用於對預塗覆片狀金屬板工件進行雷射焊接的方法和系統與流程

2023-06-02 00:54:51

本發明總體上涉及用於製造片狀金屬部件的方法和系統，比如例如用在機動車和其他組件中的部件。更具體地，本發明涉及用於對預塗覆片狀金屬板進行雷射焊接以形成對焊坯件或用於將片材成形部件等接合在一起的方法和系統。

背景技術：

機動車行業面臨著下述持續挑戰：改善其生產的機動車的安全性和抗碰撞能力，同時提高燃油效率以滿足或超過法定最低標準。實現這兩個目標的一種方式依賴於具有優異的機械強度、高的抗衝擊性等的重量較輕的材料的使用。以這種方式，在不犧牲用以在碰撞事件中吸收衝擊能量的能力的情況下，可以減小車輛的總重量以實現提高的燃料效率。這種策略被廣泛用於生產機動車輛的防侵入部件、結構部件或安全部件，比如例如保險槓、門加強件、B柱加強件和車頂加強件。

例如，「對焊坯件」是通過將具有不同組分和/或不同厚度的兩種或更多種的鋼坯件接合在一起、優選地通過將具有不同組分和/或不同厚度的兩種或更多種的鋼坯件雷射焊接而形成的。在焊接坯件已被冷壓之後，得到具有在部件自身內變化的機械強度、可壓性和衝擊吸收的性能的部件。因此，可以在部件內的不同位置處提供不同的機械性能，而不需要對整個部件施加不必要的或昂貴的成本。例如，通過將具有高機械強度的第一鋼坯件和具有相對較低機械強度的第二鋼坯件接合在一起，可以得到B柱。在衝擊期間，變形集中在B柱的由第二鋼坯件形成的部分內，使得衝擊的能量以期望的方式被安全地吸收。

為了避免在焊接坯件的熱成型期間提供受控的爐氣氛以及提供抗腐蝕性的需要，通常使用帶塗層的片狀金屬材料——比如例如具有鋁-矽預塗覆層的硼鋼——來製造這種坯件。不幸地，雷射焊接這種預塗覆片狀金屬材料的方法導致預塗覆材料中的一些預塗覆材料被轉移到在焊接操作期間產生的熔融區域中。焊接坯件的隨後奧氏體化和淬火導致來自預塗覆層材料的金屬元素與鋼片材的鐵或其他元素變成合金，從而在焊接接頭中形成脆性的金屬間化合物。在隨後的機械裝載時，這些金屬間化合物往往是在靜態或動態條件下開始破裂的部位。因此，由於焊接和隨後的合金化和奧氏體化所造成的這些金屬間化合物的存在，熱處理後的焊接接頭的總體變形能力顯著地降低。

在美國專利8,614,008中，Canourgues等人指出，需要消除上述金屬間化合物——即，在雷射焊接期間可能被熔融的初始表面金屬塗層——的來源。然而，簡單地消除將來的焊接接頭的兩側的預塗覆區域在焊接操作之後使焊接接頭的兩側的區域不再具有任何表面金屬預塗覆層。這是由於預塗覆層被去除的區域的寬度必須至少等於在焊接期間被熔融的區域的寬度以使得不促進金屬間區域的隨後的形成。Canourgues等人指出，實際上，被去除的預塗覆層的寬度必須遠大於該最小量，以允許在組裝操作期間熔融區域的寬度的波動。不幸地，在進一步的合金化和奧氏體化熱處理期間，在位於焊縫鄰近處的未塗覆區域內產生氧化物層和脫碳。此外，這些未塗覆且因此未受保護的區域在部件投入使用時趨向於發生腐蝕。

Canourgues等人繼續公開他們的驚人發現：僅消除預塗覆層的一部分對於解決上述腐蝕問題而言仍是有效的。具體地，他們的解決方案涉及：去除整個厚度的金屬合金層，同時將與鋼基底接觸的在下層(underlying)的金屬間合金層留在原位。Canourgues等人強調金屬合金層的精確去除包括：測量在去除過程期間暴露的表面的發射率或反射率；以及當測量值與參考值之差超過臨界閾值時停止去除。由於金屬間合金層在金屬合金層的去除期間保持不受幹擾，因此金屬合金層被去除的區域的寬度可以比焊縫的一半寬度大20％至40％。在焊接過程期間，金屬合金層不會被熔融到焊池中，並且因此不會沿焊接接頭形成金屬間區域。焊接接頭的兩側的未受幹擾的金屬間合金層在部件投入使用時提供防腐蝕保護，但不會顯著地影響金屬間化合物在焊接接頭中的形成。

