion protection layer in the region of the weld seam is removed or partially removed by application of blasting agents which have a thermal, chemical and / or abrasive action. When the corrosion protection layer is removed thermally, it is to be heated to a low temperature of approximately 400 ° C., so that iron-zinc mixed crystals are formed, which can be liquefied very well during arc welding.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 24 274 A1 ist dagegen bekannt, durch ein mehrfaches Abfahren der Schweißnaht mit einem Laser die Korrosionsschutzschicht in das Schmelzgut der Schweißnaht einzulegieren. Anschließend kann die Schweißnaht unter Verwendung des Laserstrahls verschweißt werden. Nachteilig bei beiden Verfahren ist, dass Bestandteile der Korrosionsschutzschicht in der Schweißnaht vorhanden sind, wodurch kein optimales Gefüge in der Schweißnaht erreicht werden kann. Darüber hinaus ist das mehrmalige Abfahren der Schweißnaht unter Verwendung eines Laserstrahls sehr zeitaufwändig.From the German patent application DE 103 24 274 A1 however, it is known to alloy the corrosion protection layer into the molten metal of the weld by repeatedly cutting off the weld with a laser. Subsequently, the weld can be welded using the laser beam. A disadvantage of both methods is that constituents of the anticorrosive layer are present in the weld seam, as a result of which no optimal microstructure in the weld seam can be achieved. In addition, the repeated shutdown of the weld using a laser beam is very time consuming.

Des Weiteren ist aus dem Stand der Technik ( DE 10 2005 005 707 B3 ) ein Verfahren zur Bearbeitung von Objektoberflächen bekannt, bei dem die Oberflächenbeschichtung unter Verwendung von Strahlung aufgeschmolzen und die Schmelze durch ein zusätzliches elektromagnetisches Wechselfeld entfernt wird, wobei insgesamt zwei elektromagnetische Wechselfelder benötigt wird.Furthermore, from the prior art ( DE 10 2005 005 707 B3 ) discloses a method for processing object surfaces in which the surface coating is melted using radiation and the melt is removed by an additional electromagnetic alternating field, wherein a total of two alternating electromagnetic fields is required.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Fügen von Stahlsubstraten zur Verfügung zu stellen, mit welchem mit geringem apparativen und zeitlichen Aufwand auch oberflächenbeschichtete Stahlsubstrate mit hoher Fügenahtqualität miteinander verbunden werden können.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a method for joining steel substrates, with which surface-coated steel substrates with high joint seam quality can be connected to one another with little equipment and time.

