DE102011007792A1 - Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren - Google Patents

Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren Download PDF

Info

Publication number
DE102011007792A1
DE102011007792A1 DE102011007792A DE102011007792A DE102011007792A1 DE 102011007792 A1 DE102011007792 A1 DE 102011007792A1 DE 102011007792 A DE102011007792 A DE 102011007792A DE 102011007792 A DE102011007792 A DE 102011007792A DE 102011007792 A1 DE102011007792 A1 DE 102011007792A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser beam
component
deflection means
beam welding
welding device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102011007792A
Other languages
English (en)
Inventor
Thorsten Bauer
Axel Bormann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102011007792A priority Critical patent/DE102011007792A1/de
Priority to PCT/EP2012/054263 priority patent/WO2012143181A2/de
Priority to EP12709585.9A priority patent/EP2699379A2/de
Publication of DE102011007792A1 publication Critical patent/DE102011007792A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam
    • B23K26/103Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam the laser beam rotating around the fixed workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0604Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
    • B23K26/0619Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams with spots located on opposed surfaces of the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073Shaping the laser spot
    • B23K26/0734Shaping the laser spot into an annular shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
    • B23K26/0821Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head using multifaceted mirrors, e.g. polygonal mirror
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0823Devices involving rotation of the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/28Seam welding of curved planar seams
    • B23K26/282Seam welding of curved planar seams of tube sections

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Es wird eine Laserstrahlschweißvorrichtung und ein Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht an einem Bauteil vorgeschlagen, wobei die Laserschweißvorrichtung eine Laserstrahlquelle sowie mindestens ein erstes Laserstrahlumlenkmittel und ein zweites Laserstrahlumlenkmittel aufweist, wobei die Laserstrahlquelle zur Erzeugung eines ersten Laserstrahls konfiguriert ist, wobei das erste Laserstrahlumlenkmittel zur Umlenkung des ersten Laserstrahls in einen zweiten Laserstrahl konfiguriert ist, wobei das zweite Laserstrahlumlenkmittel zur Umlenkung des zweiten Laserstrahls auf das Bauteil konfiguriert ist und wobei das erste Laserstrahlumlenkmittel beweglich gegenüber dem zweiten Laserstrahlumlenkmittel ausgebildet ist. Weiterhin wird eine Laserstrahlschweißvorrichtung und ein Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil, mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einer Hauptausbreitungsrichtung vorgeschlagen, wobei das Bauteil im Wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Laserstrahls beweglich angeordnet ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Laserstrahlschweißvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Solche Laserstrahlschweißvorrichtungen zur Erzeugung von ringförmigen Schweißnähten sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift DE 10 2007 035 715 A1 eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung mit mindestens einer Laserstrahlquelle zum Beaufschlagen eines Werkstücks mit einem ringförmigen Laserfokus bekannt. Diese Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung ist jedoch nachteilig vergleichsweise aufwendig und daher kostenintensiv zu realisieren.
  • Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Laserstrahlschweißvorrichtungen zur Erzeugung einer ringförmigen Schweißnaht bekannt, bei denen das zu verschweißende Bauteil von einer Rotationsvorrichtung gedreht wird, um das rotierende Bauteil durch einen feststehenden Laserstrahl zu verschweißen. Bei diesen Laserstrahlschweißvorrichtungen besteht jedoch der Nachteil, dass die Rotationsvorrichtung zur Rotation des zu verschweißenden Bauteils vergleichsweise aufwendig zu realisieren ist. So muss z. B. zur Realisierung der Rotation des Bauteils das Bauteil in der bzw. durch die Rotationsvorrichtung entlang von mehreren Bewegungsachsen synchron und vergleichsweise exakt antreibbar sein. Dies führt nachteilig zu vergleichsweise hohen Kosten für die Komponenten der Rotationsvorrichtung und zu vergleichsweise großem Zeitaufwand beim Einrichten.
  • Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahlschweißvorrichtung und ein Laserstrahlschweißverfahren zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile von Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren nach dem Stand der Technik nicht aufweisen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäßen Laserstrahlschweißvorrichtungen und die erfindungsgemäße Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht an einem Bauteil gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Laserstrahlschweißvorrichtungen und die erfindungsgemäße Laserstrahlschweißverfahren vergleichsweise einfach zu realisieren sind.