由Canourgues等人公開的解決方案是優良的並且實現了防腐蝕的牢固焊接接頭，但該解決方案實際上也是很難實施的。具體地，通過保持在下層的金屬間合金不受幹擾且同時機械刷塗或雷射燒蝕來實現金屬合金層的精確去除是非常困難的。此外，該過程是耗時且費力的，這是由於焊接坯件的每個部分必須單獨處理：將焊接坯件的一部分放置在第一工位中以經受金屬合金層的去除；將焊接坯件的一部分移動至第二工位並且相對於焊接坯件的另一部分定位；並且隨後最終將分開的部分在第二工位中焊接在一起。當然，操作用於去除金屬合金層及用於焊接處理的分開的工位使佔地面積使用需求增大，並且需要雙倍的雷射源和雷射光學組件等。這是必然的情況，因為使用脈衝波雷射器來去除金屬合金層並且使用連續波雷射器來執行雷射焊接。具體地，Canourgues等人描述了高密度能量束的使用，這使得預塗覆層的表面蒸發並排出。

當然，脆性的金屬間化合物在焊接接頭中的形成是在其他應用中——比如例如在片材形成的帶塗層的部件的焊接期間——也遇到的問題。在這種情況下，預塗覆鋁-矽鋼片材進行熱成形以產生具有期望形狀的部件。可以執行隨後的焊接步驟，比如例如將成形部件接合至機加工部件或者將成形部件的兩個邊緣接合在一起。不幸地，塗層材料在焊接接頭中形成不期望的金屬間化合物，這可能導致嚴重的開裂並且引起與以上參照對焊坯件已經描述的問題相同類型的問題。

克服現有技術的上述限制和缺點中的至少一些限制和缺點將是有益的。

技術實現要素：

根據本發明的至少一個實施方式的方面，所公開的是一種用於雷射焊接的方法，該方法包括：將第一工件在工位處相對於第二工件布置成使得第一工件和第二工件沿著界面彼此抵靠，第一工件和第二工件中的至少一者包括鋼基底和預塗覆層，該預塗覆層包括與在下層的鋼基底接觸的金屬間合金層、以及與中間金屬合金層接觸的金屬合金層；使散焦雷射束沿著第一工件與第二工件之間的界面進行掃描，從而將位於與界面緊鄰的區域內的預塗覆層材料熔融；在散焦雷射束的掃描期間並且在熔融的材料重新凝固之前，將氣體流引導朝向熔融的材料，該氣體流提供足夠的力以將熔融的材料吹離第一工件和第二工件中的所述至少一者的在下層的鋼基底；以及在沒有將第一工件和第二工件從所述工位轉移至另一工位的情況下，使聚焦雷射束沿著界面進行掃描以形成雷射焊接接頭。

根據本發明的至少一個實施方式的方面，所公開的是一種用於雷射焊接的系統，該系統包括：支承件，該支承件用於將第一工件相對於第二工件以預定的取向保持，使得第一工件沿著界面抵靠第二工件，第一工件和第二工件中的至少一者包括鋼基底，在該鋼基底上形成有預塗覆層；至少一個雷射光學組件，所述至少一個雷射光學組件與雷射源光連通；至少一個致動器，所述至少一個致動器用於使所述至少一個雷射光學組件相對於支承件相對地移動；以及導管，該導管與氣體源連通，以將氣體流引導朝向沿著第一工件與第二工件之間的界面的預定部位，其中，在使用期間，所述至少一個致動器使所述至少一個雷射光學組件相對於支承件移動，使得所述至少一個雷射光學組件使散焦雷射束沿著界面進行掃描以將位於與該界面緊鄰的區域內的預塗覆層材料熔融，並且使得所述至少一個雷射光學組件隨後使聚焦雷射束沿著該界面進行掃描以形成雷射焊接接頭，並且其中，沿著該界面的所述預定部位是在掃描方向上位於散焦雷射束後面的部位，並且氣體流提供足夠的力以在使聚焦雷射束進行掃描以形成雷射焊接接頭之前將預塗覆層的熔融材料吹離第一工件和第二工件中的所述至少一者的在下層的鋼基底。