Die oben aufgezeigte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass die Oberflächenbeschichtung des mindestens einen Stahlsubstrats unter Verwendung von Mitteln zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes zumindest im Fügebereich entfernt wird und beide Stahlsubstrate im Fügebereich miteinander verbunden werden.The above object is achieved according to the present invention in that the surface coating of the at least one steel substrate is removed using means for generating a high-frequency electromagnetic field at least in the joining region and both steel substrates are joined together in the joining region.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Verwendung hochfrequenter, elektromagnetischer Felder zur Entfernung von Oberflächenbeschichtungen eines Stahlsubstrats besonders vorteilhaft ist. Über das hochfrequente elektromagnetische Wechselfeld werden nämlich im Wesentlichen nur die Oberflächen nahen Bereiche des Stahlsubstrats, also vor allem die Oberflächenbeschichtung erhitzt, so dass diese erweicht und aufgrund des elektromagnetischen Feldes eine Lorentz-Kraft auf die dann fließfähige Beschichtung wirkt, so dass diese aus dem Fügebereich getrieben wird. Im Ergebnis sind die Fügebereiche, sofern sie mit einer Oberflächenbeschichtung versehen sind, durch die Verwendung des elektromagnetischen Wechselfeldes nunmehr frei von der Oberflächenbeschichtung und können einwandfrei miteinander gefügt bzw. verschweißt werden. Die anschließend hergestellte Füge- bzw. Schweißnaht umfasst nur Materialien der Stahlsubstrate, so dass Aushärtungen, Versprödungen und metallische Kerben durch Bestandteile aus der Oberflächenbeschichtung verhindert werden.It has surprisingly been found that the use of high-frequency, electromagnetic fields for the removal of surface coatings of a steel substrate is particularly advantageous. Namely, only the surfaces of the steel substrate close to the surfaces, ie the surface coating in particular, are heated via the high-frequency electromagnetic alternating field, so that it softens and, due to the electromagnetic field, a Lorentz force acts on the then flowable coating, so that it comes from the joining region is driven. As a result, the joining areas, provided that they have been provided with a surface coating, are now free of the surface coating due to the use of the electromagnetic alternating field and can be perfectly joined or welded together. The subsequently produced joining or welding seam comprises only materials of the steel substrates, so that hardening, embrittlement and metallic notches are prevented by constituents from the surface coating.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Mittel zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes mindestens ein Induktionsleiter verwendet, mit welchem im Fügebereich des Stahlsubstrats hochfrequente, oberflächennahe Wechselströme induziert werden. Der Induktionsleiter wird hierzu dicht über dem beschichteten Fügebereich des Stahlsubstrats angeordnet, so dass im Fügebereich ein möglichst hoher, oberflächennaher hochfrequenter Strom induziert wird. Da nur geschlossene Rückflussstrombahnen induziert werden, können aber auch Bereiche des Stahlsubstrats, über welche kein Induktionsleiter angeordnet ist, durchflossen und erwärmt werden.According to a first advantageous embodiment of the method according to the invention, at least one induction conductor is used as means for generating a high-frequency electromagnetic field, with which high-frequency, near-surface alternating currents are induced in the joining region of the steel substrate. For this purpose, the induction conductor is arranged closely above the coated joining region of the steel substrate, so that the highest possible, near-surface high-frequency current is induced in the joining region. Since only closed reflux flow paths are induced, however, areas of the steel substrate over which no induction conductor is arranged can also be flowed through and heated.

Vorzugsweise werden die Stahlsubstrate unter Verwendung eines induktiven Hochfrequenzschweißens, Widerstandsschweißens, Lichtbogen- oder Laserstrahlschweißens im Fügebereich verschweißt. Der Aufwand zur Erzeugung der Schweißnaht wird besonders gering, wenn die Mittel zur Erzeugung des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes zur Entfernung der Oberflächenbeschichtung gleichzeitig zum Hochfrequenzschweißen verwendet werden. Es kann aber auch mindestens ein weiterer Induktionsleiter vorgesehen sein, um im Bereich einer Schweißzone die Bleche auf Schweißtemperatur zu erhitzen. Die anderen konventionellen Schweißverfahren wie Widerstandsschweißen, Lichtbogen- und Laserstrahlschweißen ermöglichen ebenso in Kombination mit der erfindungsgemäßen Entfernung der Oberflächenbeschichtung ein einfaches und prozesssicheres Fügeverfahren der Stahlsubstrate. Preferably, the steel substrates are welded using inductive high frequency welding, resistance welding, arc or laser beam welding in the joint area. The cost of producing the weld is particularly low when the means for generating the high-frequency electromagnetic field to remove the surface coating are used simultaneously for high-frequency welding. However, at least one further induction conductor may also be provided in order to heat the sheets to the welding temperature in the region of a welding zone. The other conventional welding methods such as resistance welding, arc welding and laser beam welding also, in combination with the removal of the surface coating according to the invention, enable a simple and reliable joining process of the steel substrates.

