DE102009052220A1 - Method for the production of a weld seam extending itself in line-forming manner along a guidance line with an extension line, comprises guiding energy beam before the end point along the extension line - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer sich linienförmig entlang einer Erstreckungslinie bis zu einem Endpunkt erstreckenden Schweißnaht mittels eines Energiestrahls.The invention relates to a method for producing a line of seam extending along an extension line to an end point by means of an energy beam.
Verfahren zum Herstellen einer Schweißnaht mittels eines Energiestrahls sind bekannt. Es ist bekannt, den Energiestrahl entlang der Erstreckungslinie zu führen, wobei mittels des Energiestrahls eine zum Herstellen der Schweißnaht notwendige Energiemenge in ein zu fügendes Material eingebracht wird. Bei dem Energiestrahl kann es sich beispielsweise um einen Laserstrahl handeln. Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives und/oder verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Schweißnaht mittels eines Energiestrahls anzugeben, insbesondere dahingehend, dass an einem Ende der Schweißnaht ein möglichst gleichmäßiges und ebenes Schweißbild erzeugbar ist.The object of the invention is to provide an alternative and / or improved method for producing a weld by means of an energy beam, in particular to the effect that at the end of the weld a uniform and even weld pattern is generated.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.This object is solved by the independent claims.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen einer sich linienförmig entlang einer Erstreckungslinie bis zu einem Endpunkt erstreckenden Schweißnaht mittels eines Energiestrahls gelöst. Es sind ein Führen des Energiestrahls bis kurz vordem Endpunkt entlang der Erstreckungslinie und ein Führen des Energiestrahls in einem Winkel zu der Erstreckungslinie bis zum Endpunkt vorgesehen. Der Energiestrahl kann zunächst auf den Endpunkt entlang der Erstreckungslinie geführt werden. Kurz vor Erreichen des Endpunkts kann der Energiestrahl ab eines Abzweigungspunktes so geführt werden, dass er durch den Endpunkt indem Winkel zu der Erstreckungslinie fährt. Als kurz im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise Abstände in einem Bereich zwischen dem 3- bis 10-fachen einer Dicke der Schweißnaht im Bereich der Erstreckungslinie zu verstehen. Vorteilhaft kann erfindungsgemäß ein Endpunkt mit einem besonders ebenen, also wenig zerklüfteten Schweißbild hergestellt werden.The object is achieved in a method for producing a line extending along an extension line to an end point weld by means of an energy beam. Guiding the energy beam to just before the end point along the extension line and guiding the energy beam at an angle to the extension line to the end point are provided. The energy beam can first be directed to the endpoint along the extension line. Shortly before reaching the endpoint, the energy beam can be guided from a branching point so that it passes through the endpoint at the angle to the extension line. As short in the context of the invention, distances in a range between 3 to 10 times a thickness of the weld in the region of the extension line are to be understood. Advantageously, according to the invention, an end point can be produced with a particularly flat, ie less fissured, welding pattern.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist ein Führen des Energiestrahls abweichend von der Erstreckungslinie vor dem Führen durch den Endpunkt hindurch vorgesehen. Vorteilhaft kann der Energiestrahl zunächst leicht abweichend von der Erstreckungslinie geführt werden, wobei vorteilhaft durch eine Richtungsänderung des Energiestrahls dieser durch den Endpunkt hindurch geführt werden kann. Dazu ist es denkbar, den Energiestrahl beispielsweise mit einer durchgehend konstanten Geschwindigkeit und/oder konstanten Energiemenge zu führen und lediglich dabei seine Richtung so zu ändern, dass zunächst der Energiestrahl von der Erstreckungslinie abweicht und darin durch den Endpunkt hindurch geführt wird. Vorteilhaft kann so im Bereich des Endpunkts ein besonders gutes Schweißnahtbild erzeugt werden.In one embodiment of the method, guiding the energy beam is provided deviating from the extension line before passing through the endpoint. Advantageously, the energy beam can initially be guided slightly deviating from the extension line, wherein advantageously by a change in direction of the energy beam it can be passed through the end point. For this purpose, it is conceivable to guide the energy beam, for example, with a continuously constant speed and / or constant amount of energy and merely to change its direction so that initially the energy beam deviates from the extension line and is guided therein through the end point. Advantageously, a particularly good weld seam pattern can thus be generated in the area of the end point.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Führen des Energiestrahls zurück in Richtung der Erstreckungslinie nach dem Führen des Energiestrahls durch den Endpunkt hindurch vorgesehen. Vorteilhaft kann der Energiestrahl nach dem Durchqueren des Endpunkts wieder zu der Erstreckungslinie zurückgeführt werden, so dass sich eine insgesamt geschlossene Linie und damit ein besonders gutes Schweißnahtbild ergibt. Bei Wiedererreichen der Erstreckungslinie nach dem Durchfahren des Endpunkts kann der Laserstrahl abgeschaltet und der Schweißvorgang beendet werden. Vorteilhaft treten am Ende der Schweißnaht keine Unregelmäßigkeiten durch das Abschaltendes Energiestrahls auf.In a further embodiment of the method, the energy beam is guided back in the direction of the extension line after the energy beam has been guided through the end point. Advantageously, the energy beam can be returned to the extension line after passing through the end point, so that there is an overall closed line and thus a particularly good weld pattern. Upon re-reaching the extension line after passing through the end point, the laser beam can be switched off and the welding process can be terminated. Advantageously, no irregularities occur at the end of the weld due to the switching off of the energy beam.