根據本發明的至少一個實施方式的方面，所公開的是一種用於雷射焊接預塗覆片狀金屬板以形成對焊坯件的方法，該方法包括：將第一預塗覆片狀金屬板在工位處相對於第二預塗覆片狀金屬板布置成使得第一板的邊緣和第二板的邊緣彼此抵靠並且限定界面，每個板均包括鋼基底和預塗覆層，該預塗覆層包括與鋼基底接觸的金屬間合金層、以及與金屬間合金層接觸的金屬合金層；使散焦雷射束沿著第一板與第二板之間的界面進行掃描，從而對板的與該界面相鄰的相接表面區域進行加熱並且將位於該相接表面區域中的每個相接表面區域內的預塗覆層材料熔融；在掃描期間，將氣體流引導朝向熔融的材料，該氣體流提供足夠的力以將熔融的材料吹出相接的表面區域；以及在沒有將第一板和第二板從所述工位轉移至另一工位的情況下，使聚焦雷射束沿著界面進行掃描以形成雷射焊接接頭。

根據本發明的至少一個實施方式的方面，所公開的是一種用於雷射焊接預塗覆片狀金屬板以形成對焊坯件的系統，該系統包括：支承件，該支承件用於將第一工件相對於第二工件以預定的取向保持，使得第一板的邊緣和第二板的邊緣彼此抵靠並且限定界面；至少一個雷射光學組件，所述至少一個雷射光學組件與雷射源光連通；至少一個致動器，所述至少一個致動器用於使所述至少一個雷射光學組件相對於支承件相對地移動；以及導管，該導管與氣體源連通，以將氣體流引導朝向沿著第一工件與第二工件之間的界面的預定部位，其中，在使用期間，所述至少一個致動器使所述至少一個雷射光學組件相對於支承件移動，使得所述至少一個雷射光學組件使散焦雷射束沿著界面進行掃描以將位於與該界面相鄰的相接表面區域內的至少一些預塗覆層材料熔融，並且使得所述至少一個雷射光學組件使聚焦雷射束沿著該界面進行掃描以形成雷射焊接接頭，並且其中，沿著該界面的所述預定部位是在掃描方向上位於散焦雷射束後面的部位，並且氣體流提供足夠的力以將預塗覆層的熔融材料吹出相接的表面區域。

根據本發明的至少一個實施方式的方面，所公開的是一種用於雷射焊接預塗覆片狀金屬板以形成對焊坯件的方法，該方法包括：將兩個預塗覆片狀金屬板在工位處裝載成使得板的待被焊接在一起的邊緣彼此抵靠，每個板均包括鋼基底和預塗覆層，該預塗覆層包括與鋼基底接觸的金屬間合金層、以及與中間金屬合金層接觸的金屬合金層；在單個操作行程中，用散焦雷射束照射每個板的與彼此抵靠的邊緣相鄰的區域，從而將預塗覆層的位於每個板的所述區域內的材料熔融；在單個操作行程期間，將氣體流引導朝向預塗覆層的熔融材料，該氣體流提供足夠的力以將熔融的預塗覆材料吹出兩個板中的被照射區域；以及在沒有將兩個板從所述工位轉移的情況下，使用聚焦雷射束將板雷射焊接在一起。

附圖說明

現在將僅通過示例的方式並參照附圖對本發明進行描述，其中，貫穿若干附圖，相似的附圖標記表示相似的元件。應當理解的是，附圖不一定按比例繪製。在某些情形下，已經省略了對本公開的理解而言不必要或使其他細節難以察覺的細節。

