GME 00140-2004 Laser Welded Joints on Steel (English German).pdf

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1、GeneralSpecificationOverall VehicleGME 00140Laser Welded Joints on Steel Lasergeschweite Verbindungenan Stahl1 Introduction 1 EinfhrungNote: Welds undertaken according to this specifi-cation may suffer from defects which go deep intothe joint. Therefore if watertightness is essential,this shall be g

2、uaranteed by sealing the joint after thewelding operation.Hinweis: Bei Schweiungen nach dieser Vorschriftknnen in die Tiefe gehende Defekte auftreten.Deshalb muss im Fall der Forderungen nach Was-serdichtheit diese ber eine Versiegelung nach derSchweioperation gewhrleistet werden.1.1 Scope. This spe

3、cification is applicable to laserlap welds on coated and uncoated carbon steels,stainless steels and high strength low alloy (HSLA)steels with a carbon content of 25 % of the Welded Seam Length LsAbbildung 3: NOK-Verschweiung; Summe derBeanstandungen 25 % der SchweinahtlngeLs4.4.3.1 Seam Width. In w

4、elded joints where thethickness of the sheet metal in at least one item tobe joined is 1.5 mm, the seam width at the contactsurface shall be a 0.75 t1.“t1” represents thethickness of the thinner piece of sheet metal (seeFigure 4).4.4.3.1 Nahtbreite. Fr Blechverbindungen, beidenen die Blechdicke von

5、mindestens einem Fge-partner 1.5 mm betrgt, muss an der Kontaktflchedie Nahtbreite a 0.75 t1sein. “t1” stellt die dnnereBlechstrke dar (siehe Abbildung 4).Figure 4: Measurement of Seam Width Abbildung 4: Messung der Nahtbreitea Seam width a Nahtbreite Copyright 2004 General Motors Corporation All Ri

6、ghts ReservedPage6of17 September 2004PRD045 - VPRE ST G 10/03GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS GME 001404.4.3.2 Seam Length. 4.4.3.2 Nahtlnge.4.4.3.2.1 Length of the Weld Surface LS. Thelength of the weld which is measured on the surfaceof the sheet metal is designated the seam lengthLS. The measure L

7、Sshall be within the dimensionspecified on the drawing (see Figure 5).4.4.3.2.1 Lnge der Nahtoberflche LS. Die Naht-lnge, welche an der Blechoberflche gemessenwird, wird als Nahtlnge LSbezeichnet. Das Ma LSmuss in dem in der Zeichnung angegebenen Maliegen (siehe Abbildung 5).Figure 5: Length of Weld

8、 Surface LS/ FusionLength LFAbbildung 5: Lnge der Nahtoberflche LS/Schmelzlnge LF4.4.3.2.2 Fusion Length LF. Length of seam mea-sured onthecontactsurfacelessall theinternal seamfaults is designated the LF(see Figure 5).4.4.3.2.2 Schmelzlnge LF. Nahtlnge an der Kon-taktflche, abzglich aller inneren N

9、ahtfehler (sieheAbbildung 5).4.4.3.3 Weld Seam Position. The position of theweld seam shall correspond to drawing specifica-tions.4.4.3.3 Schweinahtlage. Die Nahtlage muss denAngaben in der Zeichnung entsprechen.Welded seams are not acceptable which are outsidethe dimensions X or Y specified on the

10、drawing (seeFigure 6).Schweinhte, die auerhalb der auf der ZeichnungangegebenenMaeXbzw. Yliegen, sindnichtzuls-sig (siehe Abbildung 6). Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedSeptember 2004 Page7of17PRD045 - VPRE ST U 10/03GME 00140 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDSFigure 6: Weld

11、 Seam Position Abbildung 6: Lage der Schweinaht4.4.4 Irregularities in the Welded Seam. If not oth-erwise specified on the drawing, over a length of4.4.4 Schweinahtunregelmigkeiten. Falls aufder Zeichnung nicht anders angegeben, drfen aufeiner Lnge von 30 % of the sheetmetal thickness, edge notches,

12、 surface porosity andweld overfill 20 % of the sheet metal thickness aredesignated external welded seam irregularities.4.4.6 uere Schweinahtunregelmigkeiten.Lcher, Nahtunterwlbung 30 % der Blechdicke,Randkerben, Oberflchenporositt und Nahtber-hhung 20 % der Blechdicke werden als uereSchweinahtunrege

