DE102019220263A1 - Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist - Google Patents

Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist Download PDF

Info

Publication number
DE102019220263A1
DE102019220263A1 DE102019220263.2A DE102019220263A DE102019220263A1 DE 102019220263 A1 DE102019220263 A1 DE 102019220263A1 DE 102019220263 A DE102019220263 A DE 102019220263A DE 102019220263 A1 DE102019220263 A1 DE 102019220263A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
welding head
laser
laser welding
arrangement device
camera
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.)
Pending
Application number
DE102019220263.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Schmidbauer
Christian Wellhöfer
Wolfgang Hilbig
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.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
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 MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Priority to DE102019220263.2A priority Critical patent/DE102019220263A1/de
Publication of DE102019220263A1 publication Critical patent/DE102019220263A1/de
Pending 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
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1464Supply to, or discharge from, nozzles of media, e.g. gas, powder, wire
    • B23K26/147Features outside the nozzle for feeding the fluid stream towards 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
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • 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
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • B23K26/1482Detachable nozzles, e.g. exchangeable or provided with breakaway lines
    • 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
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • 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
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • 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
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • B23K26/705Beam measuring device
    • 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
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • B23K26/707Auxiliary equipment for monitoring laser beam transmission optics

Abstract

Es wird eine Anordnungsvorrichtung (10), die an einem Laserschweißkopf (95) zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist, aufgezeigt, wobei die Anordnungsvorrichtung (10) eine aktiv gekühlte Schweißkopfkühlvorrichtung zum Erzeugen einer Wärmesenke für den Laserschweißkopf (95), mindestens eine Leuchtmittelaufnahme (40) zum Aufnehmen eines Leuchtmittels zum Beleuchten des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs (95), und eine oder mehrere Kamerabefestigungsaufnahmen (50-59) zum Befestigen mindestens einer Kamera (70) zum Beobachten des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs (95) und/oder eine oder mehrere Messinstrumentbefestigungsaufnahmen zum Befestigen mindestens eines Messinstruments zum Messen einer physikalischen Größe des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs (95) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist.
  • Bei einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen wird ein Zusatzwerkstoff, beispielsweise zentral bzw. mittig, einem durch Laserstrahlen des Laserschweißkopfs erzeugten Schmelzbad eines Objekts zugeführt. Die Anzahl der Laserstrahlen kann beispielsweise drei betragen.
  • Das Laserauftragsschweißen wird teilweise über einen sehr langen Zeitraum, z.B. über 4 h, ausgeführt, wobei die Laserstrahlen eine hohe Laserleistung, z.B. mehr als 1000 W, aufweisen. Dies führt zu einer großen Erwärmung des Laserschweißkopfs. Bei bisher bekannten Laserschweißköpfen ist teilweise eine Kühlung direkt im Laserschweißkopf integriert. Nachteilig hieran ist, dass bei einem Fehler bzw. einem Nicht-Funktionieren der Kühlung der gesamte Laserschweißkopf ausgetauscht bzw. entnommen und repariert werden muss. Dies führt zu Verzögerungen bei dem Laserauftragsschweißen. Zudem muss man das Objekt während des Laserauftragsschweißens mit einer Kamera beobachtet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnungsvorrichtung zum Kühlen eines Laserschweißkopfs zum Laserauftragsschweißen aufzuzeigen, wobei die Anordnungsvorrichtung an dem Laserschweißkopf entfernbar anordenbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und durch den Gegenstand des Anspruchs 10 gelöst.
  • Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist, gelöst, wobei die Anordnungsvorrichtung eine aktiv gekühlte Schweißkopfkühlvorrichtung zum Erzeugen einer Wärmesenke für den Laserschweißkopf, mindestens eine Leuchtmittelaufnahme zum Aufnehmen eines Leuchtmittels zum Beleuchten des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs, und eine oder mehrere Kamerabefestigungsaufnahmen zum Befestigen mindestens einer Kamera zum Beobachten des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs und/oder eine oder mehrere Messinstrumentbefestigungsaufnahmen zum Befestigen mindestens eines Messinstruments zum Messen einer physikalischen Größe des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs umfasst.
