DE10129430C1

DE10129430C1 - Laser beam welding unit has direction-controlled sheet metal plasma guides

Info

Publication number: DE10129430C1
Application number: DE10129430A
Authority: DE
Inventors: Arnulf Triebel
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2021-06-20

Abstract

A laser welding assembly has a clamp for the work piece. The assembly has a laser system with a beam guide (24) and beam shaping unit (26) which focuses the beam on the work piece weld interface (34). The interface weld seam (28) is flushed by an active gas or inert gas delivered via a guide with one or more elements. The guide element position and direction of presentation are especially variable with respect to the weld seam (34). The guide elements are made of sheet material whose flat surface normal angle is at an angle to that (38) of the focused laser beam (36).

Description

Die Erfindung betrifft eine Laserschweißanlage, welche eine Einspannvorrich tung für zu verschweißende Werkstücke umfaßt, und welche ein Lasersystem mit einer Strahlführungsvorrichtung und einer Strahlformungsvorrichtung für einen Laserstrahl umfaßt, durch die der Laserstrahl auf einen Stoß der zu verschweißenden Werkstücke fokussierbar ist, wobei eine Wirkzone des Laser strahls am Schweißstoß mit Arbeitsgas und/oder Schutzgas beaufschlagbar ist und zur Beaufschlagung der Wirkzone mit Gas eine Führungsvorrichtung für das Arbeitsgas und/oder Schutzgas vorgesehen ist, welche ein oder mehrere Führungselemente umfaßt.The invention relates to a laser welding system, which a Einspannvorrich device for workpieces to be welded, and which a laser system with a beam guiding device and a beam shaping device for includes a laser beam through which the laser beam strikes the welding workpieces can be focused, an effective zone of the laser Working gas and / or protective gas can be applied to the beam at the welding joint and a guide device for the application of gas to the active zone the working gas and / or protective gas is provided, which one or more Includes guide elements.

Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt.Such devices are known from the prior art.

Die US 4,128,753 offenbart eine Laserschweißvorrichtung mit einer ersten Passage, um einen optischen Weg für einen Laserstrahl zu bilden. Es ist dabei fernerhin eine zweite Passage vorgesehen, welche einen Auslaß in einen End bereich der ersten Passage aufweist und über die ein Gasstrahl quer zu der ersten Passage richtbar ist, mittels welchem Plasma beaufschlagbar ist, wel ches in dem Endabschnitt der ersten Passage während eines Schweißvorgan ges gebildet wird. Über diesen Gasstrahl läßt sich Plasma von der Schweißzone weg mitnehmen. US 4,128,753 discloses a laser welding device with a first Passage to form an optical path for a laser beam. It is there further provided a second passage which has an outlet in one end Has area of the first passage and over which a gas jet transversely to the first passage can be directed, by means of which plasma can be acted upon, wel ches in the end portion of the first passage during a welding process is formed. Plasma can be drawn from the welding zone via this gas jet take away.

Aus der DE 199 45 285 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gasfüh rung beim Laserstrahlschneiden bekannt, bei dem Arbeitsgas als laminare Gasströmung an der Oberfläche des zu schneidenden Materials erzeugt und geführt wird. Es sind dabei auf der dem Laser zugewandten Seite des zu bear beitenden Materials parallel oder im flachen Winkel zur Oberfläche ausgerich tete und in sehr geringem Abstand zur Oberfläche eine oder mehrere An strömdüsen an einer Seite des Arbeitsbereiches und einer oder mehrere Ab saugdüsen an der gegenüberliegenden Seite des Arbeitsbereiches angeordnet.DE 199 45 285 A1 describes a method and a device for gas guidance tion known in laser beam cutting, in the working gas as laminar Gas flow generated on the surface of the material to be cut and to be led. It must be on the laser side of the bear processing material parallel or at a flat angle to the surface tied and at a very short distance from the surface one or more An flow nozzles on one side of the work area and one or more ab Suction nozzles arranged on the opposite side of the work area.

Beim Laserschweißen bildet sich durch das Verdampfen von Werkstoff der zu verschweißenden Werkstücke ein laserinduziertes Plasma. Dieses Plasma kann eine abschirmende Wirkung für den Laserstrahl haben, so daß dessen erreichbare Eindringtiefe verringert ist. Eine bestimmende Größe für die Ent stehung eines absorbierenden Plasmas ist dabei die Intensität des Laser strahls. Insbesondere zum Verschweißen von Werkstücken mit größeren Dicken sind aber Laserstrahlen mit hoher Intensität erforderlich. In laser welding, the material evaporates due to the evaporation of the material welding workpieces a laser-induced plasma. This plasma can have a shielding effect on the laser beam, so that its achievable penetration depth is reduced. A defining size for the Ent The level of an absorbing plasma is the intensity of the laser beam. Especially for welding workpieces with larger ones Thicknesses, however, require high-intensity laser beams.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Laserschweißen von Werkstücken wird das Plasma mittels Arbeitsgas und/oder Schutzgas aus entsprechenden Düsen beeinflußt, um insbesondere die Plas maabschirmung des Laserstrahls zu vermindern. Das Schutzgas dient dabei insbesondere auch dazu, die durch den Laserstrahl erzeugte Schmelze an Werkstoff der Werkstücke in der Wirkzone beim Erstarren gegen Umgebungs gas und Umgebungsluft abzuschirmen. Die Nahtform einer Schweißnaht und die Schweißtiefe hängen dabei wesentlich ab von der Ausprägung des laserin duzierten Plasmas.In devices and methods known from the prior art for The plasma is laser welded by means of working gas and / or Shielding gas from the corresponding nozzles influenced, in particular the Plas to reduce the degree of shielding of the laser beam. The protective gas is used in particular also to the melt generated by the laser beam Material of the workpieces in the effective zone when solidifying against the environment shield gas and ambient air. The seam shape of a weld seam and the depth of the weld essentially depends on the type of laser induced plasma.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher das laserinduzierten Plasma so beeinflussbar ist, daß die Naht eigenschaften optimierbar sind und welches universell, insbesondere für ver schiedene Nahttypen, einsetzbar ist.The object of the invention is therefore to create a device in which the laser-induced plasma can be influenced so that the seam properties can be optimized and which universal, especially for ver different seam types, can be used.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Laserschweißanlage dadurch gelöst, daß Stellung und Ausrichtung der Führungselemente relativ zum Schweißstoß veränderbar sind und daß die Führungselemente aus flächen haften Elementen gebildet sind, die so positionierbar sind, daß ihre Flächen normale einen Winkel zur Richtung des fokussierten Laserstrahls bilden.This object is achieved in the laser welding system according to the invention solved that position and orientation of the guide elements relative to Welding joint are changeable and that the guide elements from surfaces stick elements are formed, which can be positioned so that their surfaces normal form an angle to the direction of the focused laser beam.

Durch die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung lassen sich die Gasströ mungsverhältnisse von Arbeitsgas und/oder Schutzgas an der Wirkzone so einstellen, daß für die jeweils vorgesehene Schweißnaht optimale Ergebnisse erzielbar sind. Insbesondere lassen sich rinnenförmige Gasströmungs verhältnisse um die Wirkzone einstellen, durch die ein Schutz gegen Abströmen von Arbeitsgas und/oder Schutzgas erzielt ist, so daß das laserinduzierte Plasma optimal beeinflussbar ist und ein Schutz gegen das Zuströmen von Umgebungsgas und Umgebungsluft erzielt ist. Dadurch kann die Ausformung und damit Abschirmwirkung des laserinduzierten Plasmas kontrolliert werden. Insbesondere ist es möglich, die für das Schweißen erforderlichen Parameter zu kontrollieren, so daß die Nahtausprägung, beispielsweise die Schweißtiefe, gesteuert werden kann.The gas flows can be controlled by the guide device according to the invention conditions of working gas and / or protective gas at the active zone so adjust that optimal results for the intended weld are achievable. In particular, channel-shaped gas flow can be conditions around the effective zone, through which protection against outflow of Working gas and / or protective gas is achieved so that the laser-induced plasma can be optimally influenced and protection against the influx of Ambient gas and ambient air is achieved. This allows the formation and thus the shielding effect of the laser-induced plasma can be controlled. In particular, it is possible to determine the parameters required for welding to be checked so that the shape of the seam, for example the depth of welding, can be controlled.

Durch eine Erhöhung der Wirksamkeit der Arbeitsgas- und/oder Schutzgasbe aufschlagung läßt sich auch der Verschleiß der Komponenten eines Bearbei tungskopfes der erfindungsgemäßen Laserschweißanlage verringern, da das Arbeitsgas und/oder Schutzgas auch optimal zur Kühlung eingesetzt werden kann. Außerdem wird durch das Einstellen von optimalen Gasströmungsver hältnissen der Gasverbrauch insgesamt verringert.By increasing the effectiveness of the working gas and / or protective gas The wear of the components of a machining can also be added tion head of the laser welding system according to the invention, since that Working gas and / or protective gas can also be used optimally for cooling can. In addition, by setting optimal gas flow ver overall gas consumption reduced.