  • Der Laserstrahl wird erfindungsgemäß derart umgelenkt, dass der Laserstrahl aus verschiedenen Richtungen auf das Bauteil gelenkt werden kann. Vorteilhaft ist dadurch insbesondere keine Drehung des Bauteils erforderlich.
  • Durch die vergleichsweise einfache Realisierung der erfindungsgemäßen Laserstrahlschweißvorrichtung und des erfindungsgemäße Laserstrahlschweißverfahrens ist es vorteilhaft möglich, dass Kosten reduziert, Einrichtzeiten reduziert und auf aufwendige Durchführungen für Schweißmedien verzichtet werden kann, wobei zugleich die Qualität der Schweißnaht vergleichsweise gut ist.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, dass, insbesondere ringförmige, Schweißnähte auch bei Bauteilen kleiner als 100 mm Durchmesser vergleichsweise exakt hergestellt werden können.
  • Das Bauteil kann grundsätzlich aus jedem Werkstoff gefertigt sein. Bevorzugt ist das Bauteil zumindest im Bereich der Schweißnaht zylinderförmig oder polygonförmig ausgebildet bzw. weist das Bauteil zumindest im Bereich der Schweißnaht einen kreisförmigen oder polygonförmigen Querschnitt auf. Als Laserstrahlquelle ist jede herkömmliche Laserstrahlquelle einsetzbar. Das erste Laserstrahlumlenkmittel und/oder das zweite Laserstrahlumlenkmittel sind bevorzugt Spiegel und/oder Lichtleiter. Das erste Laserstrahlumlenkmittel ist bevorzugt eine Fokussieroptik zur Fokussierung und Umlenkung des ersten Laserstrahls. Der erste Laserstrahl, der zweite Laserstrahl und der auf das Bauteil umgelenkte Laserstrahl können grundsätzlich in jedem Winkel zueinander angeordnet sein.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Laserstrahlumlenkmittel einen Polygonspiegel umfasst. Durch die Verwendung eines bevorzugt rotierenden Polygonspiegels ist vorteilhaft eine vergleichsweise gute Schweißnaht erzeugbar, weil bei vergleichsweise hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten des Polygonspiegels ein quasistationäres Schweißbad am Ort der Schweißnaht am Bauteil erzeugt werden kann.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Laserstrahlumlenkmittel drehbar vorgesehen ist. Die Laserstrahlquelle und das erste Laserstrahlumlenkmittel sind bevorzugt in einem herkömmlichen Laserscanner mit einem rotierenden Spiegel realisiert.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Laserstrahlschweißvorrichtung ein drittes Laserstrahlumlenkmittel, eine viertes Laserstrahlumlenkmittel und ein fünftes Laserstrahlumlenkmittel aufweist, wobei das erste Laserstrahlumlenkmittel gegenüber dem dritten Laserstrahlumlenkmittel, dem vierten Laserstrahlumlenkmittel und dem fünften Laserstrahlumlenkmittel beweglich vorgesehen ist, wobei das zweite Laserstrahlumlenkmittel, das dritte Laserstrahlumlenkmittel, das vierte Laserstrahlumlenkmittel und das fünfte Laserstrahlumlenkmittel jeweils direkt oder indirekt zur Umlenkung des zweiten Laserstrahls auf das Bauteil zur Erzeugung eines Teilbereichs der ringförmigen Schweißnaht konfiguriert sind. Dadurch ist vorteilhaft eine Erzeugung einer ringförmigen Schweißnaht möglich, ohne dass das zu schweißende Bauteil gedreht werden muss. Das dritte Laserstrahlumlenkmittel, das vierte Laserstrahlumlenkmittel und/oder das fünfte Laserstrahlumlenkmittel sind bevorzugt Spiegel und/oder Lichtleiter. Bevorzugt können auch mehr als vier Laserstrahlumlenkmittel angeordnet werden, wodurch der einzelne Teilbereich, den jedes einzelne Laserstrahlumlenkmittel abdeckt, verkleinert werden kann, sodass der Auftreffwinkel der Laserstrahlen auf das Bauteil in vergleichsweise geringem Maße variiert, sodass die Qualität der Schweißnaht am Bauteil erheblich verbessert werden kann.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Laserstrahlschweißvorrichtung derart konfiguriert ist, dass der erste Laserstrahl, der zweite Laserstahl und der auf das Bauteil gelenkte Laserstrahl im Wesentlichen in einer Ebene verlaufen. Dadurch ist vorteilhaft eine vergleichsweise bauraumsparende Realisierung der Laserstrahlvorrichtung möglich.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil, wobei in einem ersten Schritt ein erster Laserstrahl erzeugt wird, wobei in einem zweiten Schritt der erste Laserstrahl durch ein sich bewegendes erstes Laserstrahlumlenkmittel in einen zweiten Laserstrahl umgelenkt wird, und wobei in einem dritten Schritt der zweite Laserstrahl durch ein zweites Laserstrahlumlenkmittel auf das Bauteil umgelenkt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass im zweiten Schritt das erste Laserstrahlumlenkmittel gedreht wird.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Laserstrahlschweißverfahren zur Verbindung zweier rohrförmiger oder zylinderförmiger, bevorzugt aus Vollmaterial bestehenden, Bauteile verwendet wird.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Laserstrahlschweißvorrichtung zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil, mit mindestens einer Laserstrahlquelle zur Erzeugung eines Laserstrahls mit einer Hauptausbreitungsrichtung, wobei das Bauteil im Wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrchtung des Laserstrahls beweglich angeordnet ist.
