DE102018001460A1 - Method and device for integrally joining metallic materials by means of at least one laser beam source - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden, insbesondere Laserstrahl- Hartlöten oder Laserstrahlschweißen, metallischer Werkstoffe, insbesondere von oberflächenbeschichteten Werkstoffen, wie metall-oder metalloxidbeschichteten Werkstoffen mittels zumindest einer Laserstrahlquelle, wobei eine stromauf und/oder stromab einer Laserstrahlaufschmelzung eines Zusatzmateriales und/oder benachbarter Nahtflankenbereiche eines Grundmateriales erfolgende Vor - und/oder Nacherwärmung mittels kurzwelliger und/oder langwelliger elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Hierzu ist zumindest eine Temperier-Strahlenquelle für kurzwellige und/oder langwellige elektromagnetische Strahlung stromauf und/oder stromab der Laserstrahlquelle angeordnet. The invention relates to a method and apparatus for cohesive bonding, in particular laser beam brazing or laser beam welding, metallic materials, in particular of surface-coated materials, such as metal or metalloxidbeschichteten materials by means of at least one laser beam source, wherein an upstream and / or downstream of a laser beam melting of a filler material and / or adjacent seam flank areas of a base material preforming and / or reheating by means of shortwave and / or longwave electromagnetic radiation is provided. For this purpose, at least one tempering radiation source for short-wave and / or long-wave electromagnetic radiation is arranged upstream and / or downstream of the laser beam source.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden, insbesondere Laserstrahl-Hartlöten oder Laserstrahlschweißen, metallischer Werkstoffe, insbesondere von oberflächenbeschichteten metallischen Werkstoffen, wie metall-oder metalloxidbeschichteten Werkstoffen, mittels zumindest einer Laserstrahlquelle.The invention relates to a method and a device for bonded connection, in particular laser beam brazing or laser beam welding, metallic materials, in particular of surface-coated metallic materials, such as metal or metal oxide coated materials, by means of at least one laser beam source.
Das Laserstrahl-Hartlöten ist ein wichtiges Verfahren zum Verbinden metallischer Werkstoffe mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzwerkstoffes (Lotes), gegebenenfalls unter Anwendung von Flussmitteln. Die Schmelztemperatur des Lotes liegt unterhalb derjenigen der zu verbindenden Grundwerkstoffe, ohne daß diese geschmolzen werden. Oberflächenüberzüge bzw. Beschichtungen mit Metallen oder Metalloxiden, Hydroxiden beeinflussen das Fließverhalten des Lotes, ferner die Adhäsion und Diffusion des Lotwerkstoffes am bzw. in das Grundmaterial sowie die Homogenität der ausgebildeten Lötnaht.Laser beam brazing is an important process for joining metallic materials using a molten filler material, possibly with the use of flux. The melting temperature of the solder is below that of the base materials to be joined without being melted. Surface coatings or coatings with metals or metal oxides, hydroxides influence the flow behavior of the solder, furthermore the adhesion and diffusion of the solder material on or into the base material as well as the homogeneity of the formed solder seam.
Vielfach kommt das Hartlöten im Karosserie - und Fahrzeugbau zum Einsatz, zum Beispiel zum Ausbilden von Bördelnähten, wobei in der Regel zinkbeschichtete Stahlbleche verarbeitet werden, die langlebig, dicht und mit hoher Oberflächengüte über die Lötnaht zuverlässig verbunden werden müssen. Hierbei treten allerdings aufgrund der hohen Standards im Automobilbau vielfach Qualitätsprobleme auf, die umfangreiche und kostenaufwendige Nacharbeiten erfordern. So treten bei Werkstoffen mit metallischen Oberflächenüberzügen, insbesondere bei Korrosionsschutzbeschichtungen mit Zink und dessen Legierungen Riß-und Porenbildungen in der erstarrten Lötnaht auf. So kann es Zinkablagerungen an den Korngrenzen und damit unter Einfluß von Eigenspannungen zu lötbruchartigen Rissen in der Lötnaht kommen. Porenbildungen haben ihre Ursache in der Verdampfung des Beschichtungsmaterials während des Lötvorganges und dessen Einschluss im Lötmaterial, wie zum Beispiel eingeschlossene Zinkdämpfe. Diese wiederum gehen ursächlich auf unterschiedliche und instationäre, gestörte, zeitabhängige Wärmeleitprozesse während der Erwärmung und dem Abkühlen von Bauteil (Grundmaterial) und Lot zurück. Aus technologischen und wirtschaftlichen Gründen sind diese Phasen beim Laser-Hartlöten in der Fertigung extrem minimiert. Hinzu kommt eine negative Enthalpie aufgrund der Verdampfungskälte beim Verdampfen der metallischen Oberflächenüberzüge mit niedrigem Siedepunkt, wie dies für Zink gilt.In many cases, brazing is used in body and vehicle construction, for example for the production of flanged seams, as a rule zinc-coated steel sheets are processed which have to be reliably and long-lasting, tight and with high surface quality via the soldered seam. However, due to the high standards in automotive engineering, quality problems often arise that require extensive