Die Führungselemente sind aus flächenhaften Elementen gebildet, beispiels weise Leitblechen, die so positionierbar sind, daß ihre Flächennormale einen Winkel zur Richtung des fokussierten Laserstrahls bilden. Durch die flächen haften Elemente ist es auf einfache Weise möglich, die Winkelstellung der Führungselemente bezüglich der Richtung des fokussierten Laserstrahls und den Abstand der Führungselemente von dem Schweißstoß zur Erzielung einer optimalen Schweißnaht zu optimieren.The guide elements are formed from flat elements, for example wise baffles that can be positioned so that their surface normal one Form an angle to the direction of the focused laser beam. Through the areas stick elements, it is easily possible to change the angular position of the Guide elements with respect to the direction of the focused laser beam and the distance of the guide elements from the weld joint to achieve a optimize the optimal weld.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Führungselemente spiegel symmetrisch bezüglich einer Ebene positionierbar, welche die Richtung des fokussierten Laserstrahls enthält. Dadurch lassen sich optimale und gut repro duzierbare Gasströmungsverhältnisse an der Wirkzone einstellen. In an advantageous embodiment, the guide elements are mirrored can be positioned symmetrically with respect to a plane which defines the direction of the contains focused laser beam. This allows optimal and good repro set the ductile gas flow conditions at the effective zone.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Führungselemente so positionierbar sind, daß um die Wirkzone eine rinnenförmige Gasströmungszone entstehen kann. Dadurch ist ein optimaler Schutz gegen das Zuströmen von Umge bungsgas und Umgebungsluft erreicht und das laserinduzierte Plasma kann kontrolliert beeinflußt werden.In particular, it is advantageous if the guide elements can be positioned in this way are that a channel-shaped gas flow zone is created around the active zone can. This is an optimal protection against the influx of vice Ambient gas and ambient air can be reached and the laser-induced plasma can be influenced in a controlled manner.

Bisher wurden keine Aussagen darüber gemacht, wie die Führungsvorrichtung gehalten ist.So far, no statements have been made about how the guide device is held.

In einer Variante einer Ausführungsform sind ein oder mehrere Führungsele mente fest bezüglich des Lasersystems und insbesondere eines Bearbeitungs kopfes des Lasersystems gehalten. Dadurch kann an dem Bearbeitungskopf des Lasersystems die Stellung und Ausrichtung der Führungselemente so ein gestellt werden, daß die zur Ausbildung einer Schweißnaht optimalen Gasströmungsverhältnisse erzielt sind. Eine Halterung der Führungsvorrich tung an dem Lasersystem ist beispielsweise vorteilhaft, wenn eine große An zahl von Werkstücken miteinander zu verschweißen ist, so daß eine einmal eingestellte Anordnung der Führungselemente an der Führungsvorrichtung beibehalten werden kann und nur die Werkstücke, welche an der Einspannvor richtung eingespannt sind, ausgetauscht werden müssen.In one variant of an embodiment, one or more guide elements elements firmly with regard to the laser system and in particular machining Head of the laser system held. This allows the machining head the position and alignment of the guide elements be made that the optimal for the formation of a weld Gas flow ratios are achieved. A bracket of the guide device device on the laser system is advantageous, for example, if a large requirement Number of workpieces to be welded together, so that one time set arrangement of the guide elements on the guide device can be retained and only the workpieces that are on the clamping direction are clamped, must be replaced.

Es kann auch vorgesehen sein, daß ein oder mehrere Führungselemente an der Einspannvorrichtung für die zu verschweißenden Werkstücke gehalten sind. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn während des Schweißvorgangs große Än derungen in der Fokuslage des fokussierten Laserstrahls er forderlich sind, da bei der starken Fokusänderung nicht jedesmal die Führungselemente neu ausgerichtet bzw. in ihrer Höhe zu der Oberfläche der zu verschweißenden Werkstücke ein gestellt werden müssen.It can also be provided that one or more guide elements the clamping device for the workpieces to be welded are. For example be advantageous if large changes during the welding process changes in the focus position of the focused laser beam are necessary, since the strong focus change does not each time the guide elements realigned or in their Height to the surface of the workpieces to be welded must be asked.

Es kann auch vorgesehen sein, daß ein oder mehrere Führungs elemente an einem oder mehreren der zu verschweißenden Werk stücke gehalten sind.It can also be provided that one or more guide elements on one or more of the work to be welded pieces are kept.

Bisher wurden keine Aussagen gemacht, wie die Führung selemente ausgebildet sind. In einer besonders einfachen Variante einer Ausführungsform weist die Führungsvorrichtung als Führungselement mindestens ein Leitblech auf. Leitbleche sind besonders einfach und kostengünstig herstellbar.So far, no statements have been made like the leadership elements are formed. In a particularly simple one The guide device has a variant of an embodiment as a guide element on at least one baffle. baffles are particularly easy and inexpensive to manufacture.

Insbesondere zur Bildung von Kehlnähten, beispielsweise Innenkehlnähten oder Flankenkehlnähten kann es vorgesehen sein, daß ein Führungselement durch eine Fläche eines zu ver schweißenden Werkstücks gebildet ist.In particular for the formation of fillet welds, for example Internal fillet welds or side fillet welds can be provided be that a guide element through a surface of a ver welding workpiece is formed.

Bisher wurden keine Aussagen gemacht über die Anordnung der Gasdüsen. In einer vorteilhaften Variante einer Ausführungs form ist eine Düse für das Arbeitsgas und/oder eine Düse für das Schutzgas so angeordnet, daß eine Strahlrichtung des Arbeitsgases und/oder Schutzgases jeweils einen Winkel be züglich der Richtung des fokussierten Laserstrahls aufweist. Dadurch wird erreicht, daß Arbeitsgas und/oder Schutzgas die Wirkzone in optimaler Weise beaufschlagen können und ins besondere die Beaufschlagung der Wirkzone mittels Arbeitsgas und Schutzgas unabhängig voneinander erfolgen kann. No statements have yet been made about the arrangement of the Gas nozzles. In an advantageous variant of an execution form is a nozzle for the working gas and / or a nozzle for the protective gas arranged so that a beam direction of the Working gas and / or protective gas each be an angle regarding the direction of the focused laser beam. This ensures that the working gas and / or protective gas Effective zone can act in an optimal way and ins in particular the application of active gas to the active zone and protective gas can be done independently.

Vorteilhafterweise ist die Ebene, zu welcher die Führung selemente spiegelsymmetrisch positionierbar sind, durch die Richtung des fokussierten Laserstrahls und die Strahlrichtung für das Arbeitsgas und/oder Schutzgas aufgespannt. Diese Ebene kann dann bei einer Bearbeitung der zu verschweißenden Werkstücke so mit einer Richtung des Schweißstoßes aus gerichtet werden, daß eine zeitgünstige Verschweißung bei optimalem Schweißergebnis erfolgt.The level to which the guidance is advantageous is elements can be positioned mirror-symmetrically, through which Direction of the focused laser beam and the beam direction clamped for the working gas and / or protective gas. This The plane can then be machined when machining Workpieces with one direction of the weld joint be directed that a timely welding at optimal welding result.

Dazu erfolgt eine relative Bewegung zwischen dem Bearbei tungskopf des Lasersystems und dem Schweißstoß so, daß eine Richtung des Schweißstoßes in der durch die Richtung des fokussierten Laserstrahls und der Strahlrichtung für das Arbeitsgas und/oder Schutzgas aufgespannten Ebene liegt. Da durch ist während des gesamten Schweißvorgangs gewährleistet, daß die Wirkzone des fokussierten Laserstrahls optimal mit Arbeitsgas und/oder Schutzgas beaufschlagt bleibt.For this purpose there is a relative movement between the machining tion head of the laser system and the welding joint so that a Direction of the butt in the direction of the focused laser beam and the beam direction for that Working gas and / or protective gas spanned level. because is guaranteed during the entire welding process, that the effective zone of the focused laser beam with optimal Working gas and / or protective gas remains applied.

Bei einer konstruktiv besonders günstigen Ausführungsform wird die relative Bewegung zwischen dem Lasersystem und dem Schweißstoß entlang der Richtung des Schweißstoßes durch die Bewegung der Einspannvorrichtung erreicht.In a structurally particularly favorable embodiment the relative movement between the laser system and the Weld joint along the direction of the weld joint through the Movement of the jig reached.

Um die für die vorgesehene Schweißnaht erforderlichen Charak teristika, insbesondere Eindringtiefe des Laserstrahls, zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die relative Bewegung senkrecht zur Richtung des Schweißstoßes zwischen dem Laser system und dem Schweißstoß durch eine Bewegung des Bearbei tungskopfes erfolgt. Dadurch kann insbesondere auch mittels optischen Mitteln die Fokuslage des fokussierten Laserstrahls verändert werden. To the character required for the intended weld teristics, in particular penetration depth of the laser beam reach, it is advantageous if the relative movement perpendicular to the direction of the weld joint between the laser system and the sweat by moving the machining tion head. As a result, in particular also by means of optical means the focus position of the focused laser beam to be changed.

Bezüglich der Einstellung von günstigen Gasströmungsverhält nissen an der Wirkzone ist es vorteilhaft, wenn die Füh rungselemente an ihrem der Wirkzone zugewandten Ende bündig an die Düse für das Arbeitsgas und/oder die Düse für das Schutzgas anschließen. Ein solcher bündiger Anschluß kann durch eine Biegung der Führungselemente an ihrem dem Schweiß stoß zugewandten Ende erreicht werden oder indem die Führungselemente oder die Düse bzw. Düsen mit Anschluß elementen versehbar sind.Regarding the setting of favorable gas flow ratios nisse at the active zone, it is advantageous if the tion elements flush at their end facing the effective zone to the nozzle for the working gas and / or the nozzle for the Connect protective gas. Such a flush connection can by bending the guide elements on their sweat butt facing end can be reached or by the Guide elements or the nozzle or nozzles with connection elements are visible.

