DD256274A1 - METHOD AND DEVICE FOR SHORT-TERMINATING EDGES, CUTTING OR THE LIKE BY LASER BEAM - Google Patents

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DD256274A1
DD256274A1 DD29862086A DD29862086A DD256274A1 DD 256274 A1 DD256274 A1 DD 256274A1 DD 29862086 A DD29862086 A DD 29862086A DD 29862086 A DD29862086 A DD 29862086A DD 256274 A1 DD256274 A1 DD 256274A1
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DD
German Democratic Republic
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optical axis
power density
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cylindrical concave
laser beam
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DD29862086A
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German (de)
Inventor
Berndt Brenner
Guenter Wiedemann
Holger Junge
Dietrich Lepski
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Akad Wissenschaften Ddr
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Bauteile aus Eisenwerkstoffen, deren Kanten, Schneiden oder dgl. einer Oberflaechenhaertung unterzogen werden sollen. Anwendungsgebiet ist die Lasertechnologie. Der Laserstrahl wird zu einer asymmetrischen Leistungsdichteverteilung umgeformt und das Werkstueck unter Einhaltung eines Abstandes c von der und parallel zur Kante mit einer konstanten Geschwindigkeit relativ zum Strahl bewegt. Das Leistungsdichtemaximum liegt dabei gegenueber der Kante. Die Vorrichtung besteht darin, dass in einer optischen Achse zwei zueinander verstellbare Ablenkelemente und danach ein zylindrischer Konkavspiegel der Brennweite f1 angeordnet sind. Diesem sind ein weiterer zylindrischer Konkavspiegel der Brennweite f2 und innerhalb dieser Brennweite ein mit einem Schwingungserzeuger ausgeruesteten Schwingspiegel und ebenfalls in der optischen Achse eine Werkstueck-Bewegungseinrichtung nachgeordnet.The invention relates to components made of ferrous materials whose edges, cutting or the like. A surface finish should be subjected. Field of application is laser technology. The laser beam is converted to an asymmetric power density distribution and the workpiece is moved while maintaining a distance c from and parallel to the edge at a constant speed relative to the beam. The power density maximum lies opposite the edge. The device consists in that two mutually adjustable deflection elements and then a cylindrical concave mirror of the focal length f1 are arranged in an optical axis. This is a further cylindrical concave mirror of focal length f2 and within this focal length equipped with a vibrator vibrating mirror and also downstream of the workpiece moving device.

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Lasertechnologie. Objekte, bei denen ihre Anwendung möglich und zweckmäßig ist, sind Bauteile aus Eisenwerkstoffen, deren Kanten, Schneiden oder dergleichen eine Oberflächenhärtung unterzogen werden sollen.The invention relates to the field of laser technology. Objects in which their application is possible and expedient are components of ferrous materials whose edges, edges or the like are to be subjected to surface hardening.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt (GB-PS 2039964) die Oberflächen von Bauteilen, auch komplizierter Formen, durch Laserbestrahlung zu härten. Dazu wird ein Laserstrahl hoher Intensität mittels einer Zylinderlinse in ein schmales, nahezu rechteckiges Beleuchtungsfeld umgeformt und rechtwinklig zu dessen Längsrichtung über das Werkstück geführt. Die Geschwindigkeit wird dabei so gewählt, daß eine lokale Erwärmung des Werkstückes eintritt, die dicht unter der Schmelztemperatur liegt. Der Mangel dieses Verfahrens besteht darin, daß die Kanten bzw. Schneiden bei ausreichender Einhärtetiefe aufschmelzen. Ursache dafür ist, daß die Leistungsdichteverteilung rechtwinklig zur Vorschubrichtung symmetrisch ist und nicht an die Geometrie des Werkstücks und damit an die Wärmeableitungsbedingungen angepaßt ist.It is known (GB-PS 2039964) to harden the surfaces of components, even of complicated shapes, by laser irradiation. For this purpose, a laser beam of high intensity is converted by means of a cylindrical lens in a narrow, nearly rectangular illumination field and guided at right angles to its longitudinal direction over the workpiece. The speed is chosen so that a local heating of the workpiece occurs, which is close to the melting temperature. The shortcoming of this method is that the edges or cutting melt at a sufficient depth of hardening. The reason for this is that the power density distribution at right angles to the feed direction is symmetrical and is not adapted to the geometry of the workpiece and thus to the heat dissipation conditions.