13、lmigkeiten bezeichnet.Figure 12: Example of Sum for External Faults Abbildung 12: Summenbeispiel fr uereFehler4.4.6.1 Root Concavity (Weld Surface Concavity).In root concavity the weld underbead has a concaveshape (see Figure 13).4.4.6.1 Wurzelrckfall (Nahteinfall). Beim Wurzel-rckfall ist die Nahtu

14、nterraupe konkav ausgebildet(siehe Abbildung 13).Limit values: h1/2 0.3xt1/2Grenzwerte: h1/2 0.3xt1/2 Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedPage 10 of 17 September 2004PRD045 - VPRE ST G 10/03GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS GME 00140Figure 13: Weld Surface Concavity; Root Con-

15、cavityAbbildung 13: Nahtunterwlbung; Wurzelrck-fallh1Weld surface concavity h1Nahtunterwlbungh2Root concavity h2Wurzelrckfall4.4.6.2 Edge Notches. The transition between theweld surface and the workpiece surface is interruptedby longitudinal grooves at the side (see Figure 14).4.4.6.2 Randkerben. De

16、r bergang der Nahtober-flche in die Werkstckoberflche ist durch seitlicheLngsrillen unterbrochen (siehe Abbildung 14). Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedSeptember 2004 Page 11 of 17PRD045 - VPRE ST U 10/03GME 00140 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDSFigure 14: EdgeNotchesandEx

17、ampleofSumforInternal and External FaultsAbbildung 14: RandkerbenundSummenbeispielinnere und uere FehlerA Underfilling A UnterfllungB Edge notch B Randkerbe Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedPage 12 of 17 September 2004PRD045 - VPRE ST G 10/03GM EUROPE ENGINEERING STANDARD

18、S GME 001404.4.6.3 Weld Spatter. Melt can be thrown out, e.g.as a consequence of a too small joint gap. The extentto which weld spatter shall be removed is dependenton the position of the component. Correspondingmodes of procedure are to be regulated in a workinstruction (see Figure 15).4.4.6.3 Schw

19、eispritzer. Es kann zum Auswurf vonSchmelze, z.B. als Folge eines zu kleinen Fgespal-tes, kommen. In wie weit die Schweispritzer zu ent-fernensindhngtvonderLagedesBauteilesab. Ent-sprechende Vorgehensweisen sind in einer Arbeits-anweisung zu regeln (siehe Abbildung 15).Figure 15: Schematic Diagram o

20、f Weld Spatter Abbildung 15: Schematische Darstellung vonSchweispritzern4.4.6.4 Weld Overfill, Root Overfill. In weld overfillthe top bead of the weld has a convex shape. In rootoverfill the weld underbead has a convex shape.4.4.6.4 Nahtberhhung, Wurzelberhhung. Beieiner Nahtberhhung ist die Nahtobe

21、rraupe konvexausgebildet. Bei einer Wurzelberhhung ist dieNahtunterraupe konvex ausgebildet.Themaximumpermissiblelimitvaluesforweldoverfilland root overfill (see Figure 16) areDie maximal zulssigen Grenzwerte fr Nahtberh-hung und Wurzelberhhung (siehe Abbildung 16)sindh1/2 0.2 x t1/2h1/2 0.2 x t1/2F

22、igure 16: Weld Overfill, Root Overfill Abbildung 16: Nahtberhhung, Wurzelber-hhungh1Weld overfill h1Nahtberhhungh2Root overfill h2Wurzelberhhung4.4.6.5 Holes. If holes are present, the reference inparagraph 1 about the requirements regarding water-tightness shall be noted.4.4.6.5 Lcher. Bei Lchern i

23、st der Hinweis inAbschnitt 1 hinsichtlich Forderungen nach Wasser-dichtheit zu beachten. Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedSeptember 2004 Page 13 of 17PRD045 - VPRE ST U 10/03GME 00140 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDS4.4.6.6 Surface Porosity. Discontinuous depres-sions are

24、designated surface porosity (see Fig-ure 17).4.4.6.6 Oberflchenporositt. Als Oberflchen-porositt werden diskontinuierliche Vertiefungenbezeichnet (siehe Abbildung 17).These defects require the welding parameters to beoptimised. Whether porosities are generally permit-ted can be specified on the draw