In einer besonders vorteilhaften Variante einer Ausführungs form der erfindungsgemäßen Laserschweißanlage ist eine Ab saugevorrichtung für an der Wirkzone vom Laserstrahl induziertes Plasma vorgesehen. Dadurch kann Plasma abgesaugt werden und damit dessen Abschirmwirkung für den fokussierten Laserstrahl auf die Wirkzone verringert werden.In a particularly advantageous variant of an embodiment Form of the laser welding system according to the invention is an Ab Suction device for at the effective zone of the laser beam induced plasma provided. This can suck plasma and thus its shielding effect for the focused Laser beam can be reduced to the effective zone.

Es kann auch alternativ oder zusätzlich eine Anblasvor richtung für an der Wirkzone durch den Laserstrahl indu ziertes Plasma vorgesehen sein, durch den dieses Plasma mit tels eines Plasmajets insbesondere zur Verringerung der Ab schirmwirkung angeblasen werden kann.As an alternative or in addition, there may also be a blowing device direction for the effective zone by the laser beam indu graced plasma can be provided through which this plasma with means of a plasma jet, in particular to reduce the ab shielding effect can be blown.

Dazu ist vorteilhafterweise die Absauge-/Anblasvorrichtung in einem solchen Abstand von der Wirkzone angeordnet, daß die Gasströmung von Arbeitsgas und/oder Schutzgas an der Wirkzone möglichst wenig beeinflußt wird. Dadurch kann die Ausbildung des laserinduzierten Plasmas sowohl mittels der Absauge- und/oder Anblasvorrichtung als auch mittels der Beauf schlagung von Arbeitsgas und/oder Schutzgas beeinflußt werden. For this purpose, the suction / blowing device is advantageously in such a distance from the effective zone that the Gas flow of working gas and / or protective gas at the active zone is influenced as little as possible. This allows training of the laser-induced plasma both by means of the suction and / or blowing device and by means of the Beauf impact of working gas and / or protective gas become.

In einer konstruktiv besonders vorteilhaften Variante einer Ausführungsform umfaßt die Führungsvorrichtung die Absauge-/Anblasvorrichtung.In a particularly advantageous variant of an embodiment the guide device comprises the suction / blowing device.

Zur Erzielung einer optimalen Schweißnaht ist es besonders günstig, wenn die zu verschweißenden Werkstücke in die Einspannvorrichtung so einspannbar sind, daß ein Schweißspalt des Schweißstoßes einen Winkel zur Richtung des fokussierten Laserstrahls bilden kann. Da in der Fügelinie von zu verschwei ßenden Teilen oftmals Inhomogenitäten beispielsweise durch Gratbildung oder verletzte Kanten vorliegen, ist durch eine solche Schrägstellung erreichbar, daß der fokussierte Laserstrahl auf eine homogenere Oberfläche trifft, so daß sich beim Durchschweißen eine homogenere Unterraupe bildet und damit die Schweißnaht eine verbesserte Qualität erhält. Eine entsprechende Schräg stellung läßt sich auch durch eine Neigung von der Strahlführungsvorrichtung und/oder der Strahlformungsvorrichtung relativ zum Werkstück erreichen.To achieve an optimal weld, it is particularly advantageous if the workpieces to be welded can be clamped in the clamping device are that a weld gap of the weld joint is an angle to the direction of the focused laser beam can form. Because in the joining line from to weld eating parts often inhomogeneities, for example, by burrs or injured edges can be reached by such an inclination, that the focused laser beam hits a more homogeneous surface, so that a more homogeneous bottom bead forms when welding through and thus the Weld seam receives an improved quality. A corresponding slant position can also be tilted from the beam guiding device and / or reach the beam shaping device relative to the workpiece.

Zur Verschweißung von Werkstücken von größeren Dicken, beispielsweise über 2 mm, ist es besonders günstig, wenn eine Zuführung von Zusatzwerkstoff zur Wirkzone vorgesehen ist. Der Zusatzwerkstoff wird dabei vorteilhafterweise mittels einer Zusatzwerkstoffdüse, beispielsweise als Zusatzdraht mittels einer Zusatzdrahtdüse, der Wirkzone geführt. Der Zusatzwerkstoff kann auch als Pulver oder Paste vorliegen.For welding workpieces of greater thickness, for example over 2 mm, it is particularly favorable if a supply of filler material for Effective zone is provided. The filler material is advantageously by means of an additional material nozzle, for example as an additional wire by means of a Additional wire nozzle, the effective zone out. The filler metal can also be used as Powder or paste are available.

Bei einem Laserschweißverfahren mit der erfindungsgemäßen Laserschweiß anlage, bei welchem eine Wirkzone eines fokussierten Laserstrahls an einem Schweißstoß von zu verschweißenden Werkstücken mit Arbeitsgas und/oder Schutzgas beaufschlagt wird, werden mittels einer Führungsvorrichtung für Arbeitsgas und/oder Schutzgas derartige Strömungsverhältnisse für Arbeitsgas und/oder Schutzgas an der Wirkzone eingestellt, daß Schutz gegen Abströmen von Arbeitsgas und/oder Schutzgas und Schutz gegen Zuströmung von Umgebungsgas, insbesondere Umgebungsluft an die Wirkzone erreicht wird.In a laser welding process with the laser welding according to the invention System in which an effective zone of a focused laser beam on a Weld joint of workpieces to be welded with working gas and / or Shielding gas is applied by means of a guide device for Working gas and / or protective gas such flow conditions for working gas and / or protective gas at the active zone that protection against outflow of working gas and / or protective gas and protection against inflow of Ambient gas, in particular ambient air, is reached to the active zone.

Zusätzlich zur Beeinflussung des laserinduzierten Plasmas ist es dabei vorteil haft, wenn dieses mittels einer Absaugevorrichtung abgesaugt wird und/oder mittels einer Anblasvorrichtung angeblasen wird.In addition to influencing the laser-induced plasma, it is also advantageous liable if this is sucked off by means of a suction device and / or is blown by means of a blowing device.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch mittels eines Bearbei tungskopfes einer Laserschweißanlage, welche eine Einspannvorrichtung für zu verschweißende Werkstücke umfaßt, und welche ein Lasersystem mit einer Strahlführungsvorrichtung und einer Strahlformungsvorrichtung für einen Laserstrahl umfaßt, durch die der Laserstrahl auf einen Stoß der zu ver schweißenden Werkstücke fokussierbar ist, wobei eine Wirkzone des Laser strahls am Schweißstoß mit Arbeitsgas und/oder Schutzgas beaufschlagbar ist, über den der fokussierte Laserstrahl auf die Wirkzone des Schweißstoßes der zu verschweißenden Werkstücke gerichtet ist und der eine oder mehrere Düsen für Arbeitsgas und/oder Schutzgas umfaßt, dadurch gelöst, daß der Bearbeitungskopf zur Beaufschlagung der Wirkzone mit Gas eine Führungs vorrichtung aufweist, welche ein oder mehrere Führungselemente umfaßt, und daß Stellung und Ausrichtung der Führungselemente relativ zum Schweißstoß einstellbar sind. The object on which the invention is based is also achieved by means of a machining tion head of a laser welding system, which is a clamping device for includes welding workpieces, and which a laser system with a Beam guiding device and a beam shaping device for one Laser beam includes through which the laser beam to ver a shock welding workpieces can be focused, with an effective zone of the laser working gas and / or shielding gas can be applied at the welding joint, via which the focused laser beam onto the effective zone of the welding joint workpieces to be welded and the one or more Includes nozzles for working gas and / or protective gas, characterized in that the Machining head for applying a gas to the active zone has device which comprises one or more guide elements, and that position and orientation of the guide elements relative to the weld joint are adjustable.

Dieser erfindungsgemäße Bearbeitungskopf weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Laserschweißanlage diskutierten Vorteile auf.This processing head according to the invention already has the Connection with the laser welding system according to the invention discussed benefits.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Ausfüh rungsbeispieles einer erfindungsgemäßen La serschweißanlage; Fig. 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of a laser welding system according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schweißens mit einem Laserstrahl gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 is a schematic representation of welding with a laser beam according to the prior art;

Fig. 3a ein Ausführungsbeispiel eines Bearbeitungs kopfes einer erfindungsgemäßen Laserschweiß anlage in Seitenansicht; Fig. 3a shows an embodiment of a machining head of a laser welding system according to the invention in side view;

Fig. 3b dieses Ausführungsbeispiel des Bearbeitungs kopfes in Vorderansicht; Fig. 3b this embodiment of the machining head in front view;

Fig. 3c eine Seitenansicht des Bearbeitungskopfes ge mäß diesem Ausführungsbeispiel mit entfernten Führungselementen; FIG. 3c is a side view of the machining head accelerator as this embodiment with distant guide elements;

Fig. 4a schematisch das Laserschweißen einer Innen kehlnaht gemäß dem Stand der Technik; FIG. 4a shows schematically the laser welding an inner fillet weld according to the prior art;

Fig. 4b eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Laserschweißverfahrens zum Laserschweißen von Innenkehlnähten; Figure 4b is a schematic representation of an embodiment of the laser welding method for laser welding of the inner fillet welds according to the invention.

Fig. 4c ein weiteres Ausführungsbeispiel des Laser schweißens von Innenkehlnähten gemäß dem er findungsgemäßen Laserschweißverfahren; Figure 4c shows another embodiment of the laser welding of fillet welds according to the inventive laser welding process.