Nach der EP-PS 0116933 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur Erzeugung einer rechtwinklig zur Strahlvorschubrichtung asymmetrischen Leistungsdichteverteilung einsetzbar ist. Dazu sind im Strahlengang eines Lasers hintereinander zweiAccording to EP-PS 0116933 a device is known which can be used to produce a perpendicular to the beam feed direction asymmetric power density distribution. These are in the beam path of a laser behind the other two

zylindrische Konkavspiegel angeordnet, deren Hauptschnitte senkrecht aufeinander stehen. Nach dem zweiten Zylinderspiegel sind zwei geneigte Ablenkspiegel angebracht. Die beiden zylindrischen Konkavspiegel erzeugen einen schmalen ellipsenförmigen Strahl, dessen kleine Halbachse sich mit der relativen Bewegungsrichtung deckt. Die beiden Ablenkspiegel spiegeln jeder einen Teil des Strahles um und verkürzen so die große Halbachse des elliptischen Beleuchtungsfeldes. Werden die Ablenkspiegel asymmetrisch in den Strahl gefahren, ist prinzipiell die Möglichkeit gegeben, eine asymmetrische Leistungsdichteverteilung rechtwinklig zur Vorschubrichtung zu realisieren. Der Mangel der Vorrichtung besteht darin, daß, auf Grund der erzeugbaren Strahlkonfiguration, nur bei geringen Einhärtetiefen Aufschmelzungen an Kanten und dergleichen vermieden werden können. Außerdem ist keine der Werkstückgeometrie angepaßte Härtungszonengeometrie erzielbar, da die Asymmetrie der Leistungsdichteverteilung nicht den Erfordernissen der Kantenhärtung entspricht.arranged cylindrical concave mirror whose main sections are perpendicular to each other. After the second cylindrical mirror, two inclined deflecting mirrors are mounted. The two cylindrical concave mirrors produce a narrow elliptical beam whose small half-axis coincides with the relative direction of motion. The two deflecting mirrors each reflect a part of the beam and thus shorten the large semiaxis of the elliptical illumination field. If the deflection mirrors are driven asymmetrically into the beam, it is possible in principle to realize an asymmetrical power density distribution at right angles to the feed direction. The lack of the device is that, due to the producible beam configuration, melting at edges and the like can be avoided only at low hardening depths. In addition, no hardening zone geometry adapted to the workpiece geometry can be achieved, since the asymmetry of the power density distribution does not correspond to the requirements of edge hardening.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Einhärtetiefe zu vergrößer^ohne daß die Kanten oder Schneiden aufschmelzen und die Härtungszonengeometrie der Werkstückgeometrie anzupassen.The aim of the invention is to increase the hardening depth ^ without melting the edges or edges and adapting the hardening zone geometry to the workpiece geometry.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die rechtwinklig zur Vorschubrichtung, durch Erzeugung einer entsprechenden Strahlkonfiguration, eine asymmetrische, den Wärmeableitungsbedingungen des Werkstückes und der Kantenhärtung angepaßte Leistungsdichteverteilung ermöglichen. Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mittels Laserstrahl einer Leistung > 5OW und einem im wesentlichen rechteckigen Beleuchtungsfeld gelöst. Erfindungsgemäß wird der Laserstrahl zueiner asymmetrischen Leistungsdichteverteilung umgeformt und das Werkstück unter Einhaltung eines Abstandes c von der und parallel zur Kante mit einer konstanten Geschwindigkeit relativ zum Strahl bewegt. Dabei liegt das Leistungsdichtemaximum des Beleuchtungsfeldes gegenüber der Kante. Vorzugsweise wird die Leistungsdichte des Beleuchtungsfeldes mindestens in der Ebene rechtwinklig zur relativen Vorschubrichtung des Werkstückes asymmetrisch verteilt. Zweckmäßigerweise liegt das Leistungsdichtemaximum im Sinne der relativen Bewegungsrichtung im vorderen Teil oder in der Mitte des Beleuchtungsfeldes. Die Asymmetrie der Leistungsdichteverteilung, gemessen als Differenz der Leistungsdichte im Leistungsdichtemaximum und der Leistungsdichte an der dem Leistungsdichtemaximum zentralsymmetrisch gegenüberliegenden Stelle, entspricht dem Produkt aus dem Sinus des Kantenwinkels γ und einem Faktor m, dessen Wert sich aus der Laserleistung, dem Wärmeleitvermögen und der spezifischen Wärme des zu härtenden Werkstückes, der erforderlichen Einhärtetiefe und der relativen Vorschubgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Laserstrahl ergibt. Der Abstand c des Mittelpunktes des Beleuchtungsfeldes zur Kante ermittelt sich aus der Summation der halben Breite des Beleuchtungsfeldes und dem Produkt aus dem reziproken Wert des Tangens des halben Kantenwinkels ih und einem Faktor n, der sich ebenfalls aus den oben beschriebenen Einflußfaktoren ergibt.The invention has for its object to provide a method and apparatus which allow perpendicular to the feed direction, by generating a corresponding beam configuration, an asymmetric, the heat dissipation conditions of the workpiece and the edge hardening matched power density distribution. The object is achieved by a method using a laser beam of a power> 5OW and a substantially rectangular illumination field. According to the invention, the laser beam is converted to an asymmetrical power density distribution and the workpiece is moved at a constant speed relative to the beam while maintaining a distance c from and parallel to the edge. In this case, the power density maximum of the illumination field lies opposite the edge. Preferably, the power density of the illumination field is distributed asymmetrically at least in the plane perpendicular to the relative feed direction of the workpiece. Expediently, the power density maximum lies in the sense of the relative direction of movement in the front part or in the middle of the illumination field. The asymmetry of the power density distribution, measured as the difference in the power density in the power density maximum and the power density at the power density maximum center symmetrically opposite point corresponds to the product of the sine of the edge angle γ and a factor m, the value of the laser power, the thermal conductivity and the specific heat of the workpiece to be hardened, the required hardening depth and the relative feed speed between the workpiece and the laser beam results. The distance c of the center of the illumination field to the edge is determined from the summation of half the width of the illumination field and the product of the reciprocal of the tangent of half the edge angle ih and a factor n, which also results from the influencing factors described above.

Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, die aus zwei zylindrischen Konkavspiegeln mit rechtwinklig zueinander stehenden Hauptschnitten, zwei Ablenkelementen, einem Schwingspiegel und einer Werkstück-Bewegungseinrichtung besteht. Erfindungsgemäß sind in einer optischen Achse zwei zueinander verstellbare Ablenkelemente und danach ein zylindrischer Konkavspiegel der Brennweite 1i angeordnet. Diesem sind ein weiterer zylindrischer Konkavspiegel der Brennweite f2 und innerhalb dieser Brennweite ein mit einem Schwingungserzeuger ausgerüsteter planer Schwingspiegel nachgeordnet. Die Drehachse des Schwingspiegels liegt in der Ebene des Hauptschnittes einer der beiden zylindrischen Konkavspiegel und geht durch die optische Achse. Dem Schwingspiegel nachgeordnet befindet sich in der optischen Achse die Werkstückbewegungseinrichtung. Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Ablenkelemente zwischen den beiden Konkavspiegeln angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Ablenkelemente unabhängig voneinander dreh- oder kippbar um die optische Achse angeordnet.The object is also achieved by a device consisting of two cylindrical concave mirrors with mutually perpendicular main sections, two deflecting elements, a vibrating mirror and a workpiece moving device. According to the invention, two mutually adjustable deflection elements and then a cylindrical concave mirror of the focal length 1i are arranged in an optical axis. This is a further cylindrical concave mirror of focal length f 2 and arranged downstream of this focal length equipped with a vibrator planar oscillating mirror. The axis of rotation of the oscillating mirror lies in the plane of the main section of one of the two cylindrical concave mirrors and passes through the optical axis. Located downstream of the oscillating mirror is the workpiece movement device in the optical axis. A variant of the invention provides that the deflection elements are arranged between the two concave mirrors. Preferably, the deflection elements are arranged independently of each other rotatable or tiltable about the optical axis.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß die optische Achse vor dem ersten Konkavspiegel und die optische Achse nach dem Schwingspiegel eine Gerade bilden und die gesamte Vorrichtung um die optische Achse drehbar ist. Damit bleibt das Werkstück ortsfest und der Laserstrahl bewegt sich entsprechend.A further variant of the invention provides that the optical axis in front of the first concave mirror and the optical axis after the oscillating mirror form a straight line and the entire device is rotatable about the optical axis. Thus, the workpiece remains stationary and the laser beam moves accordingly.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindungen werden nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The inventions will be explained below with reference to exemplary embodiments. In the accompanying drawings show:

p. " ' eine schematische Darstellung der Vorrichtungp. '' is a schematic representation of the device

Fig.3: die Schnitte A-A; B-B und C-C des Laserstrahles aus Fig. 1 und 2 Fig.4: verschiedene Leistungsdichteverteilungen im BeleuchtungsfeldFig. 3: the sections A-A; B-B and C-C of the laser beam of Figures 1 and 2 Figure 4: different power density distributions in the illumination field

Beispiel 1:Example 1:

Die Schneide eines technischen Messers aus dem Stahl C100W2 mit einem Kantenwinkel γ = 80° soll zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit mit einem Laserstrahl kurzzeitgehärtet werden. Um die Energieabsorption zu erhöhen, wird die Oberfläche mit einer ca. 30μηη dicken Schicht schwarzer Alkydharzfarbe versehen. Der Strahl eines kontinuierlich strahlenden CO2-Lasers mit einer abgestrahlten Leistung von 1000 W wird zu einem nahezu rechteckigen Beleuchtungsfeld mit asymmetrischer Leistungsdichteverteilung umgeformt. Der umgeformte Laserstrahl ergibt auf der Oberfläche des technischen Messers einThe cutting edge of a technical knife made of steel C100W2 with an edge angle γ = 80 ° is to be short-time hardened to increase the wear resistance with a laser beam. To increase the energy absorption, the surface is provided with a ca. 30μηη thick layer of black alkyd paint. The beam of a continuously radiating CO 2 laser with a radiated power of 1000 W is converted into a nearly rectangular illumination field with asymmetrical power density distribution. The reshaped laser beam results on the surface of the technical knife

Beleuchtungsfeld einer Breite 2 r von 5,6 mm und 4,4 mm Länge. Er wird so eingestellt, daß der Abstände des Mittelpunktes des Beleuchtungsfeldes von der Kante des technischen Messers 2,9 mm beträgt. Das Leistungsdichtemaximum befindet sich dann in einem Abstand von 4,2 mm von der Kante und beträgt 45W/mm2. Auf der gegenüberliegenden Seite des Beleuchtungsfeldes beträgt die Leistungsdichte 35W/mm2. Das technische Messer wird mit den genannten Parametern und einer konstanten Vorschubgeschwindigkeit von 900 mm/min unter dem Beleuchtungsfeld hindurchgeführt. Damit wird eine 5,4 mm breite Härtezone erreicht, die keine Aufschmelzungen aufweist und nahezu über die gesamte Breite 0,7 mm tief ist.Lighting field with a width 2 r of 5.6 mm and 4.4 mm in length. It is adjusted so that the distances of the center of the illumination field from the edge of the technical blade is 2.9 mm. The power density maximum is then at a distance of 4.2 mm from the edge and is 45W / mm 2 . On the opposite side of the illumination field, the power density is 35W / mm 2 . The technical knife is passed under the illumination field with the mentioned parameters and a constant feed speed of 900 mm / min. Thus, a 5.4 mm wide hardness zone is achieved, which has no melting and is almost 0.7 mm deep over the entire width.