Besonders einfach gelingt das Fügen von band oder blechförmigen Stahlsubstraten, insbesondere unterschiedlicher Dicken und/oder Güten, also beispielsweise von „Tailored Blanks” oder „Tailored Strips”, dadurch, dass der Fügebereich eine Fügekante bzw. eine Fügefläche mindestens eines Stahlsubstrats ist und nur an der Fügekante und/oder -fläche des Stahlsubstrats durch das induzierte elektromagnetische Feld die Oberflächenbeschichtung entfernt wird.The joining of band-shaped or sheet-metal steel substrates, in particular of different thicknesses and / or grades, ie of "tailored blanks" or "tailored strips", is particularly simple in that the joining region is a joining edge or a joining surface of at least one steel substrate and only on the joining edge and / or surface of the steel substrate by the induced electromagnetic field, the surface coating is removed.

Der zur Beseitigung der Oberflächenbeschichtung verwendete Induktionsleiter kann bügelförmig ausgebildet sein und so angeordnet werden, dass die Fügekante die Schenkel des bügelförmigen Induktionsleiters schließt. Da nur geschlossene Strombahnen induziert werden, werden bei dieser Anordnung aufgrund des ”Skin-Effekts” die Rückflussstrombahnen der induzierten Ströme auf die Fügekanten/-flächen der Stahlsubstrate konzentriert. Hierdurch wird in den Kanten- bzw. Fügebereichen die Oberflächenbeschichtung beseitigt.The induction conductor used to eliminate the surface coating may be bow-shaped and arranged so that the joining edge closes the legs of the bow-shaped induction conductor. Since only closed current paths are induced, in this arrangement, due to the "skin effect", the return flow paths of the induced currents are concentrated on the joining edges / surfaces of the steel substrates. As a result, the surface coating is eliminated in the edge or joining areas.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch auf beiden Seiten der Stahlsubstrate angeordnete Mittel zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes die Oberflächenbeschichtung beidseitig im Bereich der Fügekanten entfernt. Hierdurch wird ermöglicht, die Stahlsubstrate später in einem I-Stoß miteinander zu verbinden, ohne dass die Qualität der Schweißnaht durch vorhandene Anteile der Oberflächenbeschichtung in der Schweißnaht verringert wird.According to a further embodiment of the method according to the invention, the surface coating on both sides in the region of the joining edges is removed by means for generating a high-frequency electromagnetic field arranged on both sides of the steel substrates. This makes it possible to join the steel substrates later in an I-joint without reducing the quality of the weld by existing portions of the surface coating in the weld.

Weisen die Stahlsubstrate gemäß einer nächsten weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere eine Aluminium-Silizium(AlSi)-Oberflächenbeschichtung auf, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine geschweißte Stahlkonstruktion mit sehr guten Korrosionseigenschaften bei gleichzeitig hoher Schweißnahtqualität zur Verfügung gestellt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, wie bereits ausgeführt, möglich, nur in den Fügebereichen die Korrosionsschutzbeschichtung gezielt zu entfernen, so dass die gefügten Stahlsubstrate nahezu eine durchgehende Korrosionsschutzbeschichtung aufweisen. Darüber hinaus ist die Schweißnahtqualität besonders hoch, da im Wesentlichen kein Aluminium oder Silizium der Beschichtung in dem Fügebereich während des Verschweißens vorhanden ist.If the steel substrates according to a next further embodiment of the method according to the invention have a corrosion protection coating, in particular an aluminum-silicon (AlSi) surface coating, the method according to the invention can provide a welded steel construction with very good corrosion properties with simultaneously high weld seam quality. With the method according to the invention, as already stated, it is possible to selectively remove the corrosion protection coating only in the joining areas, so that the joined steel substrates have almost a continuous corrosion protection coating. In addition, the weld quality is particularly high because there is substantially no aluminum or silicon of the coating in the bond area during welding.