Fig. 5a, b, c Ausführungsbeispiele des Laserschweißens von Flankenkehlnähten gemäß dem erfindungsgemäßen Laserschweißverfahren; FIG. 5a, b, c embodiments of laser welding of edge fillet welds according to the laser welding method according to the invention;

Fig. 6a, b, c Ausführungsbeispiele des Laserschweißens von Außenkehlnähten gemäß dem erfindungsgemäßen Laserschweißverfahren; FIG. 6a, b, c embodiments of laser welding of outer fillet welds according to the laser welding method according to the invention;

Fig. 7a, b, c Ausführungsbeispiele des Laserschweißens von Stumpfstößen gemäß dem erfindungsgemäßen La serschweißverfahren; Fig. 7a, b, c serschweißverfahren embodiments of laser welding of butt joints according to the invention La;

Fig. 8a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bear beitungskopfes der erfindungsgemäßen Laser schweißanlage in Vorderansicht; Fig. 8a another embodiment of a Bear processing head of the laser welding system according to the invention in front view;

Fig. 8b eine Seitenansicht dieses Ausführungs beispieles des Bearbeitungskopfes mit ent fernten Führungselementen; Fig. 8b is a side view of this embodiment example of the machining head with ent removed guide elements;

Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel zum erfin dungsgemäßen Laserschweißen von Stumpfstößen; Fig. 9 shows a further embodiment for OF INVENTION to the invention the laser welding of butt joints;

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel einer Führungs vorrichtung der erfindungsgemäßen Laser schweißanlage; Fig. 10 shows an embodiment of a guide device of the laser welding system according to the invention;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung in der Symmetrieebene eines Schweißspaltes, wobei die Zuführung von Zusatzdraht vorgesehen ist;A sectional view in the symmetry plane of the welding gap, wherein the supply is provided by additional wire FIG. 11;

Fig. 12a einen Schnitt durch ein erstes Ausführungs beispiel einer Kombinationsdüse für den B earbeitungskopf der erfindungsgemäßen Laser schweißanlage; FIG. 12a shows a section through a first execution example of a combination nozzle for the B earbeitungskopf the laser welding system according to the invention;

Fig. 12b ein zweites Ausführungsbeispiel des Bearbei tungskopfes und Fig. 12b a second embodiment of the machining head and

Fig. 12c ein drittes Ausführungsbeispiel des Bearbei tungskopfes. Fig. 12c, a third embodiment of the machining head.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laserschweiß anlage, die in Fig. 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet ist, um faßt ein Lasersystem 12 und eine Einspannvorrichtung 14 für zu verschweißende Werkstücke. Das Lasersystem 12 und die Ein spannvorrichtung 14 sind relativ zueinander bewegbar, wobei die relative Bewegung durch Handhabungseinrichtungen 16 ge steuert wird.An embodiment of a laser welding system according to the invention, which is designated as a whole in Fig. 1 with 10 to summarize a laser system 12 and a clamping device 14 for workpieces to be welded. The laser system 12 and the clamping device 14 can be moved relative to one another, the relative movement being controlled by handling devices 16 .

Das Lasersystem 12 umfaßt ein Lasergerät 18 mit einem Laser resonator 20, der mittels einer Versorgungseinheit 22 ins besondere mit Energie zum Anregen des laseraktiven Mediums im Laserresonator 20 versorgt wird. Des weiteren kann eine Küh lung des Lasergeräts oder des gesamten Lasersystems über die Versorgungseinheit 22 vorgesehen sein. The laser system 12 comprises a laser device 18 with a laser resonator 20 , which is supplied in particular by means of a supply unit 22 with energy for exciting the laser-active medium in the laser resonator 20 . Furthermore, cooling of the laser device or of the entire laser system can be provided via the supply unit 22 .

Der von dem Lasergerät 18 erzeugte Laserstrahl wird mittels einer Strahlführungsvorrichtung 24, welche beispielsweise Spiegel, Lichtleiter und Linsen umfaßt, geführt und mittels einer Strahlformungsvorrichtung 26 auf eine Wirkzone 28 (Fig. 2) auf die zu verschweißenden Werkstücke geführt.The laser beam generated by the laser device 18 is guided by means of a beam guiding device 24 , which comprises, for example, mirrors, light guides and lenses, and is guided by means of a beam shaping device 26 onto an active zone 28 ( FIG. 2) on the workpieces to be welded.

Um ein erstes Werkstück 30 und ein zweites Werkstück 32 an einem Schweißstoß 34 zu verschweißen (Fig. 2), werden diese in die Einspannvorrichtung 14 eingespannt. Ein Laserstrahl 36 wird auf den Schweißstoß 34 fokussiert, wodurch die Wirkzone 28 des Laserstrahls 36 an den zu verschweißenden Werkstücken entsteht.In order to weld a first workpiece 30 and a second workpiece 32 to a weld joint 34 ( FIG. 2), these are clamped in the clamping device 14 . A laser beam 36 is focused on the weld joint 34 , whereby the effective zone 28 of the laser beam 36 is formed on the workpieces to be welded.

Die Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls 36 kann dabei in Richtung eines Schweißspalts 40 des Schweißstoßes 34 lie gen oder auch einen Winkel 42 (Fig. 9) dazu bilden.The direction 38 of the focused laser beam 36 can lie in the direction of a welding gap 40 of the welding joint 34 or also form an angle 42 ( FIG. 9).

Durch den fokussierten Laserstrahl 36 wird an der Wirkzone 28 eine Dampfkapillare 44 gebildet, die sich in die Richtung 38 von der Wirkzone 28 weg in den Schweißspalt 40 erstreckt. Durch den verdampften Werkstoff der Werkstücke bildet sich an der Wirkzone ein laserinduziertes Plasma 46.The focused laser beam 36 forms a vapor capillary 44 on the active zone 28 , which extends in the direction 38 away from the active zone 28 into the welding gap 40 . The vaporized material of the workpieces forms a laser-induced plasma 46 in the effective zone.

An der Dampfkapillare 44 ist der Werkstoff der zu ver schweißenden Werkstücke 30, 32 geschmolzen, so daß sich eine Schmelze 48 ausbildet. In einem größeren Abstand zur Dampf kapillare 44 findet sich erstarrte Schmelze 50.On the steam capillary 44 , the material of the workpieces 30 , 32 to be welded is melted, so that a melt 48 is formed. Solidified melt 50 is found at a greater distance from the steam capillary 44 .

Die Nahtform und Einschweißtiefe einer Schweißnaht hängen wesentlich von der Ausprägung des laserinduzierten Plasmas 46 ab. Das laserinduzierte Plasma 46 wird durch die Zuführung von Arbeitsgas mittels einer Arbeitsgasdüse 52 beeinflußt, um insbesondere eine Abschirmung des fokussierten Laserstrahls durch dieses Plasma 46 an der Wirkzone 28 zu verringern. Vor teilhafterweise ist es vorgesehen, daß auch Schutzgas mittels einer Schutzgasdüse 54 der Wirkzone zugeführt wird, um die erstarrende Schmelze 55 des Werkstoffes vor der Umgebungs atmosphäre, insbesondere der Umgebungsluft, abzuschirmen.The shape of the seam and the welding depth of a weld seam depend essentially on the shape of the laser-induced plasma 46 . The laser-induced plasma 46 is influenced by the supply of working gas by means of a working gas nozzle 52 , in particular to reduce the shielding of the focused laser beam by this plasma 46 at the active zone 28 . Before geous, it is provided that protective gas is supplied to the active zone by means of a protective gas nozzle 54 in order to shield the solidifying melt 55 of the material from the ambient atmosphere, in particular the ambient air.

Die Bearbeitung von zu verschweißenden Werkstücken 30, 32 durch die erfindungsgemäße Laserschweißanlage erfolgt mit Hilfe eines Bearbeitungskopfes, welcher in dem in den Fig. 3a bis c gezeigten Ausführungsbeispiel als Ganzes mit 56 be zeichnet ist.The machining of workpieces 30 , 32 to be welded by the laser welding system according to the invention is carried out with the aid of a machining head, which in the exemplary embodiment shown in FIGS . 3a to c is indicated as a whole by 56 be.

Durch die Strahlführungsvorrichtung 24 wird in einer Variante einer Ausführungsform ein (nicht fokussierter) Laserstrahl 58 auf einen Reflexionsspiegel 60 des Bearbeitungskopfes 56 ge führt. Bei einer Variante einer Ausführungsform weitet der Reflexionsspiegel 60 den Strahl auf. Er kann aber auch fokus sierend wirken oder den Laserstrahl 58 im wesentlichen be züglich dessen Weite unverändert lassen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Strahlformungsvorrichtung 26 von dem Bearbeitungskopf 56 umfaßt. Dazu weist dieser einen fokussierenden Spiegel 62 auf, durch den der von dem Re flexionsspiegel 60 reflektierte Laserstrahl auf die Wirkzone 28 fokussierbar ist.In a variant of an embodiment, the beam guiding device 24 leads a (non-focused) laser beam 58 onto a reflection mirror 60 of the machining head 56 . In a variant of an embodiment, the reflection mirror 60 widens the beam. But it can also have a focussing effect or leave the laser beam 58 essentially unchanged with respect to its width. In the exemplary embodiment shown, the beam shaping device 26 is encompassed by the processing head 56 . For this purpose, this has a focusing mirror 62 , by means of which the laser beam reflected by the reflection mirror 60 can be focused on the effective zone 28 .

Der relative Abstand zwischen dem fokussierenden Spiegel 62 und den zu verschweißenden Werkstücken 30, 32 ist ver änderbar, so daß damit die Fokuslage des fokussierten Laser strahls 36 an den Werkstücken 30, 32 einstellbar ist. Dadurch läßt sich die Eindringtiefe des fokussierten Laserstrahls 36 und insbesondere die Höhe der Dampfkapillare 44 steuern. The relative distance between the focusing mirror 62 and the workpieces 30 , 32 to be welded can be changed so that the focus position of the focused laser beam 36 on the workpieces 30 , 32 is adjustable. This allows the penetration depth of the focused laser beam 36 and in particular the height of the steam capillary 44 to be controlled.