  • Die Bewegung des fest in eine Einspannvorrichtung eingespannten Bauteils senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Laserstrahls wird bevorzugt durch mindestens eine lineare Bewegung der Einspannvorrichtung realisiert. Alternativ oder optional ist es möglich, dass die Einspannvorrichtung mit dem fest eingespannten Bauteil auf einer Kreisbahn bewegt wird. Bevorzugt ist es möglich, dass Spiegel und/oder Lichtleiter zur Umlenkung des Laserstrahls auf unterschiedliche Teilbereiche des Bauteils angeordnet werden. Alternativ oder optional ist es bevorzugt möglich, dass weitere Laserstrahlquellen angeordnet werden, die jeweils auf unterschiedliche Teilbereiche des Bauteils gerichtet werden, wobei das Bauteil vorteilhaft nicht gedreht werden muss.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil, wobei in einem ersten Schritt mindestens ein Laserstrahl mit einer Hauptausbreitungsrichtung erzeugt wird, wobei in einem zweiten Schritt das Bauteil im Wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Laserstrahls bewegt wird.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen
  • 1 schematisch eine Laserstrahlschweißvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
  • 2 schematisch eine Laserstrahlschweißvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
  • 3 schematisch eine Laserstrahlschweißvorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • 1 zeigt schematisch eine Laserstrahlschweißvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Laserstrahlschweißvorrichtung 1 weist eine Laserstrahlquelle 10 auf. Die Laserstrahlschweißvorrichtung 1 weist weiterhin ein erstes Laserstrahlumlenkmittel 3, ein zweites Laserstrahlumlenkmittel 4, ein drittes Laserstrahlumlenkmittel 5, ein viertes Laserstrahlumlenkmittel 7 und ein fünftes Laserstrahlumlenkmittel 8 auf. Weiterhin weist die Laserstrahlschweißvorrichtung 1 ein Umlenkprisma 9 auf. Zwischen den Laserstrahlumlenkmitteln 4, 5, 7 und 8 sowie dem Umlenkprisma 9 ist ein zu verschweißendes Bauteil 6 angeordnet. Die Laserstrahlschweißvorrichtung 1 weist weiterhin Bereiche 11, 11', 11'' und 11''' auf, in denen sonstige Komponenten angeordnet werden können, wie z. B. Verstrebungen und/oder Spannvorrichtungen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist das erste Laserstrahlumlenkmittel 3 als Laserscanner mit einem flachen, drehbaren Spiegel ausgebildet. Die Verfahrwegsrichtung des Laserscanners 3 bei einem Schweißvorgang ist mit dem Pfeil 12 gekennzeichnet.