  • Vorteilhaft hieran ist, dass die Anordnungsvorrichtung an dem Laserschweißkopf angeordnet werden kann und von dem Laserschweißkopf wieder entfernt werden kann. Somit kann die Anordnungsvorrichtung schnell ausgetauscht bzw. gewechselt werden, ohne den Laserschweißkopf auszutauschen. Dies verkürzt Unterbrechungen des Laserauftragsschweißens aufgrund von Fehlern bzw. Fehlfunktionen der Anordnungsvorrichtung. Die Anordnungsvorrichtung kann den Laserschweißkopf, insbesondere Linsen des Laserschweißkopfs, technisch einfach kühlen. Zudem kann die Anordnungsvorrichtung Kamerabefestigungsaufnahmen umfassen, in denen eine oder mehrere Kameras technisch einfach befestigt werden können. Somit können die Kameras vor dem Anordnen der Anordnungsvorrichtung an dem Laserschweißkopf bereits an der Anordnungsvorrichtung angeordnet bzw. befestigt werden. Hierdurch kann beispielsweise eine erste Kamera, die während des Laserauftragsschweißens zum Beobachten des Objekts verwendet wird, schnell gegen eine andere zweite Kamera ausgetauscht werden, indem eine Anordnungsvorrichtung, die an dem Laserschweißkopf angeordnet oder befestigt ist, mit der ersten Kamera schnell gegen eine Anordnungsvorrichtung mit der zweiten Kamera getauscht wird. Alternativ oder zusätzlich weist die Anordnungsvorrichtung Messinstrumentbefestigungsaufnahmen auf, in bzw. mittels denen Messinstrumente, z.B. Temperatursensoren, technisch einfach und schnell installiert bzw. befestigt und wieder entfernt werden können. Das Messinstrument kann eine oder mehrere physikalische Größen (z.B. Temperatur) des Objekts und/oder des Laserschweißkopfes erfassen. Das jeweilige Messinstrument kann eine Schnittstelle zum Übertragen der Messdaten aufweisen. Darüber hinaus ermöglicht die Anordnungsvorrichtung eine blendfreie Beleuchtung des Objekts bzw. des Schmelzbads, wenn ein Leuchtmittel in der Leuchtmittelaufnahme aufgenommen ist.
  • Insbesondere wird die Aufgabe auch durch eine Laserauftragsschweißanordnung gelöst, wobei die Laserauftragsschweißanordnung einen Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts und eine Anordnungsvorrichtung wie oben beschrieben umfasst, wobei die Anordnungsvorrichtung entfernbar an dem Laserschweißkopf angeordnet ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anordnungsvorrichtung ferner eine Schutzgasschnittstelle zur gasdichten Anbindung der Anordnungsvorrichtung an eine Schutzgasabdeckung zur Herstellung einer Schutzgasatmosphäre für ein Schmelzbad des Objekts. Hierdurch kann die Anordnungsvorrichtung Teil einer Begrenzung eines Hohlraums sein, in dem das Laserauftragsschweißen durchgeführt wird, wobei in den Hohlraum eine Schutzgasatmosphäre vorhanden ist. Somit kann der Übergang zwischen der Anordnungsvorrichtung und den Wänden des Hohlraums gasdicht ausgebildet werden. Folglich kann das Laserauftragsschweißen besonders effektiv durchgeführt werden. Vorteilhaft ist auch, dass eine Schutzgasatmosphäre bzw. ein Schutzgaszelt mittels der Anordnungsvorrichtung abzudichten bzw. abzuschließen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Anordnungsvorrichtung derart ausgebildet, dass die Schutzgasschnittstelle drehbar an dem Laserschweißkopf anordenbar ist. Vorteilhaft hieran ist, dass die Schutzgasschnittstelle sich zusammen mit dem Laserschweißkopf gegenüber weiteren Komponenten, wie z.B. relativ zu einer Begrenzung eines Hohlraums für eine Schutzgasatmosphäre, oder gegenüber dem Laserschweißkopf drehen kann. Somit wird die Funktionalität bzw. die Bewegungsfreiheit des Laserschweißkopfs nach dem Anordnen der Schutzgasschnittstelle an dem Laserschweißkopf im Wesentlichen nicht oder in keiner Weise eingeschränkt.