Beispiel 2:Example 2:

Die Vorrichtung zur Erzeugung eines umgeformten Laserstrahles, wie er im Beispiel 1 beschrieben ist, soll nachstehend beschrieben werden. Sie besteht aus zwei Ablenkelementen 1; 2 (Fig. 1) mit Einstellelementen 3,1; 3,2 und 3,3 der Positioniereinrichtung 3. Nachfolgend ist in der optischen Achse 4 ein zylindrischer Konkavspiegel 5 der Brennweite f| und ein weiterer zylindrischer Konkavspiegel 6 der Brennweite f2 angeordnet. Dem Konkavspiegel 6 ist ein in Fig. 2 dargestellter planer Schwingspiegel 7 mit einem elektromagnetischen Schwingmotor 8, dessen Drehachse 9 in der Ebene des Hauptschnittes des zylindrischen Konkavspiegels 6 und der optischen Achse 4 liegt, nachgeordnet. Ebenfalls in der optischen Achse 4 liegt die Werkstück-Bewegungseinrichtung 10 mit dem Werkstück 11 und seiner zu härtenden Schneidkante 12. Der Laserstrahl 13 eines kontinuierlich strahlenden CO2-Lasers besitzt die in Fig.3, Schnitt A-A idealisiert dargestellte zylinderförmige Leistungsdichteverteilung. Nach Eintritt in die Vorrichtung trifft der Laserstrahl 13 auf die Ablenkelemente 1; 2, die gegen die optische Achse 4 um den Winkel Sh/2 bzw. 6v/2 geneigt sind. Dadurch werden zwei Kreisabschnitte 14; 15 mit den Breiten bhund bv des Laserstrahles ausgeblendet und um den Winkel Sh bzw. 8V abgelenkt (Fig.3, Schnitt B-B). Durch radiales Verschieben, Kippen oder kreisbogenförmiges Drehen der Ablenkelemente 1; 2 mittels der Einstellelemente 3.1,3.2 und 3.3 der Positioniereinrichtung 3 werden unabhängig voneinander die Breiten bh, bv der ausgeblendeten Kreisabschnitte 14; 15, deren Winkel 6h und δν bzw. deren kreisbogenförmigen Lage Winkel a\,, av eingestellt. Der so umgeformte Laserstrahl 13 wird über die beiden zylindrischen Konkavspiegel 5; 6 auf dem planen Schwingspiegel 7 abgebildet. Der dort auftreffende Querschnitt des Laserstrahles 13 ist in Fig.3, Schnitt C-C dargestellt. Die Winkel Sh und 5vsowie die Lage auf dem Kreisbogen ah und av der Ablenkelemente 1; 2 werden so eingestellt, daß die beiden abgelenkten Kreisabschnitte 14; 15 asymmetrisch zur Drehachse 9 liegen. Der plane Schwingspiegel 7 wird durch den elektromagnetischen Schwingmotor 8 in Drehschwingungen der Amplitude φ versetzt, wodurch der umgeformte Laserstrahl 13 die Oszillation ω ausführt und somit die Schneidkante 12 des mit der Geschwindigkeit ν relativ zur optischen Achse 4 bewegten technischen Messers 11 kurzzeitgehärtetwird. Die Länge des Beleuchtungsfeldes 16 wird durch den Abstand zwischen dem Werkstück 11 und dem zylindrischen Konkavspiegel 6 festgelegt. Seine Breite wird bei gegebenem Abstand des planen Schwingspiegels 7 zum Werkstück 11 durch die Amplitude φ und den Absolutbetrag der Defokussierung Zf bestimmt. Die Defokussierung zf ergibt sich aus dem Abstand des Werkstückes 11 vom zylindrischen Konkavspiegel 5 minus Brennweite fi. Die seitliche Randüberhöhung der Leistungsdichteverteilung (Fig.4, Felder 1 bis 3) wird durch den Wert der Defokussierung Zf eingestellt. Die Asymmetrie der Leistungsdichteverteilung rechtwinklig zur Strahlvorschubrichtung wird durch Hereinfahren der beiden Ablenkelemente 1; 2 in den Laserstrahl 13 erzeugt (vgl. Fig.4, Felder 2,5,8,11). Ihre Höhe und Lagein der Ebene des Beleuchtungsfeldes 16 wird durch die Veränderung der Parameter bh, bv, α^<*ν/ Sh, δν bestimmt. Eine gleichzeitige Vergrößerung der Breite der Kreisabschnitte 14; 15 (bh = bv) vergrößert die Asymmetrie quer zur Strahlvorschubrichtung (Fig. 4, Felder 2,5,8). Durchwahl bh Φ bv (Felder 11 und 12, Fig. 4) wird eine zusätzliche Asymmetrie der Leistungsdichteverteilung zur Strahlvorschubrichtung erzeugt (siehe Felder 11,12, Fig.4). Eine weitere Vergrößerung der Defokussierung Zf flacht die