  • Die Laserstrahlquelle 10 erzeugt einen ersten Laserstrahl 2. Der Spiegel 3 wird während des Schweißvorgangs in der Bildebene von unten nach oben gedreht, sodass in einer zeitlichen Abfolge die zweiten Laserstrahlen 2'''', 2''', 2'' und 2' vom Spiegel 3 reflektiert werden. Zum Zeitpunkt t = 0 wird in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Laserstrahl 2'''' ausgesendet. Zum Zeitpunkt t = Δt wird der zweite Laserstrahl 2''' ausgesendet. Zum Zeitpunkt t = 2Δt wird der zweite Laserstrahl 2'' ausgesendet. Zum Zeitpunkt t = 3Δt wird der zweite Laserstrahl 2' ausgesendet. Der zweite Laserstrahl 2'''' trifft auf das fünfte Laserstrahlumlenkmittel 8 und wird von dort auf das Bauteil 6 umgelenkt. Der zweite Laserstrahl 2''' trifft auf das Umlenkprisma 9 und wird von dort auf das vierte Laserstrahlumlenkmittel 7 umgelenkt. Vom vierten Laserstrahlumlenkmittel 7 wird der zweite Laserstrahl 2''' auf das Bauteil 6 umgelenkt. Der zweite Laserstrahl 2'' trifft auf das Umlenkprisma 9 und wird von dort auf das dritte Laserstrahlumlenkmittel 5 umgelenkt. Vom dritten Laserstrahlumlenkmittel 5 wird der zweite Laserstrahl 2'' auf das Bauteil 6 umgelenkt. Der zweite Laserstrahl 2' trifft auf das zweite Laserstrahlumlenkmittel 4 und wird vom zweiten Laserstrahlumlenkmittel 4 auf das Bauteil 6 umgelenkt. Aufgrund der Bewegung des Spiegels 3 wird der zweite Laserstrahl 2' in einem Strahlbereich 13 bewegt, wodurch über das zweite Laserstrahlumlenkmittel 4 ein etwa 180° umfassender Teilbereich auf dem Bauteil 6 abgedeckt werden kann. Ein solcher Strahlbereich entsteht auf für die zweiten Laserstrahlen 2'', 2''' und 2'''', auf die Darstellung dieser Strahlbereich wurde jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Dadurch ist es möglich, dass jedes Laserstrahlumlenkmittel 4, 5, 7 und 8 etwa 180° auf dem Bauteil 6 abdeckt, sodass vorteilhaft auf dem Bauteil 6 Überlappungsbereich entstehen, durch die die Qualität der Schweißnaht erheblich verbessert werden kann.
  • 2 zeigt schematisch die Laserstrahlschweißvorrichtung 1 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich zur Ausführungsform aus 1 weist diese Ausführungsform anstelle des Flachspiegels einen rotierenden Polygonspiegel 3 auf. Der Polygonspiegel 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht (angedeutet durch den Pfeil 21). Im Übrigen wird auf die Ausführungen zu 1 verwiesen. Diese Ausführungsform mit dem rotierenden Polygonspiegel 3 hat den Vorteil, dass der Polygonspiegel 3 vergleichsweise schnell gedreht werden kann (hohe Vorschubgeschwindigkeit), ohne dass störende Beschleunigungskräfte auftreten. Durch eine hohe Vorschubgeschwindigkeit ist vorteilhaft ein ”quasistationäres Schweißbad” im Bereich der Schweißnaht auf dem Bauteil 6 erreichbar, wodurch die Qualität der Schweißnaht wesentlich verbessert werden kann.
  • 3 zeigt schematisch eine Laserstrahlschweißvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform weist die Laserstrahlschweißvorrichtung 1 eine erste Laserstrahlquelle 31, eine zweite Laserstrahlquelle 32, eine dritte Laserstrahlquelle 33 und eine vierte Laserstrahlquelle 34 auf. Die erste Laserstrahlquelle 31 sendet einen ersten Laserstrahl 41 aus, die zweite Laserstrahlquelle 32 sendet einen zweiten Laserstrahl 42 aus, die dritte Laserstrahlquelle 33 sendet einen dritten Laserstrahl 43 aus und die vierte Laserstrahlquelle 34 sendet einen vierten Laserstrahl 44 aus, wobei jeder Laserstrahl 41, 42, 43, 44 jeweils eine Hauptausbreitungsrichtung aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Laserstrahlquellen 31, 32, 33, 34 und die Laserstrahlen 41, 42, 43, 44 stationär, d. h. die Laserstrahlen 41, 42, 43, 44 werden nicht umgelenkt, sondern sie gelangen direkt auf das Bauteil 6. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Bauteil 6 fest in einer Spannvorrichtung (nicht dargestellt) eingespannt. Die Spannvorrichtung ist beweglich angeordnet, sodass die Spannvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel parallel zu den Achsen 36, 37 bewegt werden kann. Die Achsen 36, 37 sind jeweils senkrecht zu mindestens zwei der Hauptausbreitungsrichtungen der Laserstrahlen 41, 42, 43, 44 angeordnet. Zur Erzeugung einer ringförmigen Schweißnaht am Bauteil 6 wird z. B. die Spannvorrichtung mit dem fest eingespannten Bauteil 6 in der Bildebene von links nach rechts entlang der Achse 36 bewegt. Anschließen wird die Spannvorrichtung mit dem fest eingespannten Bauteil 6 in der Bildebene von unten nach oben entlang der Achse 37 bewegt. Durch diese zwei Bewegungen ist vorteilhaft die Abdeckung verschiedener Teilbereiche durch die einzelnen stationären Laserstrahlen 41, 42, 43 und 44 möglich, sodass eine ringförmige Schweißnaht vorteilhaft auch ohne Drehung des Bauteils 6 erreichbar ist. In den Bereichen 35, 35', 35'' und 35''' können sonstige Maschinenkomponenten angeordnet sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102007035715 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Laserstrahlschweißvorrichtung (1) zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht an einem Bauteil (6), aufweisend eine Laserstrahlquelle (10) sowie mindestens ein erstes Laserstrahlumlenkmittel (3) und ein zweites Laserstrahlumlenkmittel (4), wobei die Laserstrahlquelle (10) zur Erzeugung eines ersten Laserstrahls (2) konfiguriert ist, wobei das erste Laserstrahlumlenkmittel (3) zur Umlenkung des ersten Laserstrahls (2) in einen zweiten Laserstrahl (2') konfiguriert ist, wobei das zweite Laserstrahlumlenkmittel (4) zur Umlenkung des zweiten Laserstrahls (2') auf das Bauteil (6) konfiguriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laserstrahlumlenkmittel (3) beweglich gegenüber dem zweiten Laserstrahlumlenkmittel (4) ausgebildet ist.
  2. Laserstrahlschweißvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laserstrahlumlenkmittel (3) einen Polygonspiegel umfasst.
  3. Laserstrahlschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Laserstrahlumlenkmittel (3) drehbar vorgesehen ist.
  4. Laserstrahlschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlschweißvorrichtung (1) ein drittes Laserstrahlumlenkmittel (5), eine viertes Laserstrahlumlenkmittel (7) und ein fünftes Laserstrahlumlenkmittel (8) aufweist, wobei das erste Laserstrahlumlenkmittel (3) gegenüber dem dritten Laserstrahlumlenkmittel (5), dem vierten Laserstrahlumlenkmittel (7) und dem fünften Laserstrahlumlenkmittel (8) beweglich vorgesehen ist, wobei das zweite Laserstrahlumlenkmittel (4), das dritte Laserstrahlumlenkmittel (5), das vierte Laserstrahlumlenkmittel (7) und das fünfte Laserstrahlumlenkmittel (8) jeweils direkt oder indirekt zur Umlenkung des zweiten Laserstrahls (2') auf das Bauteil (6) zur Erzeugung eines Teilbereichs der ringförmigen Schweißnaht konfiguriert sind.
  5. Laserstrahlschweißvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlschweißvorrichtung (1) derart konfiguriert ist, dass der erste Laserstrahl (2), der zweite Laserstahl (2') und der auf das Bauteil (6) gelenkte Laserstrahl im Wesentlichen in einer Ebene verlaufen.
  6. Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil (6), wobei in einem ersten Schritt ein erster Laserstrahl (2) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt der erste Laserstrahl (2) durch ein sich bewegendes erstes Laserstrahlumlenkmittel (3) in einen zweiten Laserstrahl (2') umgelenkt wird, und dass in einem dritten Schritt der zweite Laserstrahl (2') durch ein zweites Laserstrahlumlenkmittel (4) auf das Bauteil (6) umgelenkt wird.
  7. Laserstrahlschweißverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt das erste Laserstrahlumlenkmittel (3) gedreht wird.
  8. Laserstrahlschweißverfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Laserstrahlschweißverfahren zur Verbindung zweier rohrförmiger oder zylinderförmiger Bauteile (6) verwendet wird.
  9. Laserstrahlschweißvorrichtung zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil (6), mit mindestens einer Laserstrahlquelle (31) zur Erzeugung eines Laserstrahls (41) mit einer Hauptausbreitungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (6) im Wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Laserstrahls (41) beweglich angeordnet ist.