圖1是示出了在被對焊在一起之前的具有不同厚度的兩個預塗覆片狀金屬板的簡化側視圖。

圖2是示出了根據本發明的實施方式的圖1的在預塗覆材料的去除期間預塗覆片狀金屬板的簡化側視圖。

圖3是示出了根據本發明的實施方式的圖1的在預塗覆材料的去除期間預塗覆片狀金屬板的簡化立體圖。

圖4是示出了圖1的在繼預塗覆材料的去除之後的雷射焊接期間預塗覆片狀金屬板的簡化側視圖。

圖5是示出了圖1的在繼預塗覆材料的去除之後的雷射焊接期間預塗覆片狀金屬板的簡化立體圖。

圖6是示出了根據本發明的實施方式的用以同時實現預塗覆材料的去除以及雷射焊接的分束器的使用的簡化立體圖。

圖7是示出了根據本發明的實施方式的用以同時實現預塗覆材料的去除以及雷射焊接的分開的雷射頭的使用的簡化立體圖。

圖8是示出了根據本發明的實施方式的用以去除預塗覆材料的雙束雷射器的使用的簡化俯視圖。

圖9是示出了根據本發明的實施方式的用以去除預塗覆材料的雙束雷射器的使用的簡化立體圖。

圖10A至圖10D示出了根據本發明的實施方式的用於將所形成的部件接合至機加工部件的方法中的各個步驟。

具體實施方式

呈現以下描述來使本領域技術人員能夠做出並使用本發明，並且以下描述是在特定應用及其要求的環境下提供的。具體地，根據形成對焊坯件的具體應用來描述本發明，但是應當理解的是，還可以設想其他應用，比如例如焊接帶塗層的片材成形部件。此外，所公開的實施方式的各種改型對於本領域技術人員而言將是明顯的，並且在不背離本發明的範圍的情況下，本文定義的一般原理可以應用於其他實施方式和應用。因此，本發明不意在限於所公開的實施方式，而是意在符合與本文所公開的原理和特徵一致的最寬範圍。此外，應當理解的是，本文所使用的措辭和術語是出於描述的目的並且不應被認為是限制性的。本文使用的「包括」，「包含」或「具有」及其變型意味著包括其後列出的項目及其等同物以及附加項目。

現在將在具體示例的環境下對用於雷射焊接預塗覆工件的方法和系統進行描述，在該具體示例中，兩個預塗覆片狀金屬板被對焊在一起以形成對焊坯件。圖1是示出了在被對焊在一起之前的具有不同厚度的兩個預塗覆片狀金屬板的簡化側視圖。更具體地，鋼基底102比鋼基底104相對更薄。每個基底102和104在所述每個基底的每個側部上具有預塗覆層106。預塗覆層106以已知的方式——比如例如通過在熔融鋁浴或熔融鋁合金浴中對基底102和104進行浸塗(dip-coating)——形成。可選地，預塗覆層106使用另一合適的材料形成，比如例如通過在熔融鋅浴或熔融鋅合金浴中對基底102和104進行浸塗而形成。這兩個板布置成使得：板的待被焊接在一起的邊緣彼此抵靠並且限定界面108。

為了簡單起見，預塗覆層106在附圖中被描繪為單層。然而，實際上，預塗覆層106包括與鋼基底102或104接觸的金屬間合金層、以及與該金屬間合金層接觸的金屬合金層。預塗覆層106通常具有比在下層的鋼基底102或104的熔融溫度低得多的熔融溫度。例如，與鋼基底的約1500℃的熔融溫度相比，鋁-矽合金塗層的熔融溫度低於600℃。在以下附圖中以及在相應的文本中，公開了用於由預塗覆片狀金屬板形成對焊坯件的各種方法和相關系統。該方法利用了上文所指出的較大熔融溫度差的優點。在所述方法中的每個方法中，使用連續波雷射器來將待焊接的區域內的預塗覆材料局部地去除並形成雷射焊接接頭。在每種情況下，高壓氣體流通過提供足夠的力來將來自待焊接的區域內的預塗覆層的熔融材料去除而被用於協助預塗覆材料的去除。