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anordnungsvorrichtung ferner eine in der Leuchtmittelaufnahme angeordnete Ringleuchte. Ein Vorteil hiervon ist, dass das Objekt bzw. das Schmelzbad des Objekts und/oder der Laserschweißkopf technisch einfach schattenfrei beleuchtbar/ausleuchtbar ist bzw., wenn die Anordnungsvorrichtung an dem Laserschweißkopf befestigt ist, beleuchtet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Ringleuchte dimmbar ausgebildet. Vorteilhaft hieran ist, dass die Intensität der Beleuchtung bzw. des Lichts an die Kamera und/oder an den aktuellen Zustand des Laserauftragsschweißens anpassbar ist. Somit kann während des Strahlens der Laserstrahlen auf das Objekt bzw. Schmelzbad als auch bei abgeschalteten Laserstrahlen das Objekt bzw. das Schmelzbad mit einer Kamera beobachtet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anordnungsvorrichtung ferner eine Kamerakühlungsvorrichtung zum aktiven Kühlen einer in der Kamerabefestigungsaufnahme befestigten Kamera. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Kamera technisch einfach gekühlt werden kann. Somit kann die an der Anordnungsvorrichtung befestigte Kamera auch bei intensiven bzw. leistungsstarken Laserstrahlen des Laserschweißkopfs betrieben werden, ohne dass eine Beschädigung der Kamera droht.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die Schweißkopfkühlvorrichtung und die Kamerakühlungsvorrichtung einen gemeinsamen Kühlkreislauf auf. Vorteilhaft hieran ist, dass die Anordnungsvorrichtung technisch besonders einfach aufgebaut sein kann und ein geringes Gewicht aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Anordnungsvorrichtung ferner eine Abdeckvorrichtung zum Verhindern von direkter Laserreflektion des Laserauftragsschweißens auf ein in der Leuchtmittelaufnahme angeordnetes Leuchtmittel. Vorteilhaft hieran ist, dass das Leuchtmittel technisch einfach vor zu starker Erwärmung durch die Reflektion der Laserstrahlen geschützt wird. Hierdurch wird keine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Leuchtmittels benötigt. Somit kann die Anordnungsvorrichtung technisch besonders einfach aufgebaut sein und ein geringes Gewicht aufweisen. Die Abdeckvorrichtung kann zum Verhindern von direkter Laserreflektion des Laserauftragsschweißens auf eine Optik des Laserschweißkopfs und/oder Peripherie bzw. Anschlüsse des Laserschweißkopfs, wie z.B. Leitungen oder ähnliches, ausgebildet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Anordnungsvorrichtung ringförmig mit einer Aussparung in der Mitte ausgebildet, wobei die Aussparung zum Aufnehmen des Laserschweißkopfs ausgebildet ist. Vorteilhaft hieran ist, dass der Laserschweißkopf gleichmäßig durch die Anordnungsvorrichtung gekühlt werden kann. Zudem ist eine Rotationssymmetrie vorhanden sein, so dass eine Drehung des Laserschweißkopfs durch die Anordnungsvorrichtung nicht negativ beeinträchtigt wird.
  • Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
    • 1 eine Unteransicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnungsvorrichtung;
    • 2 eine erste Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnungsvorrichtung ohne Laserschweißkopf;
    • 3 eine Vorderansicht der Anordnungsvorrichtung aus 2;
    • 4 eine zweite Seitenansicht der Anordnungsvorrichtung aus 2 bzw. 3;
    • 5 eine perspektivische Ansicht der Anordnungsvorrichtung aus 2-4 mit Laserschweißkopf;
    • 6 eine perspektivische Ansicht der Anordnungsvorrichtung aus 2-5 mit Spannring; und
    • 7 eine perspektivische Ansicht der Anordnungsvorrichtung aus 6 ohne Spannring.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
  • 1 zeigt eine Unteransicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnungsvorrichtung 10. Die Anordnungsvorrichtung 10 ist zum Anordnen an einem Laserschweißkopf 95 ausgebildet, wobei der Laserschweißkopf 95 zum Laserauftragsschweißen ausgebildet ist. Der Laserschweißkopf 95 kann insbesondere ein Laserschweißkopf CoaxWire® des Fraunhofer-Instituts sein.