and costly reworking. Thus, in the case of materials with metallic surface coatings, in particular with anticorrosion coatings with zinc and its alloys, cracking and pore formation occur in the solidified solder seam. Thus, zinc deposits at the grain boundaries and thus under the influence of residual stresses can lead to solder breakage-like cracks in the solder seam. Pore formations are due to the evaporation of the coating material during the soldering process and its inclusion in the solder material, such as trapped zinc vapors. These in turn are based on different and unsteady, disturbed, time-dependent heat conduction processes during heating and cooling of the component (base material) and solder. For technological and economic reasons, these phases are extremely minimized in laser brazing in manufacturing. In addition, there is a negative enthalpy due to evaporative coldness when vaporizing low surface area metallic surface coatings, as is true for zinc.
Entsprechendes gilt auch für Laserstrahl-Schweißprozesse, insbesondere bei dickwandigeren Bauteilen, bei denen z.T. nur eine ungenügende Durchwärmung der Nahtflanken der Grundwerkstoffe stattfindet.The same applies to laser beam welding processes, especially in thicker-walled components, in which z.T. only an insufficient heating of the seam flanks of the base materials takes place.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die es gestatten, das stoffschlüssige Verbinden, insbesondere Laserstrahl- Hartlöten oder Laserstrahlschweißen, metallischer Werkstoffe, insbesondere von Werkstoffen, die metallische oder metalloxidische Beschichtungen aufweisen, zu verbessern. Ferner soll es möglich sein, die Verbindungsfestigkeit, Qualität und fehlerfreie Ausbildung von Verbindungsnähten wesentlich zu verbessern. Zugleich soll es vorrichtungsseitig möglich sein, bestehende Ausrüstungen zum stoffschlüssigen Verbinden, insbesondere zum Laserstrahl-Hartlöten oder Laserstrahlschweißen in einfacher Weise und kostengünstig zu ergänzen und zu vervollkommnen.The invention is therefore based on the object of specifying a method and a device of the type mentioned, which allow the cohesive bonding, in particular laser beam brazing or laser beam welding, metallic materials, in particular of materials having metallic or metal oxide coatings to improve , Furthermore, it should be possible to significantly improve the connection strength, quality and error-free formation of seams. At the same time it should be possible on the device side, existing equipment for material bonding, especially for laser beam brazing or laser beam welding in a simple manner and cost to complement and perfect.
Die vorgenannte Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.The above object is achieved in terms of the method according to the invention by the features of claim 1. Advantageous developments of the method according to the invention are the subject of the associated subclaims.
Erfindungsgemäß wird also das Fließverhalten eines Zusatzwerkstoffes, wie eines Lotwerkstoffes und eine harmonisierte Wärmeenthalpie, d.h. ein gleichmäßiger Wärmeinhalt der Bauteiloberflächen der zu verbindenden Grundwerkstoffe, wie auch der bereits ausgebildeten Verbindungsnaht dadurch erreicht, daß vor und/oder nach einer Laserstrahlaufschmelzung eines Zusatzmateriales, wie eines Lotmateriales , (d.h. stromauf und/oder stromab derselben) und/oder benachbarter Nahtflankenbereiche eines Grundmateriales eine Vor-und/oder Nacherwärmung des des Grundmateriales und/oder der Verbindungsnaht vorgenommen , und zwar mittels kurzwelliger und/oder langwelliger elektromagnetischer Strahlung, höchst vorzugsweise mit einem Gemisch aus ultravioletter(UV) und infraroter(IR) Strahlung, da die Vor- und/oder Nacherwärmung mittels UV-Strahlung eine Eindringtiefe der Erwärmung bis in die Wurzel der Verbindungsnaht, wie einer Lötnaht, gestattet, während die IR -Strahlung ein hohes Maß von Oberflächenerwärmung sowohl der bereits gefertigten Verbindungsnaht als auch der Oberflächen des Grundwerkstoffes in der Umgebung des Flankenbereiches der Verbindungsnaht ermöglicht.According to the invention, therefore, the flow behavior of a filler material, such as a solder material and a harmonized heat of enthalpy, i. a uniform heat content of the component surfaces of the base materials to be joined, as well as the already formed seam achieved in that before and / or after Laserstrahlaufschmelzung a filler material, such as a solder material (ie upstream and / or downstream thereof) and / or adjacent seam flank regions of a base material a pre-heating and / or reheating of the base material and / or the seam, by means of short-wave and / or long-wave electromagnetic radiation, most preferably with a mixture of ultraviolet (UV) and infrared (IR) radiation, since the pros and / or reheating by UV radiation a penetration depth of the heating up to the root of the seam, such as a soldered seam allows, while the IR radiation a high degree of surface heating of both the already prepared seam and the surfaces of the base material in the vicinity of the flanks Area of the connection seam allows.