Die Arbeitsgasdüse 52 und die Schutzgasdüse 54 werden von dem Bearbeitungskopf 56 umfaßt und sind insbesondere an diesem montiert. Die Arbeitsgasdüse 52 und die Schutzgasdüse 54 sind jeweils mit einem Gasvorrat verbunden (in den Figur nicht ge zeigt), um die Wirkzone 28 mit Arbeitsgas bzw. Schutzgas be aufschlagen zu können.The working gas nozzle 52 and the protective gas nozzle 54 are encompassed by the processing head 56 and are in particular mounted on the latter. The working gas nozzle 52 and the protective gas nozzle 54 are each connected to a gas supply (not shown in the figure) in order to be able to open the active zone 28 with working gas or protective gas.

Die Arbeitsgasdüse 52 und Schutzgasdüse 54 werden an einer Haltevorrichtung 64 gehalten. Dazu ist die Haltevorrichtung 64 fest mit dem Bearbeitungskopf 56 verbunden, wobei die Haltevorrichtung so ausgebildet ist, daß ihre Lage in einer Richtung parallel zur Richtung 38 des fokussierten Laser strahls veränderbar ist.The working gas nozzle 52 and protective gas nozzle 54 are held on a holding device 64 . For this purpose, the holding device 64 is fixedly connected to the machining head 56 , the holding device being designed such that its position can be changed in a direction parallel to the direction 38 of the focused laser beam.

Die Schutzgasdüse 54 ist so angeordnet, daß die Strahl richtung 66 des Schutzgases auf die Wirkzone 28 einen Winkel α_S bezüglich einer Oberfläche der zu verschweißenden Werk stücke bildet bzw. einen Winkel (90° - α_S) bezüglich der Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls (Fig. 3c). Die Arbeitsgasdüse 52 ist so angeordnet, daß die Strahlrichtung 68 des Arbeitsgases, wie in Fig. 3c gezeigt, einen Winkel α_A bezüglich einer Oberfläche der zu verschweißenden Werkstücke 30, 32 bzw. einen Winkel (90° - α_A) bezüglich der Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls 36 bildet.The shielding gas nozzle 54 is arranged so that the jet direction 66 of the shielding gas on the active zone 28 forms an angle α _S with respect to a surface of the workpieces to be welded or an angle (90 ° - α _S ) with respect to the direction 38 of the focused laser beam ( Fig. 3c). The working gas nozzle 52 is arranged such that the jet direction 68 of the working gas, as shown in FIG. 3c, has an angle α _A with respect to a surface of the workpieces 30 , 32 to be welded or an angle (90 ° - α _A ) with respect to the direction 38 of the focused laser beam 36 forms.

Zur Anfertigung einer Schweißnaht erfolgt bevorzugterweise die Bewegung des Bearbeitungskopfes 56 relativ zu dem Schweißstoß 34 so, daß die durch die Richtungen 66, 68 und 38 aufgespannte Ebene entlang einer Richtung 70 des Schweiß stoßes 34 geführt wird. The movement is preferably for making a weld seam of the machining head 56 to the weld joint 34 so that the plane spanned by the directions 66, 68 and 38 is guided along a plane direction 70 of the weld joint 34 relative.

Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Beaufschlagung der Wirkzone 28 durch Arbeitsgas und/oder Schutzgas weist die Laser schweißanlage 10 eine Führungsvorrichtung 72 auf. Die Füh rungsvorrichtung 72 umfaßt Führungselemente 74, beispiels weise in der Form von Leitblechen.To increase the effectiveness of the exposure to the active zone 28 by working gas and / or protective gas, the laser welding system 10 has a guide device 72 . The guide device 72 comprises guide elements 74 , for example in the form of baffles.

Die Führungselemente 74 sind in dem in den Fig. 3a und 3b ge zeigten Ausführungsbeispiel an der Halterung 64 mittels Halteelementen 76 angeordnet. Durch diese läßt sich die Winkelstellung eines Führungselements 74 relativ zu dem fokussierten Laserstrahl 36 einstellen und der Abstand der Führungselemente 74 zu der Wirkzone 28. Zur Bearbeitung von Werkstücken wird diese Winkelstellung und dieser Abstand so eingestellt, daß ein optimales Ergebnis für die vorgesehene Schweißnaht erzielbar ist.The guide elements 74 are arranged in the embodiment shown in FIGS . 3a and 3b on the bracket 64 by means of holding elements 76 . The angular position of a guide element 74 relative to the focused laser beam 36 and the distance of the guide elements 74 from the active zone 28 can be adjusted by this. For machining workpieces, this angular position and this distance are set so that an optimal result for the intended weld seam can be achieved.

In der in den Fig. 3a bis 3c gezeigten Variante eines Aus führungsbeispiels ist es vorgesehen, das erste Werkstück 30 mit dem zweiten Werkstück 32 mittels einer Stumpfnaht zu ver schweißen. Dazu weist die Führungsvorrichtung 72 als Führung selement ein erstes Leitblech 78 und ein zweites Leitblech 80 auf (Fig. 3b). Erstes und zweites Leitblech 78, 80 sind hier bei spiegelsymmetrisch bezüglich der durch die Richtungen 38 und 66, 68 aufgespannten Ebene angeordnet, welche in dem ge zeigten Ausführungsbeispiel eine Symmetrieebene des Schweiß stoßes 34 ist.In the variant of an exemplary embodiment shown in FIGS . 3a to 3c, provision is made to weld the first workpiece 30 to the second workpiece 32 by means of a butt seam. For this purpose, the guide device 72 as a guide selement a first baffle 78 and a second guide plate 80 (FIG. 3b). The first and second guide plates 78 , 80 are arranged here with mirror symmetry with respect to the plane spanned by the directions 38 and 66 , 68 , which in the exemplary embodiment shown shows a plane of symmetry of the welding joint 34 .

In Richtung der Wirkzone 28 verringert sich dabei der Abstand zwischen dem ersten Leitblech 78 und dem zweiten Leitblech 80. The distance between the first guide plate 78 and the second guide plate 80 is reduced in the direction of the active zone 28 .

Dadurch ist an der Wirkzone 28 ein rinnenförmiger Bereich 82 ausgebildet, durch den für das Arbeitsgas und das Schutzgas eine rinnenförmige Gasströmungszone 83 an der Wirkzone 28 entsteht. Durch die Leitbleche 78 und 80 wird dadurch ein Schutz gegen das Abströmen von Schutz- bzw. Arbeitsgas und ein Schutz gegen Zuströmen von Umgebungsgas, insbesondere Um gebungsluft, auf die Wirkzone 28 erreicht.As a result, a channel-shaped region 82 is formed on the active zone 28 , through which a channel-shaped gas flow zone 83 is formed on the active zone 28 for the working gas and the protective gas. Through the baffles 78 and 80 , protection against the outflow of protective or working gas and protection against the inflow of ambient gas, in particular ambient air, is achieved on the active zone 28 .

Bei einer Verschweißung von Werkstücken, bei der andere Naht formen, wie beispielsweise Außenkehlnähte, Flankenkehlnähte oder Innenkehlnähte, erforderlich sind, können die Führungs elemente 74 der Führungsvorrichtung 72 in ihrer Stellung und Ausrichtung so an die jeweilige Nahtform angepaßt werden, daß ein optimales Ergebnis erzielt wird.When welding workpieces that form other seams, such as fillet welds, fillet welds or fillet welds, are required, the guide elements 74 of the guide device 72 can be adjusted in their position and orientation to the respective seam shape so that an optimal result is achieved ,

Die Richtung 38 des Laserstrahls 58 kann auch in eine andere Richtung als senkrecht auf die Werkstücke orientiert sein, wenn der Bearbeitungskopf 56 entsprechend relativ zu den Werkstücken positioniert ist.The direction 38 of the laser beam 58 can also be oriented in a direction other than perpendicular to the workpieces if the machining head 56 is accordingly positioned relative to the workpieces.

Bei der Bildung von Innenkehlnähten können, wie in Fig. 4a gezeigt, rinnenförmige Strömungverhältnisse für Arbeitsgas und Schutzgas an der Wirkzone 28 schon bereits dadurch ent stehen, daß durch eine Fläche des ersten Werkstücks 30 und eine Fläche des zweiten Werkstücks 32, wobei diese Flächen an dem Schweißstoß 34 aufeinanderstoßen, eine rinnenförmige Füh rung 82 für die Gase gebildet wird.In the formation of fillet welds, as shown in Fig. 4a, trough-shaped flow conditions for working gas and protective gas at the active zone 28 are already ent that by a surface of the first workpiece 30 and a surface of the second workpiece 32 , these surfaces on the butt joint 34 collide, a trough-shaped guide 82 is formed for the gases.

Die Schweißnaht kann dadurch weiter optimiert werden, daß ein Führungselement 74, insbesondere in der Form eines Leit bleches, vorgesehen ist, welches beispielsweise mittels Halteelementen 76 so eingestellt wird, daß es spiegel symmetrisch zu einer Oberfläche entweder des ersten Werk stücks 30 oder des zweiten Werkstücks 32 (Fig. 4b) angeordnet ist. Dadurch wirkt die Oberfläche des Werkstücks als Führungselement für die Gasströmung des Arbeitsgases und Schutzgases und es wird eine Abschirmung der Wirkzone 28 er reicht.The weld seam can be further optimized in that a guide element 74 , in particular in the form of a guide plate, is provided, which is set, for example, by means of holding elements 76 so that it is mirror symmetrical to a surface of either the first workpiece 30 or the second workpiece 32 ( Fig. 4b) is arranged. As a result, the surface of the workpiece acts as a guide element for the gas flow of the working gas and protective gas and a shielding of the active zone 28 is sufficient.