  10. Laserstrahlschweißverfahren zur Erzeugung einer, insbesondere ringförmigen, Schweißnaht auf einem Bauteil (6), wobei in einem ersten Schritt mindestens ein Laserstrahl (41) mit einer Hauptausbreitungsrichtung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Schritt das Bauteil (6) im Wesentlichen senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Laserstrahls (41) bewegt wird.
DE102011007792A 2011-04-20 2011-04-20 Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren Ceased DE102011007792A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011007792A DE102011007792A1 (de) 2011-04-20 2011-04-20 Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren
PCT/EP2012/054263 WO2012143181A2 (de) 2011-04-20 2012-03-12 Laserstrahlschweissvorrichtung und laserstrahlschweissverfahren
EP12709585.9A EP2699379A2 (de) 2011-04-20 2012-03-12 Laserstrahlschweissvorrichtung und laserstrahlschweissverfahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011007792A DE102011007792A1 (de) 2011-04-20 2011-04-20 Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011007792A1 true DE102011007792A1 (de) 2012-10-25

Family

ID=45855754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011007792A Ceased DE102011007792A1 (de) 2011-04-20 2011-04-20 Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2699379A2 (de)
DE (1) DE102011007792A1 (de)
WO (1) WO2012143181A2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104400996A (zh) * 2014-09-29 2015-03-11 山东新华医疗器械股份有限公司 软管与塞子的激光焊接装置及其焊接方法
CN113396044A (zh) * 2019-02-05 2021-09-14 杜肯Ias有限责任公司 用于使用具有多个反射表面的单个的固定光学反射器激光焊接管状元件的系统和方法
EP4046740A1 (de) * 2021-02-22 2022-08-24 Dukane IAS, LLC System und verfahren zum laserschweissen eines werkstücks mit einem laserstrahl, der unzugängliche bereiche des werkstücks unter verwendung mehrerer reflektierender teile erreicht
US11819940B2 (en) 2019-02-05 2023-11-21 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding a workpiece with a laser beam that reaches inaccessible areas of the workpiece using multiple reflecting parts
EP3603872B1 (de) * 2018-07-30 2024-02-14 Clean Lasersysteme GmbH Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks mittels laserstrahlung
US11931823B2 (en) 2019-02-05 2024-03-19 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding a workpiece with a laser beam that reaches inaccessible areas of the workpiece using multiple reflecting parts

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035715A1 (de) 2006-12-27 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung sowie Verfahren zum Justieren der Fokuslage

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099830A (en) * 1976-12-15 1978-07-11 A. J. Bingley Limited Optical systems including polygonal mirrors rotatable about two axes
JPS59107784A (ja) * 1982-12-14 1984-06-22 Honda Motor Co Ltd ブレ−キデイスクの製造方法
GB8306951D0 (en) * 1983-03-14 1983-04-20 Ici Plc Energy beam focusing apparatus
JP3454773B2 (ja) * 2000-02-29 2003-10-06 原子燃料工業株式会社 燃料棒の上部端栓溶接方法
DE10020327A1 (de) * 2000-04-26 2001-11-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, Schweißverfahren zum Erzeugen einer in sich geschlossenen Schweißnaht und Verfahren zum Härten metallischer Werkstücke
EP1518664A1 (de) * 2003-09-20 2005-03-30 Leister Process Technologies Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen durch Laserstrahlung
DE102005000631A1 (de) * 2005-01-03 2006-07-13 Siemens Ag Vorrichtung zum Laserstrahlschweißen an Mantelflächen von rotationssymmetrischen Bauteilen
KR20080028559A (ko) * 2006-09-27 2008-04-01 주식회사 이오테크닉스 폴리곤 미러를 이용한 대상물 다중 가공 방법
DE102009021448B3 (de) * 2009-05-13 2010-07-22 Fachhochschule Jena Vorrichtung und Verfahren zur Umfangsbearbeitung eines Materialstranges mittels Laser

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007035715A1 (de) 2006-12-27 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung sowie Verfahren zum Justieren der Fokuslage

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104400996A (zh) * 2014-09-29 2015-03-11 山东新华医疗器械股份有限公司 软管与塞子的激光焊接装置及其焊接方法