Unterstützend für den Laserstrahl-Schmelzprozeß ist daher ein zusätzliches Temperatur-Regime geschaffen, welches den Verbindungsnahtbereich, insbesondere Lötnahtbereich (und dessen unmittelbare Umgebung) vor-und/oder nachwärmt. Vom Fließverhalten des Zusatzmateriales (z.B. Lotmateriale) und der Gesamtenthalpie, dem Wärmeinhalt des Grundwerkstoffes und des Verbindungsbereiches werden Breite und Tiefe der Verbindungsnaht, insbesondere Lötnaht; Benetzungsgrad, Feinkornbildung des erstarrten Zusatzmateriales (z.B. Lotes), Adhäsionsgüte zum Grundmaterial und die Ausbildung von Diffusionsverhältnissen im Oberflächenbereich der Verbindungsnaht (insbes. Lötnaht) bestimmt. Die Güte der stoffschlüssigen Verbindung, insbes. Hartlötverbindung ist in hohem Maße eine Funktion der Abkühlzeit.To support the laser beam melting process, therefore, an additional temperature regime is created which preheats and / or reheats the joint seam area, in particular the solder seam area (and its immediate surroundings). From the flow behavior of the additional material (eg solder material) and the total enthalpy, the heat content of the base material and the connection area width and depth of the Connecting seam, in particular soldering seam; Wetting degree, fine grain formation of the solidified additional material (eg Lotes), adhesion quality to the base material and the formation of diffusion ratios in the surface region of the connecting seam (especially solder seam) determined. The quality of the cohesive connection, in particular braze joint is largely a function of the cooling time.
Durch die Vor-und/oder Nacherwärmung werden Wärmespannungen zur Umgebung aufgrund der punktförmigen Laserstrahleinwirkung und damit Verbindungsnahtfehler, insbesonder Lötnahtfehler vermieden oder minimiert und die negativen Auswirkungen der Verdampfung des Beschichtungswerkstoffes vermieden, die aufgrund der auftretenden Verdampfungskälte auf die Umgebung der Verbindungsnaht, insbesondere Lötnaht im Bereich der zu verbindenden Grundwerkstoffe wie auch auf die Ausbildung der Verbindungsnaht selbst entstehen.By pre- and / or reheating thermal stresses to the environment due to the punctiform Laserstrahleinwirkung and thus seam defects are avoided or minimized Lötnahtfehler and avoided the negative effects of evaporation of the coating material, due to the occurring evaporation of cold on the environment of the seam, especially solder seam in the area the base materials to be joined as well as the formation of the joint itself.
In Abhängigkeit von der zu lösenden Fertigungsaufgabe ist das Wellenspektrum zwischen kurzwelliger und lagwelliger elektromagnetischer Strahlung in weitem Rahmen frei einstellbar und mischbar.Depending on the manufacturing task to be solved, the wave spectrum between short-wave and lag wave electromagnetic radiation is freely adjustable and miscible within a wide range.
Vorzugsweise erfolgt das stoffschlüssige Verbinden, insbesonder Hartlöten dabei in Schutzgasatmosphäre und es erfolgt sowohl eine Vor - als auch eine Nachwärmung von Verbindungsnaht und Nahtumgebung durch der Laserstrahlquelle stromauf und/oder stromab derselben zugeordnete Temperier-Strahlenquellen, die vorzugsweise ein Gemisch aus kurz - und langwelliger elektromagnetischer Strahlung bereitstellen.Preferably, the cohesive bonding, in particular brazing in inert gas atmosphere and there is both a pre- and a reheating of seam and seam environment by the laser beam source upstream and / or downstream thereof associated tempering radiation sources, preferably a mixture of short and long-wave electromagnetic Provide radiation.