Vorteilhafterweise ist die Einspannvorrichtung 14 so aus gebildet, daß sich die eingespannten Werkstücke 30, 32 so einspannen lassen, daß zwischen dem Schweißspalt 40 und der Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls 36 ein Winkel 42 gebildet ist. Da in der Fügelinie der zu verschweißenden Teile oftmals Inhomogenitäten beispielsweise durch Grad bildung oder verletzte Kanten vorliegen, ist durch diese Schrägstellung der zu verschweißenden Werkstücke erreicht, daß der fokussierte Laserstrahl auf eine homogenere Ober fläche trifft. Beim Durchschweißen bildet sich aufgrund der homogeneren Oberfläche eine homogenere Unterraupe, wodurch die Gefahr der Bartbildung reduziert wird und damit die Porenbildung verringert wird, so daß die Schweißnaht eine bessere Qualität erhält.Advantageously, the clamping device 14 is formed in such a way that the clamped workpieces 30 , 32 can be clamped in such a way that an angle 42 is formed between the welding gap 40 and the direction 38 of the focused laser beam 36 . Since there are often inhomogeneities in the joining line of the parts to be welded, for example due to degree formation or damaged edges, this inclination of the workpieces to be welded ensures that the focused laser beam hits a more homogeneous surface. When welding through, a more homogeneous bottom bead is formed due to the more homogeneous surface, which reduces the risk of beard formation and thus reduces the pore formation, so that the weld seam is of better quality.

Es kann auch vorgesehen sein, daß mittels einer Spann vorrichtung 84 ein Führungselement 86 an ein oder mehrere der zu verschweißenden Werkstücke gespannt wird (Fig. 4c, Fig. 5c, Fig. 6c, Fig. 7c).It can also be provided that a guide element 86 is clamped to one or more of the workpieces to be welded by means of a clamping device 84 ( FIG. 4c, FIG. 5c, FIG. 6c, FIG. 7c).

Zur Bildung einer Innenkehlnaht kann das Führungselement 86 einer Spannvorrichtung beispielsweise im Querschnitt V-förmig sein (Fig. 4c), wobei ein Flügel mittels der Spannvorrichtung 84 an das erste Werkstück 30 gespannt wird und der zweite Flügel symmetrisch mit einer Oberfläche des zweiten Werk stücks 32 bezüglich der Richtung 38 des fokussierten Laser strahls 36 ist.To form an internal fillet weld, the guide element 86 of a clamping device can be, for example, V-shaped in cross section ( FIG. 4 c), one wing being clamped to the first workpiece 30 by means of the clamping device 84 and the second wing being symmetrical with a surface of the second workpiece 32 with respect to the direction 38 of the focused laser beam 36 .

Zur Bildung einer Flankenkehlnaht (Fig. 5a bis c) kann es vorgesehen sein, daß der Bearbeitungskopf 56 ein Führungs element 74 aufweist und eine weitere Gasführung durch eine Oberfläche eines zu verschweißenden Werkstücks gebildet ist.To form a flank fillet ( Fig. 5a to c) it can be provided that the machining head 56 has a guide element 74 and a further gas flow is formed by a surface of a workpiece to be welded.

Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Laserschweiß verfahrens ist der zwischen Oberflächen der zu verschweißen den Werkstücke 30, 32 und der Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls 36 gebildete Winkel ein Winkel, der kleiner ist als 90° (Fig. 5a).In this variant of the laser welding method according to the invention, the angle formed between surfaces of the workpieces 30 , 32 to be welded and the direction 38 of the focused laser beam 36 is an angle which is less than 90 ° ( FIG. 5a).

Bei einer weiteren Variante zur Bildung einer Flankenkehlnaht weist der Bearbeitungskopf ein erstes Leitblech 78 und ein zweites Leitblech 80 auf. Bezüglich ihrer Führungsebenen sind das erste und das zweite Leitblech 78, 80 symmetrisch zur Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls angeordnet. Das erste Leitelement 78 wird dicht über der Oberfläche des ersten Werkstücks 30 angeordnet und das zweite Leitblech 80 wird der Flanke des ersten Werkstücks 30 gegenüberliegend über der Oberfläche des zweiten Werkstücks 32 angeordnet, so daß von der Flanke kein Arbeitsgas abfließen kann bzw. das Schutzgas die Flanke gegen das Zuströmen von Umgebungsgas ab schirmt (Fig. 5b).In a further variant for forming a flank fillet weld, the machining head has a first guide plate 78 and a second guide plate 80 . The first and second guide plates 78 , 80 are arranged symmetrically to the direction 38 of the focused laser beam with respect to their guide planes. The first guide element 78 is arranged closely above the surface of the first workpiece 30 and the second guide plate 80 is arranged opposite the flank of the first workpiece 30 above the surface of the second workpiece 32 , so that no working gas can flow from the flank or the protective gas Flank shields against the inflow of ambient gas ( Fig. 5b).

Es kann auch vorgesehen sein, daß zur Bildung einer Flanken kehlnaht ein Führungselement 86 an ein zu verschweißendes Werkstück mittels der Spannvorrichtung 84 gespannt wird (Fig. 5c). Es kann auch vorgesehen sein, daß mehrere Führungs elemente 86 verwendet werden. It can also be provided that to form a flank fillet weld, a guide element 86 is clamped to a workpiece to be welded by means of the clamping device 84 ( FIG. 5c). It can also be provided that several guide elements 86 are used.

Zur Bildung einer Außenkehlnaht (Fig. 6a bis c) umfaßt die Führungsvorrichtung 72 vorzugsweise ein erstes Leitblech 78 und ein zweites Leitblech 80, welche symmetrisch bezüglich der Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls 36 angeordnet sind.To form an external fillet weld ( FIGS. 6a to c), the guide device 72 preferably comprises a first guide plate 78 and a second guide plate 80 , which are arranged symmetrically with respect to the direction 38 of the focused laser beam 36 .

Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Richtung 38 parallel zum Schweißspalt 40 ist (Fig. 6a) oder daß zwischen dem Schweißspalt 40 und der Richtung 38 ein Winkel gebildet ist (Fig. 6b). Es kann auch vorgesehen sein, daß zur Bildung einer Außenkehlnaht ein erstes Führungselement 88 mittels einer Spannvorrichtung 84 an ein erstes Werkstück 30 gespannt wird und daß mittels einer weiteren Spannvorrichtung ein zweites Führungselement 90 an das zweite Werkstück 32 ge spannt wird, so daß um die Wirkzone 28 rinnenförmige Strömungsverhältnisse für Arbeitsgas und Schutzgas entstehen können (Fig. 6c).It can be provided that the direction 38 is parallel to the welding gap 40 ( FIG. 6a) or that an angle is formed between the welding gap 40 and the direction 38 ( FIG. 6b). It can also be provided that a first guide element 88 is clamped to a first workpiece 30 by means of a clamping device 84 to form an external fillet weld and that a second guide element 90 is clamped to the second workpiece 32 by means of a further clamping device, so that around the effective zone 28 channel-shaped flow conditions for working gas and protective gas can arise ( Fig. 6c).

Zur Bildung einer Stumpfstoßnaht (Fig. 7a und c, Fig. 9) kann es vorgesehen sein, daß, ähnlich wie zur Bildung einer Außen kehlnaht (Fig. 6a) die Führungsvorrichtung an dem Bearbeitungskopf 56 ein erstes 78 und ein zweites Leitblech 80 aufweisen, so daß ein rinnenförmiger Bereich um die Wirk zone 28 einstellbar ist (Fig. 7a).To form a butt joint ( FIGS. 7a and c, FIG. 9) it can be provided that, similarly to the formation of an outer fillet seam ( FIG. 6a), the guide device on the machining head 56 has a first 78 and a second guide plate 80 , so that a trough-shaped area around the knitting zone 28 is adjustable ( Fig. 7a).

Eine Überlappstoß-Schweißnaht (Fig. 7b) läßt sich ebenfalls durch zwei an dem Bearbeitungskopf 56 angeordnete Leitbleche 78, 80 erstellen (Fig. 7b). An overlap butt weld ( FIG. 7b) can also be created by two guide plates 78 , 80 arranged on the processing head 56 ( FIG. 7b).

Es kann auch vorgesehen sein (Fig. 7c), daß V-förmige Führungselemente 86 mittels Spannvorrichtungen 84 an die zu bearbeitenden Werkstücke 30, 32 gespannt werden, um zur Optimierung der Stumpfstoßnaht einen rinnenförmigen Bereich 82 zu schaffen, so daß an der Wirkzone 28 eine rinnenförmige Gasströmungszone 83 für Arbeitsgas und Schutzgas entsteht.It can also be provided ( FIG. 7c) that V-shaped guide elements 86 are clamped to the workpieces 30 , 32 to be machined by means of clamping devices 84 , in order to create a channel-shaped area 82 for optimizing the butt joint, so that one is formed on the effective zone 28 trough-shaped gas flow zone 83 for working gas and protective gas is formed.