現在參照圖2，所示出的是圖1的在預塗覆材料106的局部去除期間預塗覆片狀金屬板的簡化側視圖。雷射光學組件200經由光纖接收來自連續波雷射源的雷射，該連續波雷射源統稱為雷射源204，並且雷射光學組件200朝向板的位於界面108的兩側的相接表面區域發射散焦雷射束206。作為示例，雷射光學組件200包括至少一個透鏡，並且雷射源204的光纖是單芯光纖或多芯光纖束(bundle)。散焦雷射束206將預塗覆層106的位於相接表面區域內的材料熔融，但不會使熔融的材料蒸發及排出。更確切地，使用導管202來將氣體流引導至熔融的材料處，從而通過足夠的力將熔融的材料吹出相接的表面區域。導管202與高壓氣體源(未示出)流體連通。

另外參照圖3，散焦雷射束206沿著界面108在由附圖中的框箭頭指示的方向上掃描。導管202跟隨在雷射束206的後面沿掃描方向行進，使得氣體流被引導朝向在散焦雷射束206後面緊接著形成的熔融材料。以這種方式，氣體流在熔融的材料重新凝固之前將該熔融的材料吹出相接的表面區域。替代性地，板沿與所指示的掃描方向相反的方向移動，並且雷射光學組件200和導管202保持靜止。應當理解的是，如圖3中所描繪的，板並非被機械地接合在一起，而是僅僅布置並保持在固定裝置或另一合適的支承件中。更具體地，在預塗覆層106的去除期間以及在隨後的雷射焊接期間，每個板均相對於另一板定位並且牢固地保持就位。

現在參照圖4，所示出的是圖1的在繼相接表面區域內的預塗覆材料的去除之後的雷射焊接期間預塗覆片狀金屬板的簡化側視圖。在圖4中，用於去除預塗覆材料的相同的雷射光學組件200和雷射源204還用於在基底102與104之間形成雷射焊接接頭400。為了提高清晰度，導管202未在圖4中示出。

另外參照圖5，在於第一操作行程期間將預塗覆層106的來自板的相接表面區域的材料已經去除之後，在第二操作行程期間形成雷射焊接接頭400。雷射光學組件200可以在用於形成雷射焊接接頭400的第二操作行程期間以及在用於將預塗覆層106的來自板的相接表面區域的材料去除的第一操作行程期間沿相同的方向掃描。可選地，雷射光學器件沿相反的方向(相對於板)掃描以用於形成雷射焊接接頭400以及用於將預塗覆層106的材料去除。

現在參照圖6，所示出的是示出了根據本發明的實施方式的用以同時實現預塗覆材料的去除以及雷射焊接的分束器600的使用的簡化立體圖。在單個操作行程期間，散焦雷射束206和聚焦雷射束208沿著界面108在由附圖中的框箭頭指示的掃描方向上進行掃描。導管202將氣體流引導朝向通過散焦雷射束206熔融的預塗覆層106的材料，並且提供足夠的力以將熔融的材料吹出與界面108相鄰的相接表面區域。導管202與高壓氣體源(未示出)流體連通。分束器206用來朝向界面108發射聚焦雷射束208，以在基底102與104之間形成雷射焊接接頭400。具體地，聚焦雷射束被引導朝向沿著界面108的下述區域：熔融的材料已經從該區域被吹出。使用單個雷射源204(即，連續波雷射源和輸送光纖)來產生聚焦雷射束208和散焦雷射束206兩者。

圖7是示出了用以在單個操作行程中實現預塗覆材料的去除並執行雷射焊接的分開的雷射光學組件200a和200b的使用的簡化立體圖。具體地，第一雷射光學組件200a經由第一光纖接收來自統稱為第一雷射源204a的第一連續波雷射源的雷射，並且第一雷射光學組件200a朝向板的位於界面108的兩側的相接表面區域發射散焦雷射束206。散焦雷射束206將預塗覆層106的位於相接的表面區域內的材料熔融，但不會使熔融的材料蒸發及排出。更確切地，使用導管202來將氣體流引導在熔融的材料處，從而通過足夠的力將熔融的材料吹出相接的表面區域。導管202與高壓氣體源(未示出)流體連通。尾隨在第一雷射光學組件200a後面沿掃描方向行進的第二雷射光學組件200b經由第二光纖接收來自統稱為第二雷射源204b的第二連續波雷射源的雷射，並且第二雷射光學組件200b朝向界面108發射聚焦雷射束208以在板之間形成雷射焊接接頭400。具體地，聚焦雷射束被引導朝向沿著界面108的下述區域：熔融的材料已經從該區域被吹出。分別使用分開的雷射源204a和204b來產生散焦雷射束206和聚焦雷射束208。