Vorzugsweise wird zur Beseitigung der Oberflächenbeschichtung diese im Fügebereich auf Schmelztemperatur erhitzt, so dass die Oberflächenbeschichtung durch das hochfrequente elektromagnetische Feld beispielsweise von der Fügekante weggetrieben wird. Es hat sich gezeigt, dass die Lorentzkraft hier genutzt werden kann, um die Beschichtung aus dem Fügebereich zu entfernen.Preferably, in order to eliminate the surface coating, it is heated to melting temperature in the joining region, so that the surface coating is expelled by the high-frequency electromagnetic field, for example, from the joining edge. It has been shown that the Lorentz force can be used here to remove the coating from the joint area.

Darüber hinaus kann gemäß einer nächsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Oberflächenbeschichtung im Fügebereich der Stahlsubstrate so stark erhitzt werden, dass diese verdampft. Hierdurch kann die Oberflächenbeschichtung im Fügebereich ebenfalls entfernt werden, so dass eine gute Schweißnahtqualität beim Verbinden der Stahlsubstrate erzielt wird.In addition, according to a next embodiment of the method according to the invention, the surface coating in the joining region of the steel substrates are heated so much that they evaporate. In this way, the surface coating in the joint area can also be removed, so that a good weld quality is achieved when connecting the steel substrates.

Vorzugsweise besteht mindestens ein Stahlsubstrat aus einer Stahllegierung. Beispielsweise können über borhaltige, warmumformbare Stahllegierung, insbesondere über eine Stahllegierung vom Typ 22MnB5 gefügte Stahlsubstrate mit besonders hohen Festigkeiten bei geringem Gewicht zur Verfügung gestellt werden.Preferably, at least one steel substrate is made of a steel alloy. For example, steel substrates with particularly high strength and low weight can be provided via boron-containing, hot-workable steel alloy, in particular via a steel alloy of the 22MnB5 type.

Gemäß einer nächsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Stahlsubstrate relativ gegenüber den Mitteln zur Erzeugung eines hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes bewegt, so dass über die Relativgeschwindigkeit und/oder die Höhe des Induktionsstromes und/oder der Frequenz die Breite des Fügebereichs, in welchem die Korrosionsschutzschicht entfernt wird, einstellbar ist. Eine weitere Größe stellt der Koppelspalt dar, welcher dem Abstand zwischen Induktor und Stahlsubstrat entspricht. Dies ist unabhängig davon, ob die Mittel zur Erzeugung des elektromagnetischen Wechselfeldes über das Stahlsubstrat bewegt werden oder das Stahlsubstrat relativ zu den Mitteln zur Erzeugung des elektromagnetischen Feldes. In beiden Fällen wird mit zunehmender Einwirkdauer des hochfrequenten elektromagnetischen Feldes der Fügebereich der Stahlsubstrate stärker erwärmt bzw. die Oberflächenbeschichtung in einem breiteren Bereich entfernt.According to a next embodiment of the method according to the invention, the steel substrates are moved relative to the means for generating a high-frequency electromagnetic field, so that the relative speed and / or the height of the induction current and / or the frequency, the width of the joining region in which the corrosion protection layer removed is, is adjustable. Another size is the coupling gap, which corresponds to the distance between the inductor and steel substrate. This is independent of whether the means for generating the alternating electromagnetic field are moved over the steel substrate or the steel substrate relative to the means for generating the electromagnetic field. In both cases, the joint area of the steel substrates is heated more strongly or the surface coating is removed in a wider area as the exposure time of the high-frequency electromagnetic field increases.

Schließlich ist es gemäß einer nächsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft, dass die Stahlsubstrate bandförmig sind und nach dem Entfernen der Oberflächenbeschichtung die bandförmigen Stahlsubstrate miteinander gefügt werden. Dies kann beispielsweise innerhalb einer einzigen Vorrichtung und in einem einzigen Banddurchlauf geschehen. Hierdurch wird eine besonders wirtschaftliche Möglichkeit geschaffen, oberflächenbeschichtete, bandförmige Stahlsubstrate, insbesondere „tailored Strips”, miteinander zu fügen. Finally, it is advantageous according to a next embodiment of the method according to the invention that the steel substrates are band-shaped and after removal of the surface coating, the band-shaped steel substrates are joined together. This can be done, for example, within a single device and in a single tape pass. This creates a particularly economical possibility of joining surface-coated, band-shaped steel substrates, in particular "tailored strips", to one another.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt inThere are now a multitude of possibilities for designing and developing the method according to the invention. Reference is made on the one hand to the claims subordinate to claim 1 and to the description of an embodiment of the method according to the invention in conjunction with the drawing. The drawing shows in