  • Bei dem Laserauftragsschweißen mittels des Laserschweißkopfs 95 wird ein Zusatzwerkstoff, der mit einem vorhandenen Objekt verbunden werden soll, zentral zugeführt. Drei Laserstrahlen erzeugen ein Schmelzbad, durch das das Objekt fest mit dem Zusatzwerkstoff, z.B. Draht, verbunden wird.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 kann an dem Laserschweißkopf 95 angeordnet oder befestigt werden. Die Anordnungsvorrichtung 10 kann von dem Laserschweißkopf 95 zerstörungsfrei wieder entfernt werden. Somit liegt ein modularer Aufbau vor. Möglich ist, dass die Anordnungsvorrichtung 10 direkt bzw. unmittelbar an dem Laserschweißkopf 95 entfernbar bzw. demontierbar befestigt ist. Denkbar ist auch, dass die Anordnungsvorrichtung 10 über eine Halterung 80 an einem Befestigungselement 90 befestigt ist bzw. wird, an dem der Laserschweißkopf 95 befestigt ist. Dies kann z.B. mittels Schrauben oder ähnliches durchgeführt werden.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 weist in der Unteransicht der 1 eine ringförmige Form mit einer mittig angeordneten Aussparung 12 auf. Durch die Aussparung 12 wird der Laserschweißkopf 95 geführt bzw. in der Aussparung 12 wird der Laserschweißkopf 95 angeordnet. Die Anordnungsvorrichtung 10 kann zum Mittelpunkt der Aussparung 12 rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 weist eine aktiv gekühlte Schweißkopfkühlvorrichtung auf. Die Schweißkopfkühlvorrichtung kann beispielsweise mittels eines Fluids, insbesondere Wasser, gekühlt werden. Beispielsweise kann die Schweißkopfkühlvorrichtung einen Hohlraum aufweisen, durch den das Fluid strömt.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 kann Streustrahlung des Laserschweißkopfs 95 absorbieren und schützt dadurch das Leuchtmittel bzw. die Optik bzw. Linsen des Laserschweißkopfs 95 sowie die dazugehörige Peripherie bzw. die dazugehörigen Leitungen.
  • Der Hohlraum, in dem das Fluid strömt bzw. strömen kann, kann ringförmig um die Aussparung 12 verlaufen. Insbesondere kann der Hohlraum nahe der Unterseite bzw. in direktem Kontakt mit der Unterseite der Anordnungsvorrichtung 10 sein, da unterhalb der Unterseite das Laserauftragsschweißen durchgeführt wird. Denkbar ist auch, dass der Hohlraum nahe der Aussparung 12 verläuft, um den Laserschweißkopf 95, der in der Aussparung 12 angeordnet ist, effektiv zu kühlen.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 kann einen Anschluss für Kühlwasservorlauf 91 und einen Anschluss für Kühlwasserrücklauf 92 aufweisen. Das gleiche Kühlmittel kann zum Kühlen der Linsen des Laserschweißkopfs 95 und zum Kühlen der Kamera 70 verwendet werden. Dies bedeutet, dass es möglich ist, dass die Anordnungsvorrichtung 10 nur einen einzigen Kühlkreislauf aufweist. Denkbar ist jedoch auch, dass zwei voneinander getrennte Kühlkreisläufe, einer für die Kühlung des Laserschweißkopfs 95 und einer für die Kühlung der Kamera 70, vorhanden sind.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 weist zudem eine Leuchtmittelaufnahme 40 oder mehrere Leuchtmittelaufnahmen auf. Die Leuchtmittelaufnahme 40 ist zum Aufnehmen eines oder mehrerer Leuchtmittel ausgebildet. Das Leuchtmittel kann z.B. eine Ringleuchte, d.h. ein Leuchtmittel in Ringform, insbesondere eine LED-Ringleuchte, umfassen oder sein. Die Ringleuchte beleuchtet das Objekt bzw. das Schmelzbad und/oder den Laserschweißkopf 95 gleichmäßig, so dass keine Schatten geworfen werden. Das Leuchtmittel kann dimmbar ausgebildet sein. Die Helligkeit kann stufenlos einstellbar sein. Das Leuchtmittel kann das Objekt bzw. das Schmelzbad blendfrei beleuchten bzw. ausleuchten.
  • Die Leuchtmittelaufnahme 40 ist durch eine Abdeckvorrichtung 42 teilweise oder vollständig von unten abgedeckt. Die Abdeckvorrichtung 42 umfasst einen vorstehenden kreisförmigen Vorsprung. Die Abdeckvorrichtung 42 verhindert, dass Reflektionen der Laserstrahlen, von dem Punkt, an dem die Laserstrahlen auf das Objekt bzw. das Schmelzbad treffen, direkt bzw. unmittelbar, d.h. ohne weitere Reflektion oder ähnliches, auf das Leuchtmittel bzw. die Leuchtmittelaufnahme 40 trifft. Hierdurch wird eine zu starke Erwärmung und Beschädigung des Leuchtmittels technisch einfach verhindert.