圖8和圖9示出了可選的實施方式，在該可選的實施方式中，雷射束是使用光學器件成形的以實現預塗覆層的去除。在圖8和圖9中示出的具體且非限制性的示例中，使用雷射束光學器件來產生成形的雙光束雷射光斑。圖8是示出了第一預塗覆板800和第二預塗覆板802的簡化俯視圖，第一預塗覆板800和第二預塗覆板802並排地布置以在其間限定界面804。在圖8中示出的具體且非限制性示例中，使用雙光束光學器件來產生成形的雷射光斑806，該成形的雷射光斑806沿著板800與802之間的界面804進行掃描，從而將區域808內的預塗覆材料去除。圖9是示出了第一板800和第二板802並且示出了形成成形的雷射束902的雙光束光學器件900的簡化立體圖，成形的雷射束902產生成形的雷射光斑806。在圖8和圖中9示出的示例中，板800和802的鋼基底904和906分別具有大致相同的厚度，並且板800和802中的每個板上的預塗覆層908也具有大致相同的厚度。當處理具有待通過雷射焊接被接合在一起且厚度不同的基底的板時，這種類型的束成形也是有益的。

以上參照圖2至圖9描述的方法是在單個工位中實施的。工位包括諸如例如固定裝置之類的支承件，以用於在預塗覆層的材料的去除期間以及在雷射焊接期間保持板組件。由於單一的結構(set-up)，因此用於去除預塗覆材料的雷射束路徑和用於雷射焊接的雷射束路徑非常嚴密地匹配。因此，能夠將被移除的預塗覆層的材料所處的相接區域的有效寬度設定為對於焊接而言最佳的值。以這種方式，完全保護性的預塗覆層鄰近於雷射焊接接頭400保持完整，並且同時雷射焊接接頭不會因金屬間區域的形成而弱化。可以使用布置成沿著板中的一個板的自由邊緣滾動的未示出的輥組件來確保散焦雷射束的加熱點的精確定位。加熱點處的溫度可以基於散焦雷射束的紅外發射來進行監測，並且所得到的溫度數據可以用於對雷射源功率進行控制以在確保基底材料保持固態的同時僅將預塗覆層的期望部分熔融。

在以上參照圖2至圖9描述的方法中，在與界面108——雷射焊接接頭400沿著該界面108形成——相鄰的區域內的整個預塗覆層106被去除。因此，金屬合金層和金屬間合金層被去除，並且在下層的鋼基底102和104被暴露。可選地，在與界面108相鄰的區域內，金屬間合金層保持不受幹擾或僅部分地被去除，並且金屬合金層被完全去除。還可選地，金屬合金層、金屬間合金層以及此外相對較小量的鋼基底102和104被去除。如果被接合的板具有不同的厚度，則較小量的鋼基底的去除不會影響焊接。

當然，如上所述的方法和系統也可用於雷射焊接其他應用中的預塗覆工件。例如，鋁-矽預塗覆鋼片材可以進行熱成型以產生具有期望形狀的第一工件，第一工件隨後利用基本上如上所述的方法和系統通過雷射焊接被接合至諸如機加工部件之類的第二工件。在該後一種應用中，僅需要從第一工件去除預塗覆層材料，這是因為第二工件不具有預塗覆層。替代性地，片材成形工件的一個邊緣接合至同一片材成形工件的另一邊緣或者接合至另一片材成形工件的邊緣，在這種情況下，需要沿著兩個相接合的邊緣去除預塗覆材料。

現在參照圖10A至圖10D，所示出的是根據實施方式的用於將成形部件接合至機加工部件的方法。圖10A示出了具有中央開口1002的成形部件1000。作為具體且非限制性的示例，成形部件1000為齒輪部件中的輪轂。例如，成形部件1000是由鋁-矽預塗覆的硼鋼片材坯件——比如——製造的。隨後，坯件被加熱成高於坯件的奧氏體化溫度並且通過工具形成為其最終形狀，隨後進行快速淬火。