25、ing.Diese Defekte erfordern eine Optimierung derSchweiparameter. Ob Porositten generell zulssigsind kann auf der Zeichnung festgelegt werden.Figure 17: Surface Porosity Abbildung 17: Oberflchenporositt1 Surface porosity 1 Oberflchenporositt4.5 Quality Assurance Measure and Test Plan. 4.5 Qualittssic

26、herungsmanahmen und Prf-plan.4.5.1 Welded Seam Test. Destructive test on laser-welded seam for quality assurance and to guaranteedurability. Metallurgical investigations of the weldedseamarenecessarybecausedestructivetestsleadtofailure in the base material in many cases but faultsinside the welded s

27、eam cannot be detected. Other-wise non-destructive tests shall be used.4.5.1 Schweinahtprfung. Zerstrende Laser-schweinahtprfung zur Qualitts- und Haltbar-keitssicherung. Da in vielen Fllen zerstrendePrfungen zum Versagen im Grundwerkstoff fhren,jedoch Fehler im Inneren der Schweinaht nichterkannt w

28、erden knnen, sind metallurgische Unter-suchungen der Schweinaht erforderlich. Ansonstensind zerstrungsfreie Prfungen anzuwenden.4.5.2 Testing laser-welded joints shall be performedby trained personnel.4.5.2 Das Prfen von lasergeschweiten Verbindun-gen ist von geschultem Personal durchfhren.Execution

29、 and the working procedure shall be listedin the corresponding work instructions.Ausfhrung und Arbeitsablauf sind in den entspre-chenden Arbeitsanweisungen aufzufhren. Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedPage 14 of 17 September 2004PRD045 - VPRE ST G 10/03GM EUROPE ENGINEERI

30、NG STANDARDS GME 001404.5.3 The tests shall be performed at specified inter-vals. In principle, these tests are to be performed atstart of pilot production (if pilot and original equipmentare present), before SSV (Start Saleable Vehicles)to decide on the parameters for all the welds perma-nently.4.5

31、.3 Die Prfungen sind in festgeschriebenenIntervallen vorzunehmen. Grundstzlich sind diesePrfungen bei Pilotanlauf (wenn Pilot und Original-einrichtungen) vor SSV (Start Saleable Vehicles) zurParameterfindung an allen Schweiungen perma-nent durchzufhren.4.5.4 The tests shall be performed if changes o

32、rrepairs are undertaken to the laser-welding systemor if robots or equipment components are replaced orrepaired. In addition, these shall be performed afterall parameter changes at specified intervals from thestart until a decision is taken on the intervals.4.5.4 Die Prfungen sind durchzufhren, wenn

33、Vernderungen oder Reparaturen an der Laser-schweianlage vorgenommen wurden bzw. wennRoboter- oder Einrichtungskomponenten ausge-tauscht bzw. repariert wurden. Auerdem sind diesenach allen Parameternderungen in festgeschriebe-nen Abstnden von Anfang bis zur Intervallfestlegungdurchzufhren.4.5.5 The w

34、elds in “critical operations” shall betested according to the guideline on Critical Opera-tions (D-01).4.5.5 Die Schweiungen im Bereich “Kritische Ope-rationen” sind gem Richtlinie ber Kritische Opera-tionen (D-01) zu prfen.4.6 General Requirements. 4.6 Allgemeine Anforderungen.4.6.1 Sheet Metal Thi

35、ckness. Weldinginshalpreferably be performed from the thinner sheet intothe thicker one.4.6.1 Blechdicke. Die Einschweiung soll vorzugs-weise von der dnneren in die dickere Blechstrkeerfolgen.Triple overlaps between sheets of metal in thelaser-welded area are to be avoided.3-fach berlappungen der Bl

36、eche im Laserschwei-bereich sind zu vermeiden.4.7 Tests. 4.7 Prfungen.4.7.1 Non-Destructive Testing. 4.7.1 Zerstrungsfreie Prfungen.4.7.1.1 100 % test with a process control system. 4.7.1.1 100 %ige Prfung mit einem Prozesskontroll-system.4.7.1.2 100 % visual test if there is an indication offaults