Durch Variation der Stellung und Ausrichtung der Führungs elemente 74 an der Führungsvorrichtung 72 bzw. durch Variation der Führungselemente 86 lassen sich eine Vielzahl von Nahtformen optimieren, indem eine rinnenförmige Strömung scharakteristik für Arbeitsgas und Schutzgas an der Wirkzone 28 des fokussierten Laserstrahls 36 am Schweißstoß 34 ein gestellt wird. Ein Auftreffort einer Strahlmitte des Laser strahls 58 am Fügespalt kann dabei mittig zu den Werkstücken 30, 32 liegen oder außermittig versetzt sein. Die in den Fig. 4a bis 7c und Fig. 9 gezeigten Varianten stellen dabei schematisch einige Möglichkeiten dar.By varying the position and orientation of the guide elements 74 on the guide device 72 or by varying the guide elements 86 , a variety of seam shapes can be optimized by a channel-shaped flow characteristic for working gas and protective gas at the active zone 28 of the focused laser beam 36 at the weld joint 34 is provided. A point of impact of a beam center of the laser beam 58 at the joint gap can be centered on the workpieces 30 , 32 or offset off-center. The variants shown in FIGS. 4a to 7c and FIG. 9 schematically represent some possibilities.

In einer weiteren Variante eines Ausführungsbeispieles weist die erfindungsgemäße Laserschweißanlage 10 eine Absaugevor richtung und/oder eine Anblasvorrichtung für das durch den fokussierten Laserstrahl 36 an der Wirkzone 28 erzeugte Plasma 46 auf. Vorteilhafterweise sind diese Vorrichtungen so ausgeführt, daß wahlweise Plasma 46 abgesaugt werden kann oder daß Plasma mittels eines Plasmajets angeblasen werden kann (Fig. 8a und Fig. 8b).In a further variant of an exemplary embodiment, the laser welding system 10 according to the invention has a suction device and / or a blowing device for the plasma 46 generated by the focused laser beam 36 at the active zone 28 . Advantageously, these devices are so designed that optionally may be aspirated plasma 46 or that plasma can be blown by means of a plasma jet (Fig. 8a and FIG. 8b).

In einer Variante eines Ausführungsbeispieles mündet eine Saug-/Blasdüse 92 in den rinnenförmigen Bereich 82, welcher durch das erste Leitblech 78 und das zweite Leitblech 80 gebildet ist. Die Saug-/Blasdüse 92 wird beispielsweise mittels eines Halteelements 94 fest bezüglich der Haltevor richtung 64 gehalten. Bei dem in Fig. 8a gezeigten Ausfüh rungsbeispiel ist eine weitere Düse 93 an eine Halterung 95 vorgesehen, wobei beispielsweise die Düse 92 dann zum Ab saugen dient (reine Saugdüse) und die Düse 93 zum Anblasen dienen kann.In a variant of an exemplary embodiment, a suction / blowing nozzle 92 opens into the channel-shaped region 82 , which is formed by the first guide plate 78 and the second guide plate 80 . The suction / blowing nozzle 92 is held, for example, by means of a holding element 94 with respect to the holding device 64 . In the exemplary embodiment shown in FIG. 8a, a further nozzle 93 is provided on a holder 95 , for example the nozzle 92 then being used for suction (pure suction nozzle) and the nozzle 93 being used for blowing.

Vorteilhafterweise ist die Mündung der Saug-/Blasdüse 92 in einem solchen Abstand von der Wirkzone 28 angeordnet, daß die rinnenförmige Gasströmung um die Wirkzone 28 möglichst gering beeinflußt wird. Insbesondere kann es vorgesehen sein, daß die Saug-/Blasdüse 92 unabhängig von den Führungselementen 74 der Führungsvorrichtung 72 positionierbar ist, um eine op timale Beeinflussung des Plasmas 46 zu erreichen und dessen Abschirmwirkung auf den fokussierten Laserstrahl 36 zu ver ringern.The mouth of the suction / blowing nozzle 92 is advantageously arranged at such a distance from the active zone 28 that the channel-shaped gas flow around the active zone 28 is influenced as little as possible. In particular, it can be provided that the suction / blowing nozzle 92 can be positioned independently of the guide elements 74 of the guide device 72 in order to achieve an optimal influence on the plasma 46 and to reduce its shielding effect on the focused laser beam 36 .

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Saug-/Blasdüse so positionierbar ist, daß die entsprechende Strömungsrichtung für von dieser Düse angesaugtem Plasma bzw. die Strömungs richtung für das durch diese Düse verursachten Plasmajets im wesentlichen parallel zur Richtung 38 des fokussierten Laser strahls ist.It can also be provided that the suction / blowing nozzle can be positioned such that the corresponding flow direction for the plasma sucked in by this nozzle or the flow direction for the plasma jet caused by this nozzle is essentially parallel to the direction 38 of the focused laser beam.

In einer Variante einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß die Führungselemente 74 an ihrem der Wirkzone 28 zu gewandten Ende bündig an die Düsen 52 für das Arbeitsgas bzw. 54 für das Schutzgas anschließen. Dies kann erreicht werden beispielsweise durch eine Umbiegung 96 des ersten und des zweiten Leitblechs 78 und 80 jeweils an ihrem der Wirkzone 28 zugewandten Ende (Fig. 10). Es ist auch möglich, daß Zusatz teile an der Arbeitsgasdüse 52 und der Schutzgasdüse 54 bzw. an dem ersten Leitblech 78 und dem zweiten Leitblech 80 an geordnet werden, um einen bündigen Anschluß der Führungs elemente 74 an den Düsen 52, 54 zu erzielen.In a variant of an embodiment it is provided that the guide elements 74 connect flush at their end facing the active zone 28 to the nozzles 52 for the working gas or 54 for the protective gas. This can be achieved, for example, by bending 96 the first and second guide plates 78 and 80 at their ends facing the effective zone 28 ( FIG. 10). It is also possible that additional parts of the Arbeitsgasdüse 52 and the shield cup 54 and at the first guide plate 78 and the second guide plate 80 are sorted in to a flush connection of the guide elements 74 in the nozzles 52 to achieve 54th

Insbesondere zum Verschweißen von Werkstücken mit größeren Dicken, beispielsweise von Blechdicken über 2 mm, ist es vor teilhaft, wenn eine Zuführung von Zusatzwerkstoff zum Schweißstoß 34 vorgesehen ist (Fig. 11). In einer Variante eines Ausführungsbeispieles wird Zusatzwerkstoff beispiels weise als Zusatzdraht 98 mittels einer Zusatzwerkstoffdüse (Zusatzdrahtdüse) 100 zur Wirkzone 28 des fokussierten Laser strahls 36 zugeführt. Bei dem Zusatzdraht 98 handelt es sich um den gleichen Werkstoff wie das Material, aus dem die zu verschweißenden Werkstücke 30, 32 sind. Es können aber auch über eine entsprechende Zusatzwerkstoffdüse andere für das Schweißverfahren geeignete Werkstoffe zugeführt werden.In particular for welding workpieces with larger thicknesses, for example sheet thicknesses of more than 2 mm, it is advantageous if a supply of filler material to the weld joint 34 is provided ( FIG. 11). In a variant of an exemplary embodiment, filler material is fed, for example, as filler wire 98 by means of a filler material nozzle (filler wire nozzle) 100 to the active zone 28 of the focused laser beam 36 . The additional wire 98 is the same material as the material from which the workpieces 30 , 32 to be welded are made. However, other materials suitable for the welding process can also be supplied via a corresponding filler material nozzle.

Die Zusatzwerkstoffdüse 100 ist in einem Winkel α_Z gegenüber der Richtung 38 des fokussierten Laserstrahls angeordnet, so daß der Zusatzdraht 98 entsprechend diesem Winkel der Wirk zone 28 dem Schweißspalt 40 zugeführt wird. In einer Variante eines Ausführungsbeispieles ist es vorgesehen, daß die Schutzgasdüse 54 koaxial zum zugeführten Zusatzwerkstoff 98 angeordnet ist, so daß die Strahlrichtung des Schutzgases ebenfalls den Winkel α_Z zur Richtung 38 bildet.The Zusatzwerkstoffdüse 100 is disposed at an angle α _Z relative to the direction 38 of the focused laser beam, so that the filler wire 98 according to this angle of the active zone 28 to the welding gap is supplied 40th In a variant of an exemplary embodiment, it is provided that the protective gas nozzle 54 is arranged coaxially with the filler material 98 supplied, so that the jet direction of the protective gas likewise forms the angle α _Z with the direction 38 .

Die Zusatzwerkstoffdüse 100 kann fest mit der Halterung 64 verbunden sein (in der Figur nicht gezeigt), so daß ins besondere durch eine Änderung des Abstandes des Bearbei tungskopfs 56 von der Oberfläche der zu verschweißenden Werkstücke eine Höhenänderung der Zusatzwerkstoffzufuhr im Schweißspalt 40 bewirkt wird. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Zusatzwerkstoffdüse 100 so an der Haltevorrichtung 64 angeordnet ist, daß der Winkel α_Z zur Optimierung der Schweißnaht einstellbar ist.The filler material nozzle 100 can be firmly connected to the holder 64 (not shown in the figure), so that in particular by changing the distance of the machining head 56 from the surface of the workpieces to be welded, a change in the height of the filler material supply in the welding gap 40 is effected. It can also be provided that the filler material nozzle 100 is arranged on the holding device 64 in such a way that the angle α _{Z can be} adjusted to optimize the weld seam.

In Verbindung mit der Führungsvorrichtung 72 für Arbeitsgas und Schutzgas (in der Fig. 11 nicht gezeigt) und mit einer Anblas-/Anblasvorrichtung für das Plasma 46 (in der Fig. 11 nicht gezeigt) läßt sich mit der Zufuhr von Zusatzwerkstoff 98 zur Wirkzone ein optimales Schweißergebnis erzielen.In connection with the guide device 72 for working gas and protective gas (not shown in FIG. 11) and with a blowing / blowing device for the plasma 46 (not shown in FIG. 11), the supply of filler material 98 to the active zone can be used achieve optimal welding results.