圖10A中還示出了具有中央突出部1006的機加工部件1004，該中央突出部1006形成在機加工部件1004的一個端部處。如圖10B中所示，突出部1006定形並定尺寸成接納在成形部件1000的中央開口1002內，在此之後，成形部件1000和機加工部件1004將通過雷射焊接接合在一起。不幸地，如前所述，矽-鋁塗層可能在焊接中引起嚴重的開裂。

現在參照圖10C，成形部件1000和機加工部件1004被示出為處於組裝狀態，使得突出部1006接納在中央開口1002內。圖10C示出了圍繞成形部件1000的中央開口1002的周緣將矽-鋁塗層從成形部件1000的表面局部去除的步驟。具體地，雷射光學組件1010經由光纖接收來自統稱為雷射源1012的連續波雷射源的雷射，並且雷射光學組件1010朝向成形部件1000的下述區域發射散焦雷射束1014：該區域緊鄰於成形部件1000與機加工部件1004之間的界面。由於機加工部件不具有矽-鋁塗層，因此散焦的雷射束可以僅被引導到成形部件1000上。作為示例，雷射光學組件1010包括至少一個透鏡，並且雷射源1012的光纖是單芯光纖或多芯光纖束。散焦雷射束1014將矽-鋁塗層的與所述界面相鄰——即，圍繞中央開口1002的周緣——的材料熔融，但不會使熔融的材料蒸發和排出。更確切地，使用導管1016來將氣體流引導朝向熔融的材料，並且從而在被熔融的材料重新凝固之前通過足夠的力將熔融的材料吹離成形部件1000的在下層的鋼基底。導管1016與高壓氣體源(未示出)流體連通。應當理解的是，如圖10C中所描繪的，部件不是機械地接合在一起，而是僅僅布置並保持在固定裝置或另一合適的支承件中。更具體地，在矽-鋁塗層的去除期間和在隨後的雷射焊接期間，每個部件均相對於另一部件定位並牢固地保持就位。如圖10D中所示，用於去除矽-鋁塗層材料的相同的雷射光學組件1010和雷射源1012還用於沿著焊接線引導聚焦雷射束1018，以在成形部件1000與加工部件1004之間形成雷射焊接接頭1020。為了提高清晰度，導管1016未在圖10D中示出。

在於第一操作行程期間將鋁-矽塗層的材料已經去除之後，在於第二操作行程期間形成雷射焊接接頭1020。雷射光學組件1010可以在用於形成雷射焊接接頭1020的第二操作行程期間和在用於將鋁-矽塗層的材料去除的第一操作行程期間沿相同的方向進行掃描。可選地，雷射光學器件1010沿相反的方向掃描以用於形成雷射焊接接頭1020以及用於將鋁-矽塗層的材料去除。

儘管本文已經描述並示出了若干發明實施方式，但是本領域普通技術人員將容易地想到用於執行本文所描述的功能以及/或者獲得結果和/或一個或更多個優點的多種其他裝置和/或結構，並且這些變型和/或改型中的每一者均被認為在本文所描述的實施方式的發明範圍內。更一般地，本領域技術人員將容易領會的是，本文所描述的所有參數、尺寸、材料和構型意在是示例性的，並且實際的參數、尺寸、材料和/或構型將取決於具體應用或使用本發明教示的應用。本領域技術人員將認識到或者能夠僅使用常規試驗來確定本文所描述的特定發明實施方式的許多等同物。因此，應當理解的是，前述實施方式僅通過示例的方式給出，並且在所附權利要求及其等同物的範圍內，本發明實施方式可以以不同於具體描述及要求保護的其他方式實施。本公開的發明實施方式涉及本文所描述的每個單獨的特徵、系統、製品、材料、配套元件和/或方法。此外，如果這些特徵、系統、製品、材料、配套元件和/或方法不互相矛盾，則兩個或更多個這些特徵、系統、製品、材料、配套元件和/或方法的任意組合包括在本公開的發明範圍內。