  • Das Licht des Leuchtmittels gelangt somit indirekt auf das Objekt bzw. das Schmelzbad. Dies bedeutet, dass man von unten bzw. dem Schmelzbad des Objekts nicht direkt bzw. unmittelbar zu dem in der Leuchtmittelaufnahme 40 angeordneten Leuchtmittel gelangt, sondern einen Umweg (nämlich in Richtung der mittigen Aussparung 12) zurücklegen muss. Der Vorsprung verläuft im Wesentlichen in der Bildebene der 1 und steht in Richtung der Aussparung 12 bzw. in Richtung der mittigen Symmetrieachse der Aussparung 12 vor.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 weist eine Kamerabefestigungsaufnahme 50-59 oder mehrere Kamerabefestigungsaufnahmen auf. In 1 beträgt die Zahl der Kamerabefestigungsaufnahmen 50-59 beispielhaft zehn. In der Kamerabefestigungsaufnahme 50-59 kann jeweils eine Kamera 70 oder mehrere Kameras, insbesondere Videokameras, befestigt werden. Die Kamerabefestigungsaufnahmen 50-59 können gleichmäßig über den Ring verteilt sein.
  • Die Kamera 70 kann beispielsweise über ein Rohrgestell in der Kamerabefestigungsaufnahme 50-59 befestigt werden. Das Rohrgestell bzw. das Hohlrohr 65 weist ein Gewinde auf. Die Kamerabefestigungsaufnahme 50-59 weist ebenfalls ein Gewinde, so dass das Rohrgestell bzw. das Hohlrohr 65 in dem Gewinde einschraubbar ist. Die Kamera 70 bzw. Kameras können auf das Objekt bzw. das Schmelzbad und/oder auf den Laserschweißkopf 95 ausgerichtet werden bzw. sein. Hierdurch kann das Laserauftragsschweißen über die Kamera 70 beobachtet werden. Die Position und/oder die Ausrichtung der Kamera 70 kann über das Rohrgestell verändert werden.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 weist eine Kamerakühlungsvorrichtung zum Kühlen der Kamera 70 auf. Die Kamerakühlungsvorrichtung kann beispielsweise ein Hohlrohr 65 oder mehrere Hohlrohre 65 und einen Behälter 67 mit einem Hohlraum aufweisen, durch den ein Kühlmittel, z.B. Wasser, strömt bzw. strömen kann. Der Behälter 67 kann die Kamera 70 teilweise oder im Wesentlichen vollständig umgeben. Hierdurch wird die Kamera 70 technisch einfach aktiv gekühlt. Somit wird eine thermische Beschädigung der Kamera 70 durch die von den Laserstrahlen erzeugte Wärme sicher verhindert.
  • Ferner kann die Anordnungsvorrichtung 10 eine Schutzgasschnittstelle 20 zum gasdichten Abdichten eines Hohlraums, der das Schmelzbad, das durch den Laser bzw. die Laser des Laserschweißkopfs 95 gebildet wird, teilweise oder vollständig umgibt, aufweisen. Dem Schmelzbad wird der Zusatzwerkstoff, der mit dem Objekt verbunden werden soll, zugeführt. Das Objekt bzw. Teile des Objekts bzw. das Schmelzbad können in einer Schutzgasatmosphäre bzw. einer Inertgasatmosphäre mittels der Laserstrahlen des Laserschweißkopfs 95 bearbeitet werden. Das Schutzgas bzw. Inertgas, z.B. Argon und/oder Stickstoff und/oder Helium, kann von dem Laserschweißkopf 95 in Richtung des Schmelzbads abgegeben werden.
  • Die Anordnungsvorrichtung 10 kann einen vorhanden Hohlraum, in dem das Objekt bzw. Teile des Objekts angeordnet sind, nach oben hin, d.h. in einer Richtung, die von dem Objekt zu dem Laserschweißkopf 95 verläuft, gasdicht abdichten. Hierzu kann die Anordnungsvorrichtung 10 als Schutzgasschnittstelle 20 einen umlaufenden Ring, z.B. Teflon umfassend oder aus Teflon bestehend, aufweisen. Dieser Ring dichtet den Übergang von der Anordnungsvorrichtung 10 zu der Wand des Hohlraums ab. Durch die Schutzgasschnittstelle 20 kann ein gasdichter Übergang zwischen der Anordnungsvorrichtung 10 und den Wänden, die das Schmelzbad umgeben, gebildet werden. Die Anordnungsvorrichtung 10 kann somit die Inertgasatmosphäre wie ein Deckel nach oben hin abdichten. Somit kann das Laserauftragsschweißen in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden. Das Schutzgas bzw. das Inertgas kann z.B. Stickstoff, Argon oder ähnliches umfassen oder sein.