Die vorgenannte Aufgabe wird hinsichtlich derer Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst.The above object is achieved according to the device according to the invention by the features of claim 8.
Erfindungsgemäß ist also der Laserstrahlquelle zumindest eine Temperier-Strahlenquelle für kurzwellige und/oder langwellige elektromagnetische Strahlung, angeordnet stromauf und/oder stromab der Laserstrahlquelle zugeordnet, die die Homogenisierung der Wärmeentropie innerhalb der Verbindungsnaht, insbesonder Lötnaht, ebenso wie im Flankenbereich derselben und in der Umgebung der Naht im Grundmaterial bewirkt.According to the invention, therefore, the laser beam source is assigned at least one tempering radiation source for short-wave and / or long-wave electromagnetic radiation, arranged upstream and / or downstream of the laser beam source, which homogenizes the heat entropy within the connecting seam, in particular solder seam, as well as in the flank region thereof and in the environment causes the seam in the base material.
Vorzugsweise ist eine Temperier-Strahlenquelle stromauf der Laserstrahlquelle und eine weitere Temperier-Strahlenquelle stromab der Laserstrahlquelle angeordnet und sind diese synchron mit der Laserstrahlquelle in Arbeitsrichtung bewegbar.Preferably, a tempering radiation source is arranged upstream of the laser beam source and a further tempering radiation source downstream of the laser beam source and these are movable in synchronism with the laser beam source in the working direction.
Jede Temperier-Strahlenquelle weist vorzugsweise zwei Strahlenquellen für inkohärente elektromagnetische Strahlung, insbesondere eine für kurzwellige, vorzugsweise Ultraviolettstrahlung und insbesondere eine für langwellige, vorzugsweise Infrarotstrahlung auf.Each tempering radiation source preferably has two radiation sources for incoherent electromagnetic radiation, in particular one for short-wave, preferably ultraviolet radiation and in particular one for long-wave, preferably infrared radiation.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Fertigungsaufgabe und insbesondere der Fertigungsgeschwindigkeit kann jedoch auch nur eine deren beiden Strahlenquellen für elektromagnetische Strahlung in der Temperier-Strahlenquelle vorgesehen sein, und zwar vorzugsweise alternierend hinsichtlich UV- und IR-Strahlung in der zum Arbeitslaserstrahl vorauslaufenden und nachlaufenden Temperier-Strahlenquelle.Depending on the particular manufacturing task and in particular the production speed, however, only one of the two radiation sources for electromagnetic radiation in the tempering radiation source may be provided, preferably alternately with respect to UV and IR radiation in the tempering radiation source leading and trailing to the working laser beam ,
Auch ist es denkbar, die beiden Strahlenquellen unterhalb der Bauteile anzuordnen.It is also conceivable to arrange the two radiation sources below the components.
Vorzugsweise weist die Temperier-Strahlenquelle zumindest eine Strahlenquelle für Ultraviolettstrahlung und eine Strahlenquelle für Infrarotstrahlung auf, vorzugsweise auch eine Strahlenquelle für sichtbares Licht.Preferably, the tempering radiation source comprises at least one radiation source for ultraviolet radiation and a radiation source for infrared radiation, preferably also a radiation source for visible light.
Die Temperier-Strahlenquelle ist vorzugsweise in einer gekühlten Reflektorkammer angeordnet, der eine Linsenoptik vorgelagert sein kann, zur Kollimation oder Bündelung der von der temperierenden Strahlungsquelle emittierten elektromagnetischen Strahlung.The tempering radiation source is preferably arranged in a cooled reflector chamber, which may be preceded by lens optics, for collimation or bundling of the electromagnetic radiation emitted by the temperature-controlling radiation source.
In einer vorteilhaften Ausführung ist die Reflektorkammer mit einer Schutzgasquelle zur Zuführung eines Schutzgases zu dieser und der aus der Reflektorkammer emittierten elektromagnetischen Strahlung verbunden und/oder die Reflektorkammer und/oder ein aus dieser austretender Schutzgasstrom und/oder die emittierte elektromagnetische Strahlung der Temperier-Strahlungsquelle unter einem resultierenden Winkel im Bereich von ca. 30° bis 45° zu einem, eine Verbindungsnaht, insbesondere Lötnaht ausbildenden Laserstrahl (Arbeitslaserstrahl) der Laserstrahlquelle angeordnet ist.In an advantageous embodiment, the reflector chamber is connected to a protective gas source for supplying a protective gas to this and the electromagnetic radiation emitted from the reflector chamber and / or the reflector chamber and / or a protective gas flow exiting therefrom and / or the emitted electromagnetic radiation of the temperature control radiation source a resulting angle in the range of about 30 ° to 45 ° to a, a connecting seam, in particular solder seam forming laser beam (working laser beam) of the laser beam source is arranged.