本文所限定並使用的所有定義應當理解為優先於字典定義和/或所限定術語的普通含義。除非有明確的相反指示，否則本文在說明書和權利要求中使用的不定冠詞「一(a)」和「一個(an)」應當被理解為意指「至少一個」。如本文在說明書和權利要求中使用的短語「和/或」應當被理解為意指這樣結合的元件——即，在一些情況下結合地存在並且在其他情況下分開地存在的元件——中的「任一者或兩者」。

用「和/或」列出的多個元件應當以相同的方式解釋，即，這樣結合的元件中的「一個或更多個」。除了由「和/或」項具體標識的元件以外，可以可選地存在其他元件，而無論與具體標識的那些元件相關還是不相關。因此，作為非限制性示例，當結合開放式語言措詞——比如「包括」——使用時，對「A和/或B」的引用可以指的是下述各者：在一個實施方式中僅A(可選地包括除了B以外的元件)；在另一實施方式中，僅B(可選地包括除A以外的元件)；在又一實施方式中，A和B兩者(可選地包括其他元件)，等等。

如本文在說明書和權利要求中所使用的，「或」應當理解為具有與如以上限定的「和/或」相同的含義。例如，當將列表中的項目分開時，「或」或「和/或」應當被解釋為是包括性的，即包括許多元件或元件列表中的至少一個元件，但也包括多於一個元件，並且可選地包括其他的未列出項目。僅明確地指示相反含義的術語——比如「…中的僅一個」或「…中的恰好一個」或者「由…組成」在權利要求中使用時將指的是包括許多元件或元件列表中的恰好一個元件。一般來說，僅當在前面有排他性術語比如「任一」、「…中的一個」、「…中的僅一個」或「…中的恰好一個」時，如本文所使用的術語「或」才應當被解釋為指示排他性替代形式(即，「一者或另一者而不是兩者」)。當在權利要求中使用時，「基本上由…組成」應當具有其在專利法領域中使用的普通含義。

如本文在說明書和權利要求中所使用的，涉及一個或更多個元件的列表的短語「至少一個」應當被理解為意指選自元件列表中的任意一個或更多個元件的至少一個元件，但不一定包括元件列表內具體列出的每個或各個元件中的至少一個元件，並且不排除元件列表中的元件的任何組合。該定義還允許可以可選地存在除短語「至少一個」所指的元件列表內具體標識的元件以外的元件，而不論與具體標識的那些元件是相關還是不相關。因此，作為非限制性的示例，「A和B中的至少一個」(或者等同地，「A或B中的至少一個」或者等同地，「A和/或B中的至少一個」)可以指的是下述各者：在一個實施方式中，至少一個，可選地包括多於一個A但不存在B(並且可選地包括除B以外的元件)；在另一個實施方式中，至少一個，可選地包括多於一個B但不存在A(並且可選地包括除A以外的元件)；在又一實施方式中，可選地包括多於一個A的至少一個，以及可選地包括多於一個B的至少一個(並且可選地包括其他元件)，等等。

還應當理解的是，除非有明確的相反指示，否則在本文所要求的包括多於一個步驟或動作的任何方法中，該方法的步驟或動作的順序不一定限於所給出的方法的步驟或動作的順序。

數值範圍包括限定範圍的端點值。例如，「介於1100℃與1200℃之間」包括1100℃和1200℃兩者、以及1100℃與1200℃之間的所有溫度值。

在權利要求中以及在以上說明書中，所有過渡性短語比如「包含(comprising)」、「包括(including)」、「承載有(carring)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「涉及(involving)」、「持有(holding)」、「包含有(composed of)」等應理解為開放式的，即，意味著包括但不限於。僅過渡性短語「由…組成」和「基本上由…組成」應當分別是閉式的或半閉式的過渡性短語。

已經出於說明的目的呈現了本發明的若干種方法和實施方式的前述描述。前述說明並非意在窮盡的或者將本發明限制於所公開的精確的步驟和/或形式，並且顯然，根據上述教示，可以進行許多改型和變型。本發明的範圍和所有等同物意在由所附權利要求限定。