1 schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Fügen von Stahlsubstraten in einer Draufsicht auf die Oberfläche der bandförmigen Stahlsubstrate und 1 schematically an embodiment of the inventive method for joining steel substrates in a plan view of the surface of the belt-shaped steel substrates and

2 das Ausführungsbeispiel aus 1 in einer Schnittansicht entlang des Schnittes I. 2 the embodiment 1 in a sectional view along the section I.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei bandförmige Stahlsubstrate 1, 2, welche vorzugsweise aus einer warmumformbaren Stahllegierung, insbesondere einer Stahllegierung vom Typ 22MnB5 bestehen und eine AlSi-Oberflächenbeschichtung aufweisen, miteinander gefügt. Als Fügetechnik wird vorliegend das induktive Hochfrequenzschweißen unter Verwendung von Induktionsleitern 3, 4, welche mit hochfrequentem Wechselstrom beaufschlagt werden, angewendet. Alternativ zum induktiven Hochfrequenzschweißen kann natürlich auch ein Laserstrahlschweißen oder Lichtbogenschweißen zum Verschweißen der Stahlsubstrate 1, 2 in der Schweißzone S verwendet werden.In the in 1 illustrated embodiment, two band-shaped steel substrates 1 . 2 , which are preferably made of a hot-workable steel alloy, in particular a steel alloy of the type 22MnB5 and having an AlSi surface coating joined together. The joining technique used here is inductive high-frequency welding using induction conductors 3 . 4 , which are supplied with high-frequency alternating current applied. Of course, as an alternative to inductive high frequency welding, laser beam welding or arc welding may also be used to weld the steel substrates 1 . 2 be used in the welding zone S.

Die Induktionsleiter 5, 6 werden mit einem hochfrequenten Strom beaufschlagt. Das hierdurch entstehende Wechselfeld induziert einen Oberflächen nahen Wechselstrom in den Kantenbereich 10 dem Schweißpunkt S der zu verbindenden Stahlsubstrate 1, 2. Die aus dem Wechselfeld induzierten Ströme verlaufen zwischen den Schnittpunkten 11 der Induktionsleiter mit den Kanten 10 der Stahlsubstrate 1, 2 oberflächennah entlang der Kanten 10 der Stahlsubstrate 1, 2. Aufgrund des induzierten Wechselstroms wird wiederum ein Magnetfeld eine daraus resultierende Lorentzkraft erzeugt, welche die paramagnetische Oberflächenbeschichtung, bestehend aus einer Al-Si-Legierung von dem Kantenbereich zurückdrängt, und zwar vom Bereich des stärkeren in den Bereich des schwächeren magnetischen Flusses. Der stärkere magnetische Fluss herrscht in der Mitte der Leiterschleife 5, 6 vor.The induction ladder 5 . 6 are supplied with a high-frequency current. The resulting alternating field induces a near-surface alternating current in the edge region 10 the welding point S of the steel substrates to be joined 1 . 2 , The induced from the alternating field currents run between the intersections 11 the induction conductor with the edges 10 the steel substrates 1 . 2 close to the surface along the edges 10 the steel substrates 1 . 2 , Due to the induced alternating current, a magnetic field is again generated by a resulting Lorentz force, which pushes back the paramagnetic surface coating consisting of an Al-Si alloy from the edge region, from the region of the stronger to the region of weaker magnetic flux. The stronger magnetic flux prevails in the middle of the conductor loop 5 . 6 in front.