37、from process control.4.7.1.2 100 %ige Sichtprfung bei Fehlerindikationdurch Prozesskontrolle.4.7.1.3 Chisel Test according to ISO 10447. Thechisel is driven between the welded parts next to theweld until the material becomes deformed and thisbends sharply at the laser-welded seam.4.7.1.3 Meielprfung

38、 nach ISO 10447. Der Mei-el wird zwischen die geschweiten Teile nebender Schweiung getrieben, bis eine Verformung desWerkstoffes eintritt und sich dieser scharf an derlasergeschweiten Naht verbiegt.The test is completed when unbuttoning commenceswithout a fracture or tear in the weld.Die Prfung ist

39、beendet, wenn sich ein Ausknpfenohne Bruch oder Abriss in der Schweiung andeutet.If the test reveals a sufficient quality, the componentsare reshaped to their original shape.Wenn die Prfung eine ausreichende Qualitt erge-ben hat, werden die Bauteile in ihre Ausgangsformzurckverformt.If a fracture oc

40、curs between the pieces of sheet metal(without unbuttoning), then a non-durable, unaccept-able weld bond is present.Tritt ein Bruch zwischen den Blechen auf (kein Aus-knpfen), dann liegt eine nicht haltbare, unzulssigeKlebeschweiung vor. Copyright 2004 General Motors Corporation All Rights ReservedS

41、eptember 2004 Page 15 of 17PRD045 - VPRE ST U 10/03GME 00140 GM EUROPE ENGINEERING STANDARDSThe direction of the fracture load shall normally bespecified on the part drawing. If no data is presenton the drawing, the direction of the fracture load is atthe testers discretion.Die Richtung der Bruchbea

42、nspruchung ist in derRegel auf der Teilezeichnung anzugeben. Ist keineAngabe vorhanden, dann bleibtdie Beanspruchungs-richtung dem Prfer berlassen.Unbutton tests are to be performed on several bod-ies, starting with the first weld. If the correct weldingparameters have been found and satisfactory, c

43、on-stant results are available, unbutton tests can bereduced step by step.Ab der ersten Schweiung sind an mehreren Karos-serien Ausknpftests durchzufhren. Wenn dierichtigen Schweiparameter gefunden wurden undzufriedenstellende konstante Ergebnisse vorliegen,knnen die Aufknpftests schrittweise reduzi

44、ertwerden.4.7.2 Desctructive Testing. 4.7.2 Zerstrende Prfung.4.7.2.1 Micrographs. Cuts shall be performed onseveral parts, starting with the first weld, so thatmicrographs can be produced. If the correct weldingparameters have been found and satisfactory, con-stant results are available, the number

45、 of micrographsamples can be reduced.4.7.2.1 Schliffbilder. Ab der ersten Schweiungsind an mehreren Teilen Schnitte durchzufhren, umSchliffbilder anfertigen zu lassen. Wenn die richtigenSchweiparameter gefunden wurden und zufrieden-stellende konstante Ergebnisse vorliegen, kann dieAnzahl der Schliff

46、bild-Proben reduziert werden.4.7.2.2 Unbutton Test. Unbutton tests shall be per-formed if fracture loading is present along the length,starting with the first weld. Unbutton tests shall beperformed on several parts at the start of production.If the correct welding parameters have been deter-mined an

47、d satisfactory, constant results are available(75 % min. of the fracture surface in the material), thenumber of unbutton tests can be reduced.4.7.2.2 Ausknpftest. Ab der ersten Schweiungsind bei Bruchbeanspruchung der Lnge nach Aus-knpftests durchzufhren. Zu Beginn der Produktionsind an mehreren Tei

48、len Ausknpftests durchzufh-ren. Wenn die richtigen Schweiparameter ermitteltwurden und zufriedenstellende konstante Ergebnisse(75 % min. der Bruchflche im Material) vorliegen,kann die Anzahl der Ausknpftests reduziert werden.5 Additional Requirements 5 Zustzliche Anforderungen5.1 Repair Requirements

49、 for Laser-WeldedSeams.5.1 Reparaturanforderungen an Laserschwei-nhte.5.1.1 All structural laser welds, the execution ofwhich does not correspond to paragraph 4.4.4 and/or4.4.5.1, require repair measures.5.1.1 Alle strukturellen Laserschweiungen, derenAusfhrung nicht Abschnitt 4.4.4 und/oder 4.4.5.1entspricht, erfordern Reparaturmanahmen.5.1.2 Defective structural