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind ein Verringern einer effizienten Schweißleistung des Energiestrahls nach dem Führen abweichend von der Erstreckungslinie und/oder nach dem Führen durch den Endpunkt hindurch und/oder ein Verringern einer Leistung des Energiestrahls nach dem Führen abweichend von der Erstreckungslinie und/oder nach dem Führen durch den Endpunkt hindurch und/oder ein Verringern einer Geschwindigkeit des Energiestrahls nach dem Führen abweichend von der Erstreckungslinie und/oder nach dem Führen durch den Endpunkt hindurch und/oder ein Verringern der effektiven Schweißleistung des Energiestrahls nach dem Durchfahren des Abzweigpunkts und/oder ein Verringern der Leistung des Energiestrahls nach dem Durchfahren des Abzweigpunkts ein Defokussieren des Energiestrahls zum Verringern der effektiven Schweißleistung und/oder ein Pulsen des Energiestrahls zum Verringern der effektiven Schweißleistung und/oder ein Überlagern einer Schwingung während des Führens zum Verringern der effektiven Schweißleistung vorgesehen. Unter der Leistung des Energiestrahls kann ein Absolutwert einer mittels des Energiestrahls übertragbaren Leistung verstanden werden. Unter der effektiven Schweißleistung des Energiestrahls kann eine pro Flächeneinheit und/oder Volumeneinheit einer mit der Schweißnaht zu versehender Fügestellenbereich aufgenommene Leistung verstanden werden, wobei mittels der effektiven Schweißleistung beispielsweise ein Maß für ein tatsächliches Aufschmelzen bzw. Erwärmen zum Herstellen der Schweißnaht an dem Fügestellenbereich ableitbar ist. Eine Verringerung der effektiven Schweißleistung kann beispielsweise durch das Defokussieren des Energiestrahls erfolgen, wobei dieser dabei dieselbe Absolutmenge an Energie abgibt, jedoch auf eine größere Fläche des Fügestellenbereichs verteilt, so dass eine geringere Verschweißung stattfindet. Ebenso kann dies durch das Pulsen oder das Überlagern einer Schwingung während des Führens geschehen.In a further embodiment of the method, decreasing an efficient welding power of the energy beam after being guided deviating from the extension line and / or after passing through the end point and / or decreasing a power of the energy beam after being guided deviates from the extension line and / or after passing through the end point and / or decreasing a velocity of the energy beam after passing deviating from the extension line and / or after passing through the end point and / or decreasing the effective welding power of the energy beam after passing through the branch point; or decreasing the power of the energy beam after traversing the branch point defocusing the energy beam to reduce the effective welding power and / or pulsing the energy beam to reduce the effective welding power and / or superimposing a vibration d of guiding provided for reducing the effective welding power. The power of the energy beam can be understood as an absolute value of a power that can be transmitted by means of the energy beam. Under the effective welding power of the energy beam can be a pro Surface unit and / or volume unit of a joint to be provided with the seam joint power to be understood, wherein by means of the effective welding power, for example, a measure of an actual melting or heating for producing the weld at the joint area can be derived. A reduction of the effective welding power can be done, for example, by defocusing the energy beam, which thereby emits the same absolute amount of energy, but distributed over a larger area of the joint area, so that less welding takes place. Likewise, this can be done by pulsing or superimposing a vibration during the guidance.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Energiestrahl einen Laserstrahl, insbesondere einen fokussierten Laserstrahl, aufweist. Mittels des Laserstrahls kann die zum Herstellender Schweißnaht notwendige Wärmeleistung in den Fügestellenbereich eingebracht werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann es sich bei dem Energiestrahl um einen beliebigen Energietransport, beispielsweise mittels einer beliebigen elektromagnetischen Strahlung und/oder einem Teilchenstrahl und/oder einem elektrischen Strom handeln.In a further embodiment, it is provided that the energy beam has a laser beam, in particular a focused laser beam. By means of the laser beam necessary for producing the weld heat output can be introduced into the joint area. Alternatively and / or additionally, the energy beam may be any energy transport, for example by means of any electromagnetic radiation and / or a particle beam and / or an electric current.