Mit dem Pfeil ist die Schweißrichtung für die Stahlsubstrate 1, 2 angedeutet. Induktionsleiter 3 bis 6 sind sowohl oberhalb als auch unterhalb der Stahlsubstrate 1, 2 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen, um sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite des Stahlsubstrats die Oberflächenbeschichtung im Fügebereich gleichmäßig zu entfernen.With the arrow is the welding direction for the steel substrates 1 . 2 indicated. induction conductor 3 to 6 are both above and below the steel substrates 1 . 2 in the present embodiment, to uniformly remove the surface coating in the joining region on both the upper and lower surfaces of the steel substrate.

Wird das induktive Wechselfeld, welches über die Induktionsleiter 5, 6 eingebracht wird, so eingestellt, dass die Oberflächenbeschichtung bis zu ihrem Siedepunkt erhitzt wird, besteht die Möglichkeit durch einen Verdampfungsprozess die Korrosionsschutzbeschichtung im Fügebereich, nämlich an den Kanten der Stahlsubstrate 1, 2 zu entfernen.Is the inductive alternating field, which via the induction conductor 5 . 6 is introduced, adjusted so that the surface coating is heated to its boiling point, there is the possibility by an evaporation process, the corrosion protection coating in the joint area, namely at the edges of the steel substrates 1 . 2 to remove.

Die Schnittansicht aus 2 zeigt nun, wie durch Einsatz zusätzlicher Induktionsleiter 5, 6, 7, 8 die Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere eine AlSi-Legierung aus dem Fügebereich 10, vorliegend der Kanten der Stahlsubstrate 1 und 2 entfernt werden kann. Angedeutet in 2 ist zudem noch die Schweißzone S.The sectional view 2 now shows how by using additional induction conductor 5 . 6 . 7 . 8th the corrosion protection coating, in particular an AlSi alloy from the joining area 10 , in the present case, the edges of the steel substrates 1 and 2 can be removed. Indicated in 2 is also the welding zone S.

Die Breite B, über welche die Korrosionsschutzbeschichtung entfernt wird, ist neben der Frequenz abhängig von der Geschwindigkeit der bandförmigen Stahlsubstrate relativ zu den Induktionsleitern 5, 6. Durch Einstellen der Höhe des durch die Induktionsleiter fließenden hochfrequenten Wechselstroms kann die in das Stahlsubstrat eingebrachte Energie ebenso gesteuert werden.The width B over which the anticorrosive coating is removed is, in addition to the frequency, dependent on the speed of the belt-shaped steel substrates relative to the induction conductors 5 . 6 , By adjusting the height of the high frequency alternating current flowing through the induction conductors, the energy introduced into the steel substrate can also be controlled.

Es wird deutlich, dass mit geringem Aufwand, nämlich allein durch die Positionierung von entsprechend geformten Induktionsleitern auf einfache Weise eine Oberflächenbeschichtung eines Stahlsubstrats aus dem Fügebereich 10 sicher und schnell entfernt werden kann, so dass die Fügenaht, beispielsweise durch ein Verschweißen nicht durch die Oberflächenbeschichtung negativ beeinflusst wird.It is clear that with little effort, namely solely by the positioning of appropriately shaped induction conductors in a simple manner, a surface coating of a steel substrate from the joint area 10 can be safely and quickly removed, so that the joint seam, for example, by a welding is not adversely affected by the surface coating.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden unmittelbar nach der Entfernung der Oberflächenbeschichtung die Stahlsubstrate miteinander verschweißt. Sollte eine Lagerung der Stahlsubstrate 1, 2 mit entfernter Oberflächenbeschichtung vorgesehen sein, sind Maßnahmen zu treffen, die ungeschützte Bereiche vor Korrosion und Verschmutzung, beispielsweise durch Verwendung eines Schutzöls zu schützen.In the illustrated embodiment, immediately after the removal of the surface coating, the steel substrates are welded together. Should be a storage of steel substrates 1 . 2 be provided with remote surface coating, measures must be taken to protect the unprotected areas from corrosion and contamination, for example by using a protective oil.