Leistungsdichteverteilung insgesamt wieder ab (vgl. Feld 12 gegenüber Feld 11, Fig.4).The apparatus for producing a transformed laser beam as described in Example 1 will be described below. It consists of two deflecting elements 1; 2 (Figure 1) with adjusting elements 3.1; 3.2 and 3.3 of the positioning device 3. Hereinafter, in the optical axis 4, a cylindrical concave mirror 5 of the focal length f | and another cylindrical concave mirror 6 of the focal length f 2 arranged. The concave mirror 6 is a plunger mirror 7 shown in Fig. 2 with an electromagnetic vibratory motor 8, the axis of rotation 9 is in the plane of the main section of the cylindrical concave mirror 6 and the optical axis 4, downstream. Also in the optical axis 4 is the workpiece movement device 10 with the workpiece 11 and its cutting edge to be cured 12. The laser beam 13 of a continuously radiating CO 2 laser has the in Fig. 3, section AA idealized cylindrical power density distribution. After entering the device, the laser beam 13 strikes the deflection elements 1; 2, which are inclined to the optical axis 4 by the angle S h / 2 and 6 v / 2 . As a result, two circular sections 14; 15 hidden with the widths b h and b v of the laser beam and deflected by the angle Sh and 8 V (Figure 3, section BB). By radial displacement, tilting or circular arc-shaped rotation of the deflecting elements 1; 2 by means of the adjustment 3.1.3.2 and 3.3 of the positioning device 3 are independent of each other, the widths b h , b v of the hidden circle sections 14; 15 whose angle is adjusted to 6h and δ ν or their arcuate position angle a \ ,, a v . The thus converted laser beam 13 is via the two cylindrical concave mirror 5; 6 imaged on the plane oscillating mirror 7. The cross section of the laser beam 13 impinging there is shown in FIG. 3, section CC. The angles Sh and 5 v and the position on the circular arc a h and a v of the deflecting elements 1; 2 are set so that the two deflected circular sections 14; 15 are asymmetrical to the axis of rotation 9. The plane vibrating mirror 7 is set by the vibrating electromagnetic motor 8 in torsional vibrations of the amplitude φ, whereby the transformed laser beam 13 performs the oscillation ω and thus the cutting edge 12 of the speed ν relative to the optical axis 4 moving technical blade 11 is briefly cured. The length of the illumination field 16 is determined by the distance between the workpiece 11 and the cylindrical concave mirror 6. Its width is determined at a given distance of the plane oscillating mirror 7 to the workpiece 11 by the amplitude φ and the absolute amount of the defocus Zf. The defocusing z f results from the distance of the workpiece 11 from the cylindrical concave mirror 5 minus the focal length fi. The lateral edge elevation of the power density distribution (FIG. 4, fields 1 to 3) is set by the value of the defocus Zf. The asymmetry of the power density distribution at right angles to the beam feed direction is achieved by driving in the two deflecting elements 1; 2 generated in the laser beam 13 (see Fig.4, fields 2,5,8,11). Their height and LocationNearby plane of the illumination field 16 is * ν by changing the parameters bh, b v, α ^ </ S h δ, ν determined. A simultaneous increase in the width of the circular sections 14; 15 (b h = b v ) increases the asymmetry transverse to the beam feed direction (Figure 4, panels 2,5,8). Extension b h Φ b v (fields 11 and 12, Fig. 4) an additional asymmetry of the power density distribution to the beam feed direction is generated (see boxes 11,12, Figure 4). A further enlargement of the defocusing Zf flattens the power density distribution altogether again (compare field 12 opposite field 11, FIG.