  • Die Schutzgasschnittstelle 20 kann drehbar gelagert sein, so dass sich die Anordnungsvorrichtung 10 zusammen mit dem Laserschweißkopf 95 um eine Achse, die senkrecht zur Zeichenebene der 1 verläuft, drehen kann, ohne dass sich die Wand des Hohlraums, der die Schutzgasatmosphäre um das Schmelzbad herum aufrechterhält, mit dreht. Hierdurch wird die Bewegung des Laserschweißkopfs 95 minimal bis gar nicht eingeschränkt.
  • 2 zeigt eine erste Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnungsvorrichtung 10. 3 zeigt eine Vorderansicht der Anordnungsvorrichtung 10 aus 2. 4 zeigt eine zweite Seitenansicht der Anordnungsvorrichtung 10 aus 2 bzw. 3. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnungsvorrichtung 10 aus 2-4 mit Laserschweißkopf 95. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnungsvorrichtung 10 aus 2-5 mit Spannring. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnungsvorrichtung 10 aus 7 ohne Spannring.
  • Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich dadurch, dass keine Kamera, kein Hohlrohr und kein Behälter für eine Kamera vorhanden sind. Diese sind jedoch an der Anordnungsvorrichtung 10 befestigbar.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist die Anordnungsvorrichtung 10 mittels zweier parallel zueinander verlaufender, bogenförmiger bzw. L-förmiger Halterungen 80, 81 jeweils über Schrauben mit einem Befestigungselement 90 verbunden. Der Laserschweißkopf 95 wird mittig zwischen den beiden Halterungen 80, 81 installiert bzw. angeordnet. An dem Befestigungselement 90 kann der Laserschweißkopf 95 derart befestigt werden, dass der Laserschweißkopf 95 teilweise durch die Aussparung 12 in der Anordnungsvorrichtung 10 ragt.
  • In 2 sind der Anschluss für Kühlwasservorlauf 91 und der Anschluss für Kühlwasserrücklauf 92, der zwischen der Halterung 80 und dem Befestigungselement 90 befindet, gut zu erkennen. Das Kühlwasser läuft zwischen dem Anschluss für Kühlwasservorlauf 91 und dem Anschluss für Kühlwasserrücklauf 92 durch eine Kühlwasserleitung 93. Die Kühlwasserleitung 93 durchläuft einen Winkel von nahezu 360° und ist angrenzend an die Schutzgasschnittstelle 20 angeordnet.
  • Die Schutzgasschnittstelle 20 weist eine Art eine Art Schürze, d.h. einen sich nach unten erstreckenden und am äußeren Rand der Anordnungsvorrichtung 10 angeordneten Vorsprung, und einen Spannring mit Spannverschluss 22 auf. Die Schürze ist hohlzylinderförmig ausgebildet. Am oberen Ende der Schürze bzw. der Schutzgasschnittstelle 20 kann ein Teflonring angeordnet sein, der eine Drehung der Laserspitze 96 ohne Mitdrehung der äußeren Hülle des Schutzgaszelts ermöglicht. Die radial äußere Oberfläche bzw. Mantelfläche der Schürze verläuft im Wesentlichen parallel zu dem Laserstrahl des Laserschweißkopfs; diese Richtung verläuft in 2, 3 und 4 von oben nach unten. Hierdurch kann ein Schutzgas für den Laserschweißvorgang im Bereich der Laserspitze 96 eingeschlossen werden bzw. ein gasdichter Kontakt mit weiteren Wänden eines Schutzgaszelts gebildet werden.