In einer Variante einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laserschweißanlage ist es vorgesehen, daß der Bearbeitungs kopf 56 mit einer Kombinationsdüse 102 (Fig. 12a bis c) ver sehen wird. Die Kombinationsdüse 102 umfaßt die Arbeits gasdüse 52 und die Schutzgasdüse 54 sowie bei Bedarf die Zu satzwerkstoffdüse 100 (in der Fig. 12 nicht gezeigt).In a variant of an embodiment of the laser welding system according to the invention it is provided that the processing head 56 with a combination nozzle 102 ( Fig. 12a to c) is seen ver. The combination nozzle 102 comprises the working gas nozzle 52 and the protective gas nozzle 54 and, if necessary, the material nozzle 100 (not shown in FIG. 12).

Zur Bildung einer jeweils vorgesehenen Schweißnaht wird eine dazu angepaßte Kombinationsdüse 102 mit dem Bearbeitungskopf 56 verbunden. Dazu weist die Kombinationsdüse eine Führungs vorrichtung 72 zur Erzeugung von rinnenförmigen Gasströmungs verhältnissen 83 von Arbeitsgas und/oder Schutzgas um die Wirkzone 28 auf.A combination nozzle 102 adapted to this is connected to the processing head 56 in order to form a respectively provided weld seam. For this purpose, the combination nozzle has a guide device 72 for generating channel-shaped gas flow conditions 83 of working gas and / or protective gas around the active zone 28 .

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß eine spezielle Kombinationsdüse zur Bildung von Stumpfstoß-Schweißnähten (Fig. 12a) vorhanden ist oder zur Bildung von Innenkehlnähten (Fig. 12b). It can be provided, for example, that a special combination nozzle is provided for forming butt weld seams ( FIG. 12a) or for forming internal fillet welds ( FIG. 12b).

Eine Kombinationsdüse 102 kann auch Führungselemente 74 in der Form von Leitblechen (Fig. 12c) aufweisen, um die für eine optimale Schweißnaht erforderlichen Strömungs verhältnisse an der Wirkzone zu ermöglichen.A combination nozzle 102 can also have guide elements 74 in the form of baffles ( FIG. 12c) in order to enable the flow conditions at the effective zone required for an optimal weld seam.

Claims

1. Laser welding system, which comprises a clamping device ( 14 ) for workpieces to be welded, and which comprises a laser system ( 12 ) with a beam guiding device ( 24 ) and a beam shaping device ( 26 ) for a laser beam ( 36 ) through which the laser beam a joint (34) which is focusable workpieces to be welded, wherein an active zone (28) of the laser beam at the weld joint (34) with Ar beitsgas and / or inert gas can be acted upon and for acting on the active zone (28) with gas guiding means (72) for the Ar beitsgas and / or protective gas is provided, which comprises one or more guide elements ( 74 ), characterized in that the position and orientation of the guide elements ( 74 ) relative to the weld joint ( 34 ) can be changed and that the guide elements ( 74 ) made of flat elements are formed, which can be positioned so that their surface normal forms an angle to the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ).

2. Laser welding system according to claim 1, characterized in that the guide elements ( 74 ) are posi tionable mirror-symmetrically with respect to a plane which contains the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ).

3. Laser welding system according to claim 1 or 2, characterized in that the guide elements ( 74 ) can be positioned so that a channel-shaped gas flow zone ( 83 ) can arise around the active zone ( 28 ).

4. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that one or more guide elements ( 74 ) with respect to the laser system ( 12 ) and in particular a machining head ( 56 ) of the laser system ( 12 ) are held.

5. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that one or more guide elements ( 74 ) on the clamping device ( 14 ) for the workpieces to be welded ( 30 , 32 ) are held.

6. Laser welding system, according to one of the preceding claims, characterized in that one or more guide elements ( 74 ) are held on one or more of the workpieces to be welded.

7. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that the guide device ( 72 ) as a guide element ( 74 ) has at least one guide plate.

8. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that a guide element ( 74 ) is formed by a surface of a workpiece to be welded.

9. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that a nozzle ( 52 ) for the working gas and / or a nozzle ( 54 ) for the protective gas is arranged so that a beam direction of the working gas and / or protective gas each have an angle with respect to Direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ).

10. Laser welding system according to one of claims 2 to 9, characterized in that the plane to which the guide elements ( 74 ) can be positioned symmetrically by the direction ( 38 ) of the focussed laser beam ( 36 ) and the beam direction for the working gas and / or protective gas is clamped.

11. Laser welding system according to claim 10, characterized in that a relative movement between the processing head ( 56 ) of the laser system ( 12 ) and the weld joint ( 34 ) takes place such that a direction ( 70 ) of the weld joint in the by the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ) and the beam direction for the working gas and / or protective gas spanned plane.

12. Laser welding system according to any one of the preceding claims, characterized in that the relative movement between the laser system (12) and the weld joint (34) along the direction (70) of the weld joint is achieved (34) by the movement of the jig (14) ,

13. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that the relative movement perpendicular to the direction ( 70 ) of the weld joint ( 34 ) between the laser system ( 12 ) and the weld joint ( 34 ) by a movement of the machining head ( 56 ) it follows.

14. Laser welding system according to one of claims 9 to 13, characterized in that the guide elements ( 74 ) at their end facing the active zone ( 28 ) flush to the nozzle ( 52 ) for the working gas and / or the nozzle ( 54 ) for the Connect protective gas.

15. Laser welding system according to claim 14, characterized in that the flush connection is achieved by bending the guide elements ( 74 ) at their end facing the welding joint ( 34 ).

16. Laser welding system according to claim 14 or 15, characterized in that the guide elements ( 74 ) or the nozzle or nozzles ( 52 ; 54 ) can be provided with connecting elements to achieve a flush connection.

17. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that a suction device ( 92 ) for the effective zone ( 28 ) of the laser beam-induced plasma ( 46 ) is provided.

18. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that a blowing device ( 92 ) for the effective zone ( 28 ) by the laser beam induced plasma ( 46 ) is provided.

19. Laser welding system according to one of claims 16 to 18, characterized in that the suction / blowing device ( 92 ) was in such a position from the active zone ( 28 ) that the gas flow of Ar beitsgas and / or protective gas at the Effective zone ( 28 ) is influenced as little as possible.

20. Laser welding system according to claim 17 or 18, characterized in that the guide device ( 72 ) comprises the suction / blowing device ( 92 ).

21. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces to be welded ( 30 , 32 ) in the clamping device ( 14 ) can be clamped so that a welding gap ( 40 ) of the weld joint ( 34 ) an angle to the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ) can form.

22. Laser welding system according to one of the preceding claims, characterized in that a supply of filler material ( 98 ) to the active zone ( 28 ) is provided.

23. Laser welding system according to claim 22, characterized in that an additional material nozzle ( 100 ) is provided, via the additional material ( 98 ) of the active zone ( 28 ) can be fed.

24. Processing head of a laser welding system, which comprises a Einspannvor direction ( 14 ) for workpieces to be welded, and which comprises a laser system ( 12 ) with a beam guiding device ( 24 ) and a beam shaping device ( 26 ) for a laser beam ( 36 ) through which the laser beam on a joint ( 34 ) of the workpieces to be welded can be focused, an active zone ( 28 ) of the laser beam on the welding joint ( 34 ) with working gas and / or protective gas can be applied, via which the focused laser beam on the active zone ( 28 ) of the welding joint ( 34 ) of the workpieces to be welded and which comprises one or more nozzles ( 52 , 54 ) for working gas and / or protective gas, characterized in that the processing head ( 56 ) for loading the active zone ( 28 ) with gas has a guide device ( 72 ), which comprises one or more guide elements ( 74 ), and that position and orientation of the guide elements ( 74 ) are adjustable relative to the weld joint ( 34 ).

25. Processing head according to claim 24, characterized in that the guide elements ( 74 ) are posi tionable mirror-symmetrically with respect to a plane which contains the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ).

26. Machining head according to claim 24 or 25, characterized in that the guide elements ( 74 ) are formed from flat elements which can be positioned so that their surface normal form an angle to the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ).

27. Processing head according to one of claims 24 to 26, characterized in that the guide elements ( 74 ) can be positioned so that a channel-shaped gas flow zone ( 83 ) can arise around the active zone ( 28 ).

28. Machining head according to one of claims 24 to 27, characterized in that the guide device ( 72 ) as a guide element ( 74 ) has at least one guide plate.

29. Processing head according to one of claims 24 to 28, characterized in that a nozzle ( 52 ) for the working gas and / or a nozzle ( 54 ) for the protective gas is arranged so that a beam direction of the Ar beitsgases and / or protective gas each has an angle with respect to the direction ( 38 ) of the focused laser beam ( 36 ).

30. Processing head according to one of claims 24 to 29, characterized in that the plane to which the guide elements ( 74 ) are mirror-symmetrically positionable by the direction ( 38 ) of the focussed laser beam ( 36 ) and the beam direction for the working gas and / or protective gas is clamped.

31. Processing head according to one of claims 24 to 30, characterized in that the processing head ( 56 ) comprises a suction device ( 92 ) for plasma at the effective zone ( 28 ) induced by the laser beam ( 36 ).

32. Processing head according to one of claims 24 to 31, characterized in that the processing head ( 56 ) comprises a blowing device ( 92 ) for at the effective zone ( 28 ) by the laser beam ( 36 ) induced plasma ( 46 ).

33. Machining head according to one of claims 24 to 32, characterized in that the machining head ( 56 ) has a filler material nozzle ( 100 ) by means of which filler material ( 98 ) of the active zone ( 28 ) can be guided.