Claims (7)

1. Verfahren zum Kurzzeithärten von Kanten, Schneiden oder dergleichen mittels Laserstrahl einer Leistung >50W, mit einem im wesentlichen rechteckigen Beleuchtungsfeld, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl zu einer asymmetrischen Leistungsdichteverteilung umgeformt und das Werkstück unter Einhaltung eines Abstandes (c) von der und parallel zur Kante mit einer konstanten Geschwindigkeit relativ zum Strahl bewegt wird, wobei das Leistungsdichtemaximum des Beleuchtungsfeldes gegenüber der Kante liegt.1. A method for short-term curing of edges, cutting or the like by means of laser beam power> 50W, with a substantially rectangular illumination field, characterized in that the laser beam to an asymmetric power density distribution formed and the workpiece while maintaining a distance (c) from and parallel is moved to the edge at a constant velocity relative to the beam, with the power density maximum of the illumination field being opposite the edge. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsdichte des Beleuchtungsfeldes mindestens in der Ebene rechtwinklig zur relativen Vorschubrichtung des Werkstückes asymmetrisch verteilt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the power density of the illumination field is distributed asymmetrically at least in the plane perpendicular to the relative feed direction of the workpiece. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsdichtemaximum im Sinne der relativen Bewegungsrichtung im vorderen Teil oder in der Mitte des Beleuchtungsfeldes liegt.3. The method according to claim 1, characterized in that the power density maximum in terms of the relative direction of movement in the front part or in the middle of the illumination field. 4. Vorrichtung zum Kurzzeithärten von Kanten, Schneiden oder dergleichen mittels Laserstrahl, bestehend aus zwei zylindrischen Konkavspiegeln mit rechtwinklig zueinander stehenden Hauptschnitten, zwei Ablenkelementen, einem Schwingspiegel und einer Werkstück-Bewegungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß entlang einer optischen Achse (4) zwei zueinander verstellbare Ablenkelemente (1; 2), danach ein zylindrischer Konkavspiegel (5) der Brennweite f| und ein weiterer zylindrischer Konkavspiegel (6) der Brennweite f2, innerhalb der Brennweite f2 ein mit einem Schwingungserzeuger (8) ausgerüsteter planer Schwingspiegel (7), dessen Drehachse (9) in der Ebene des Hauptschnittes eines der beiden zylindrischen Konkavspiegel (5; 6) liegt und durch die optische Achse (4) geht, und die Werkstück-Bewegungseinrichtung (10) angeordnet sind.4. An apparatus for short-time curing of edges, cutting or the like by means of laser beam, consisting of two cylindrical concave mirrors with mutually perpendicular main sections, two deflection elements, a vibrating mirror and a workpiece-moving device, characterized in that along an optical axis (4) two mutually adjustable Deflection elements (1, 2), then a cylindrical concave mirror (5) of the focal length f | and a further cylindrical concave mirror (6) of the focal length f 2 , within the focal length f2, a planar oscillating mirror (7) equipped with a vibrator (8) whose axis of rotation (9) is in the plane of the main section of one of the two cylindrical concave mirrors (5; ) and passes through the optical axis (4), and the workpiece moving means (10) are arranged. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (1; 2) zwischen den zylindrischen Konkavspiegeln (5; 6) angeordnet sind.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the deflection elements (1, 2) between the cylindrical concave mirrors (5; 6) are arranged. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (1; 2) unabhängig voneinander dreh- oder kippbar um die optische Achse (4) angeordnet sind.6. Apparatus according to claim 4 and 5, characterized in that the deflection elements (1, 2) are arranged independently of each other rotatable or tiltable about the optical axis (4). 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse (4) vor dem Konkavspiegel (5) und die optische Achse (4) nach dem Schwingspiegel (7) eine Gerade bilden und die gesamte Vorrichtung um die optische Achse (4) drehbar ist.7. Apparatus according to claim 4 and 6, characterized in that the optical axis (4) before the concave mirror (5) and the optical axis (4) after the oscillating mirror (7) form a straight line and the entire device about the optical axis (4). 4) is rotatable.
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