Eine oder mehrere Temperier-Strahlenquellen können auf einer gleichen Arbeitsseite wie die Laserstrahlquelle (Oberseite) oder auch auf der in Bezug auf das Grundmaterial dem Laserstrahlkopf gegenüberliegenden Seite (Unterseite) angeordnet sein.One or more tempering radiation sources can be arranged on the same working side as the laser beam source (upper side) or also on the side opposite the laser beam head with regard to the base material (lower side).
Vorzugsweise wird die Reflektorkammer durch ein mit dieser direkt verbundenes Wärmerohr (Heatpipe), bei der man sich die Energiebilanz von Stoffumwandlungsprozessen (Verdampfung/Kondensation) zu Nutze macht, gekühlt.Preferably, the reflector chamber is cooled by a directly connected to this heat pipe (heat pipe), in which one makes use of the energy balance of material conversion processes (evaporation / condensation), to advantage.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Laserstrahlquelle ein Laserkopf mit einer Mehrzahl von monochromatischen mono-oder multifokalen Laserstrahlen, insbesondere ein Multifokal-Laserkopf der vorzugsweise einen monochromatischen, kohärenten Haupt-Laserstrahl (Arbeitslaserstrahl) und zumindest einen, vorzugsweise zwei monochromatische, kohärente Sekundär-Laserstrahlen emittiert.In a preferred embodiment of the invention, the laser beam source is a laser head with a plurality of monochromatic mono- or multifocal laser beams, in particular a Multifocal laser head which preferably emits a monochromatic, coherent main laser beam (working laser beam) and at least one, preferably two monochromatic, coherent secondary laser beams.
Durch die erfindungsgemäße Lösung erfolgt eine Einstellung notwendiger Vor-und Nachwärmzeiten über die Strahlungsenergie emittierter elektromagnetischer Wellen, vorzugsweise erzeugt von einem Hochleistungs-Mischstrahler in den Wellenlängenbereichen elektromagnetischer Strahlung von Ultraviolett und Infrarot. Kurzwellige, insbesondere ultraviolette Strahlung wird in den Zink-Überzügen von eisenbasierten, metallischen Bauteilen (Grundwerkstoffe), wie man sie im Karosseriebereich von Fahrzeugen findet, absorbiert. Das führt zu einem Energie-Umwandlungsprozess innerhalb der metallischen Schutzschichten, wie einer Zink-Schicht, bewirkt partielle Erwärmung und befördert den Energieübergang auftreffender Infrarot-Strahlungsanteile auf diese ZinkOberflächen mit Weiterleitung auf die darunter befindlichen Grundwerkstoffe. Gitterschwingungen erzeugen Bauteilerwärmungen, Elektronen werden in höhere Energieniveaus befördert, begünstigt wird das Einkoppeln der Laser-Strahlung in die Verbindungprozeßphase (, insbes. Lötprozeßphase „Aufschmelzen des Lotes“), und die Ausbildung von adhäsiven Bindungskräften und Diffusionsvorgängen zwischen Zusatzwerkstoff, insbes. Lot und Grundwerkstoff.By means of the solution according to the invention, adjustment of necessary prewarming and reheating times takes place via the electromagnetic energy emitted by the radiation energy, preferably generated by a high-power mixed emitter in the wavelength ranges of electromagnetic radiation of ultraviolet and infrared. Shortwave, especially ultraviolet, radiation is absorbed in the zinc coatings of iron-based metallic components (base materials) found in vehicle bodywork. This leads to an energy conversion process within the metallic protective layers, such as a zinc layer, causing partial heating and promoting the energy transfer of incident infrared radiation components to these zinc surfaces, with propagation to the underlying base materials. Lattice vibrations generate component heating, electrons are transported to higher energy levels, the coupling of the laser radiation into the connection process phase is favored (in particular the soldering process phase "melting of the solder"), and the formation of adhesive bonding forces and diffusion processes between filler material, in particular solder and base material ,
Infrarot-Strahlung bewirkt eine klassische Oberflächenerwärmung, welche der Wärmeabstrahlung des Metalldampfes von Zusatzwerkstoff, insbes. Lot und Zink sowie der Wärmeabstrahlung vom Schmelzbad erstarrter Zusatzwerkstoffschmelze, insbes. Lotschmelze, und der Wärmeabstrahlung von der Bauteiloberfläche entgegentritt.Infrared radiation causes a classical surface heating, which counteracts the heat radiation of the metal vapor from additional material, in particular solder and zinc and the heat radiation from the molten bath of solidified filler melt, in particular solder melt, and the heat radiation from the component surface.