CN104400996B (zh) * 2014-09-29 2017-01-18 山东新华医疗器械股份有限公司 软管与塞子的激光焊接装置及其焊接方法
EP3603872B1 (de) * 2018-07-30 2024-02-14 Clean Lasersysteme GmbH Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstücks mittels laserstrahlung
CN113396044A (zh) * 2019-02-05 2021-09-14 杜肯Ias有限责任公司 用于使用具有多个反射表面的单个的固定光学反射器激光焊接管状元件的系统和方法
US11819940B2 (en) 2019-02-05 2023-11-21 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding a workpiece with a laser beam that reaches inaccessible areas of the workpiece using multiple reflecting parts
US11931823B2 (en) 2019-02-05 2024-03-19 Dukane Ias, Llc Systems and methods for laser-welding a workpiece with a laser beam that reaches inaccessible areas of the workpiece using multiple reflecting parts
EP4046740A1 (de) * 2021-02-22 2022-08-24 Dukane IAS, LLC System und verfahren zum laserschweissen eines werkstücks mit einem laserstrahl, der unzugängliche bereiche des werkstücks unter verwendung mehrerer reflektierender teile erreicht
CN114951970A (zh) * 2021-02-22 2022-08-30 杜肯Ias有限责任公司 用使用多个反射部件到达工件的不可接近区域的激光束激光焊接工件的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012143181A3 (de) 2013-01-10
WO2012143181A2 (de) 2012-10-26
EP2699379A2 (de) 2014-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1525972B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erwärmen von Kunststoffen mittels Laserstrahlen
DE102011007792A1 (de) Laserstrahlschweißvorrichtung und Laserstrahlschweißverfahren
WO2015185415A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERSCHWEIßEN ZWEIER FÜGEPARTNER AUS THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFEN ENTLANG EINER SCHWEIßNAHT MITTELS LASER
EP3157706B1 (de) Verfahren zum laserstrahlschweissen von mindestens zwei fügepartnern mittels optischer nahtführung und einer scannereinrichtung mit überlagerter schwingungsspiegeloszillation
DE102007035717A1 (de) Laserstrahlschweißvorrichtung sowie Laserstrahlschweißverfahren
DE102016014564A1 (de) Messvorrichtung zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses unter Verwendung von an unterschiedlichen Messpositionen erfassten Messinformationen
DE102014203025A1 (de) Verfahren zum Laserstrahlschweißen und Schweißkopf
DE102013107228B3 (de) Verfahren zum stirnseitigen Laserstrahlschweißen von Bördelflanschen
DE102017010055A1 (de) Laserstrahlschweißen von geometrischen Figuren mit OCT-Nahtführung
DE10027148A1 (de) Vorrichtung zur Bearbeitung eines Werkstückes mittels eines fokussierbaren Lasers
DE10261422B4 (de) Laserschweiß- und lötverfahren sowie Vorrichtung dazu
WO2006072550A1 (de) Vorrichtung zum laserstrahlschweissen an mantelflächen von rotationssymmetrischen bauteilen mit einer einrichtung zur bewegung des laserstrahles entlang des werkstückes
DE102010025375B4 (de) Laser-Bearbeitungsvorrichtung und Verfahren zum Laser-Bearbeiten zumindest eines Bauteils
DE102012012780A1 (de) Parellelkinematisches Spiegel-Ablenksystem mit doppelkardanischer Aufhängung
DE202017101590U1 (de) Vorrichtung zur Führung eines Laserstrahls auf einn Werkstück
DE19961918C2 (de) Variables Doppelfokusformungsmodul und Verfahren zu seiner Anwendung
DE102012021755A1 (de) Laserstrahl-Schweißverfahren
DE102004041847A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Laserbearbeitung zylindrischer Innenflächen
DE102016116124A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von Fügepartnern
EP3603871A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum bearbeiten eines werkstückes mittels laserstrahlung
DE102015200795B3 (de) Anordnung zur Bestrahlung einer Objektfläche mit mehreren Teilstrahlen ultrakurz gepulster Laserstrahlung
DE102016008184A1 (de) Messvorrichtung und Verfahren zum Überwachen eines Bearbeitungsprozesses zur Materialbearbeitung unter synchroner Ansteuerung eines Bearbeitungsscanners und eines Referenzarmscanners
DE102015006421A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von Bauteilen
DE102004050819B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Laserstrahlbearbeiten
DE10246198A1 (de) Anordnung zum Schweißen mittels Laserstrahlung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final