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Führen des Energiestrahls auf einer geschlossenen Bahn kurz vor einem Erreichen des Endpunkts von der Erstreckungslinie weg durch den Endpunkt hindurch und wieder zurück zu der Erstreckungslinie vorgesehen. Vorteilhaft kann die Erstreckungslinie kurz vor Erreichen des Endpunkts verlassen werden, wobei vorteilhaft der Endpunkt durchfahren und anschließend der Energiestrahl wieder zur Erstreckungslinie zurückgeführt werden kann. Dadurch kann ein weiterer, vor dem Endpunkt und auf der Erstreckungslinie liegender Punkt quasi umfahren werden, so dass sich um diesen weiteren Punkt herum eine etwas vergrößerte Schweißnaht ergibt, die vorteilhaft, insbesondere im Bereich des Endpunkts, ein besonders gutes Schweißnahtbild aufweist.In another embodiment of the method, directing the energy beam on a closed path just before reaching the end point from the extension line through the end point and back to the extension line is provided. Advantageously, the extension line can be left shortly before reaching the end point, wherein advantageously the end point is traversed and then the energy beam can be returned to the extension line. As a result, a further point lying in front of the end point and on the extension line can be virtually bypassed, so that a slightly larger weld seam results around this further point, which advantageously has a particularly good weld seam image, in particular in the region of the end point.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Führen der geschlossenen Bahn als Kreisbahn und/oder als Tropfenform vorgesehen. Vorteilhaft kann ein harmonischer Verlauf, insbesondere einfach anzusteuernder Verlauf der geschlossenen Bahn erzielt werden.In a further embodiment of the method, guiding the closed web is provided as a circular path and / or as a drop shape. Advantageously, a harmonious course, in particular easy to control course of the closed path can be achieved.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist ein Führen des Energiestrahls bei dem von der Erstreckungslinie abweichenden Führen auf einer sich öffnenden oder schließenden Spiralbahn vorgesehen. Vorteilhaft kann dadurch die Energie des Energiestrahls gleichmäßiger verteilt werden, so dass sich ein besonders gutes Schweißnahtbild ergibt.In a further embodiment of the method, a guiding of the energy beam is provided in the guide deviating from the extension line on an opening or closing spiral path. Advantageously, the energy of the energy beam can thereby be distributed more uniformly, resulting in a particularly good weld seam pattern.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind ein Verringern der Leistung oder der effektiven Schweißleistung des Energiestrahls nach dem Führen abweichend von der Erstreckungslinie und/oder nach dem Führen durch den Endpunkt hindurch kontinuierlich bis auf einen Wert von oder nahe Null oder ein Verringern der Geschwindigkeit des Energiestrahls nach dem Führen abweichend von der Erstreckungslinie und/oder nach dem Führen durch den Endpunkt hindurch kontinuierlich bis auf einen Wert von oder nahe Null vorgesehen. Vorteilhaft kann nach dem Abweichen von der Erstreckungslinie und/oder Durchfahren des Endpunkts die Leistung, die effektive Schweißleistung und/oder die Geschwindigkeit verringert werden, so dass sich vor dem eigentlichen Abschalten des Energiestrahls, also dem Beenden des Schweißvorgangs ein besonders harmonischer bzw. qualitativ hochwertiger Abschluss der Schweißnaht ergibt.In another embodiment, decreasing the power or effective welding power of the energy beam after passing deviating from the extension line and / or passing through the endpoint is continuous to a value of or near zero or decreasing the speed of the energy beam after that Guiding deviating from the extension line and / or after passing through the end point is continuously provided to a value of or near zero. Advantageously, after the deviation from the extension line and / or passing through the end point, the power, the effective welding power and / or the speed can be reduced, so that before the actual switching off of the energy beam, ie the termination of the welding process, a particularly harmonious or high-quality Completion of the weld results.
Die Aufgabe ist außerdem bei einer Schweißvorrichtung zum Herstellen einer sich linienförmig entlang einer Erstreckungslinie bis zu einem Endpunkt erstreckenden Schweißnaht mittels eines Energiestrahls eingerichtet, ausgelegt und/oder konstruiert zum Durchführen eines vorab beschriebenen Verfahrens gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The object is also achieved in a welding device for producing a line extending along an extension line to an end point extending weld by means of an energy beam, designed and / or designed to perform a method described above. This results in the advantages described above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:Further advantages, features and details will become apparent from the following description in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features form the subject of the invention, or independently of the claims, either alone or in any meaningful combination, and in particular may additionally be the subject of one or more separate applications. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Show it:
Die Führungslinie
Der Energiestrahl
Vorteilhaft wird der Fokus
Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, anstelle der in
Es ist zu erkennen, dass bis zu dem Abzweigpunkt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 33
- SchweißnahtWeld
- 55
- Energiestrahlenergy beam
- 77
- Pfeilarrow
- 99
- Führungslinieleader
- 1111
- FügestellenbereichJoints area
- 1313
- Fokusfocus
- 1515
- Endpunktendpoint
- 1717
- Erstreckungslinieextension line
- 1919
- x-AchseX axis
- 2121
- y-Achsey-axis
- 2323
- z-Achsez-axis
- 2525
- Abzweigpunktbranching point
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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