Die Kombination von Ultraviolettstrahlung und Infrarotstrahlung in einer Temperier-Strahlenquelle vor - und nach dem Laserstrahlkopf ist daher besonders vorteilhaft.The combination of ultraviolet radiation and infrared radiation in a tempering radiation source before and after the laser beam head is therefore particularly advantageous.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. In dieser ist in schematischer Darstellung eine Laserstrahl - Lötvorrichtung
In der schematischen Abbildung und einzigen Figur ist mit 1 die Laserstrahlquelle, nachfolgend als Laserkopf
Ein separat als Zusatzwerkstoff zugeführtes Lötmaterial ist hier als Stab
Zur Einführung eines kontrollierten Temperaturregimes und dem Einrichten einer gesteuerten Erwärmung und Abkühlung des Lotmaterial-Grundmaterial (Stahlblech
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden die Begriffe „elektromagnetische Wellen“ und „elektromagnetische Strahlung“ synonym verwendet.In the context of the present application, the terms "electromagnetic waves" and "electromagnetic radiation" are used synonymously.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zur Vorwärmung (Flankenerwärmung) der lötnahtnahen Randbereiche
Nachdem die Güte der Lötverbindung auch eine Funktion der Abkühlzeit ist, ist es gegebenenfalls auch möglich, nur den in Bezug auf den Laserkopf
Allerdings ist auch die Anwendung des stromaufseitigen Lichtquellenkopfes
Vorzugsweise weist also jeder Lichtquellenkopf
Der besondere Vorteil der gleichzeitigen Anwendung von kurz-und langwelliger elektromagnetischer Strahlung im Lötbereich
Die zusätzliche Anordnung der Temperier-Strahlenquellen
Die vorzugsweise zuerst zur Einwirkung kommende UV-Strahlung wird in den Zink-Überzügen der Stahlbleche
Die Lichtquellenköpfe
Es sei hier nur ergänzend auch noch darauf hingewiesen, dass in diesem Ausführungsbeispiel auch der Prozess-Laserstrahl
In vorliegendem Ausführungsbeispiel sind die Reflektorkammern unter einem Winkel von ca. 30° bis 45° zum Prozess-Laserstrahl
Eine vorteilhafte direkte Kühlung der Reflektorkammern kann zur Minimierung der Baugröße derselben vorzugsweise durch ein Wärmerohr (Heatpipe) erfolgen. Insgesamt ist die konstruktive Ausführung, z.B. durch Anordnung der Lichtquellenköpfe
Die vorerläuterte Lösung kann auch für Laser- Schweißprozesse verwendet werden, um bei dickwandigen Bauteilen eine zusätzliche Erwärmung der Nahtflanken der Grundwerkstoffe zu erreichen oder im Dünnblechbereich < 1mm eine breitere Wärmeeintragzone auszubilden und auf diese Weise eine „sanftere“ Abkühlung der Schweißnahtbereiche zu erreichen, gleichzeitig Grobkornbildungen zu minimieren und eine Reduzierung der Laser-Leistung zu gestatten.The vorerläuterte solution can also be used for laser welding processes to achieve in thick-walled components, an additional heating of the seam flanks of the base materials or thin sheet metal <1mm form a wider heat input zone and in this way to achieve a "gentler" cooling of the weld seams, at the same coarse grain formations minimize and allow a reduction in laser power.
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Cited By (4)
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DE102019214891A1 (en) * | 2019-09-27 | 2021-04-01 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Process for laser soldering, in particular of steel body parts |
JPWO2020183878A1 (en) * | 2019-03-13 | 2021-11-04 | 本田技研工業株式会社 | Brazing method and brazing device |
JP7095828B1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-07-05 | Jfeスチール株式会社 | Laser brazing joining method |
WO2022185989A1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | Jfeスチール株式会社 | Laser brazing joining method |
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2018
- 2018-02-23 DE DE102018001460.7A patent/DE102018001460A1/en active Pending
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