Claims (12)

Verfahren zum Fügen von Stahlsubstraten in einem Fügebereich, bei welchem mindestens ein Stahlsubstrat eine Oberflächenbeschichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung des mindestens einen Stahlsubstrats unter Verwendung von Mitteln zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes im Fügebereich entfernt wird und anschließend beide Stahlsubstrate im Fügebereich miteinander verbunden werden.A method for joining steel substrates in a joint area, wherein at least one steel substrate has a surface coating, characterized in that the surface coating of the at least one steel substrate is removed using means for generating a high-frequency electromagnetic field in the joining region and then connecting the two steel substrates in the joining region become. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Erzeugung des hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes mindestens ein Induktionsleiter verwendet wird, mit welchem im Fügebereich des Stahlsubstrats hochfrequente, oberflächennahe Wechselströme induziert werden.A method according to claim 1, characterized in that as means for generating the high-frequency electromagnetic field at least one induction conductor is used, with which high-frequency, near-surface AC currents are induced in the joining region of the steel substrate. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlsubstrate unter Verwendung eines induktiven Hochfrequenzschweißens, Widerstandsschweißens, Lichtbogen- oder Laserstrahlschweißens im Fügebereich verschweißt werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the steel substrates are welded using an inductive high-frequency welding, resistance welding, arc or laser beam welding in the joining region. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich mindestens eines Stahlsubstrats eine Fügekante ist und an der Fügekante des Stahlsubstrats durch das induzierte elektromagnetische Feld die Oberflächenbeschichtung entfernt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the joining region of at least one steel substrate is a joining edge and at the joining edge of the steel substrate by the induced electromagnetic field, the surface coating is removed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügebereich mindestens eines Stahlsubstrats eine Fügefläche ist und im Bereich der Fügefläche des Stahlsubstrats durch das induzierte elektromagnetische Feld die Oberflächenbeschichtung entfernt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the joining region of at least one steel substrate is a joining surface and in the region of the joining surface of the steel substrate by the induced electromagnetic field, the surface coating is removed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch auf beiden Seiten der Stahlsubstrate angeordnete Mittel zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Feldes die Oberflächenbeschichtung beidseitig im Bereich der Fügekanten und/oder -flächen entfernt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that arranged on both sides of the steel substrates means for generating a high-frequency electromagnetic field, the surface coating is removed on both sides in the region of the joining edges and / or surfaces. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlsubstrate eine Korrosionsschutzbeschichtung, insbesondere eine Aluminium-Silizium(AlSi)-Oberflächenbeschichtung aufweisen.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the steel substrates have a corrosion protection coating, in particular an aluminum-silicon (AlSi) surface coating. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung im Fügebereich auf Schmelztemperatur erhitzt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the surface coating is heated in the joining region to melting temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung im Fügebereich der Stahlsubstrate so stark erhitzt wird, dass diese verdampft.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the surface coating in the joining region of the steel substrates is heated so much that it evaporates. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stahlsubstrat aus einer Stahlegierung besteht.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one steel substrate consists of a steel alloy. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlsubstrate relativ gegenüber den Mitteln zur Erzeugung eines hochfrequenten, elektromagnetischen Feldes bewegt werden.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the steel substrates are moved relative to the means for generating a high-frequency electromagnetic field. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlsubstrate bandförmig sind und unmittelbar nach dem Entfernen der Oberflächenbeschichtung die bandförmigen Stahlsubstrate miteinander gefügt werden.Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the steel substrates are band-shaped and immediately after the removal of the surface coating, the band-shaped steel substrates are joined together.
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