  • Auf der Außenoberfläche der Schürze ist ein Spannring mit einem Spannverschluss 22 angeordnet, der die Anordnungsvorrichtung 10 zusammendrückt. Der Spannverschluss 22 ist öffenbar und schließbar. Durch den Spannring kann die gasdichte Verbindung zu Wänden des Schutzgaszelts gebildet werden. Zwischen dem Spannring und der Schürze kann ein Teil der Wand bzw. von Wänden einer Schutzgasabdeckung bzw. eines Schutzgaszelts bzw. Inertgaszelts aufgenommen bzw. eingeklemmt bzw. eingespannt werden. Mittels des Spannverschlusses 22 kann die Verbindung zwischen der Schürze und den weiteren Wänden des Schutzgaszelts gasdicht abgeschlossen bzw. hergestellt werden.
  • In 7 ist die Schürze, die in 7 von dem Spannring nicht verdeckt ist, gut erkennbar.
  • Das Befestigungselement 90 ist in 5 an einer Maschinenschnittstelle 99 befestigt, die eine Schnittstelle zu einer Maschine bildet. Mittels dieser Maschinenschnittstelle 99 kann das Befestigungselement 90, die Anordnungsvorrichtung 10 und der Laserschweißkopf 95 gemeinsam bewegt werden. Die Laserspitze 96 des Laserschweißkopfs 95, die zum Aussenden eines Laserstrahls zum Schweißen ausgebildet ist, ist unterhalb des Mittelpunkts der Aussparung 12 der Anordnungsvorrichtung 10 angeordnet.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Anordnungsvorrichtung
    12
    Aussparung
    20
    Schutzgasschnittstelle
    22
    Spannverschluss
    40
    Leuchtmittelaufnahme
    42
    Abdeckvorrichtung
    50-59
    Kamerabefestigungsaufnahme
    65
    Hohlrohr
    67
    Behälter für Kamera
    70
    Kamera
    80, 81
    Halterung
    90
    Befestigungselement
    91
    Anschluss für Kühlwasservorlauf
    92
    Anschluss für Kühlwasserrücklauf
    93
    Kühlwasserleitung
    95
    Laserschweißkopf
    96
    Laserspitze
    99
    Maschinenschnittstelle

Claims (10)

  1. Anordnungsvorrichtung (10), die an einem Laserschweißkopf (95) zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist, wobei die Anordnungsvorrichtung (10) eine aktiv gekühlte Schweißkopfkühlvorrichtung zum Erzeugen einer Wärmesenke für den Laserschweißkopf (95), mindestens eine Leuchtmittelaufnahme (40) zum Aufnehmen eines Leuchtmittels zum Beleuchten des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs (95), und eine oder mehrere Kamerabefestigungsaufnahmen (50-59) zum Befestigen mindestens einer Kamera (70) zum Beobachten des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs (95) und/oder eine oder mehrere Messinstrumentbefestigungsaufnahmen zum Befestigen mindestens eines Messinstruments zum Messen einer physikalischen Größe des Objekts und/oder des Laserschweißkopfs (95) umfasst.
  2. Anordnungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Schutzgasschnittstelle (20) zur gasdichten Anbindung der Anordnungsvorrichtung (10) an eine Schutzgasabdeckung zur Herstellung einer Schutzgasatmosphäre für ein Schmelzbad des Objekts.
  3. Anordnungsvorrichtung (10) nach 2, wobei die Anordnungsvorrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass die die Schutzgasschnittstelle (20) drehbar an dem Laserschweißkopf (95) anordenbar ist.
  4. Anordnungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine in der Leuchtmittelaufnahme (40) angeordnete Ringleuchte.
  5. Anordnungsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei die Ringleuchte dimmbar ausgebildet ist.
  6. Anordnungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Kamerakühlungsvorrichtung zum aktiven Kühlen einer in der Kamerabefestigungsaufnahme (50-59) befestigten Kamera (70).
  7. Anordnungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Schweißkopfkühlvorrichtung und die Kamerakühlungsvorrichtung einen gemeinsamen Kühlkreislauf aufweisen.
  8. Anordnungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Abdeckvorrichtung (42) zum Verhindern von direkter Laserreflektion des Laserauftragsschweißens auf ein in der Leuchtmittelaufnahme (40) angeordnetes Leuchtmittel.
  9. Anordnungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnungsvorrichtung (10) ringförmig mit einer Aussparung (12) in der Mitte ausgebildet ist, wobei die Aussparung (12) zum Aufnehmen des Laserschweißkopfs (95) ausgebildet ist.
  10. Laserauftragsschweißanordnung umfassend einen Laserschweißkopf (95) zum Laserauftragsschweißen eines Objekts und eine Anordnungsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnungsvorrichtung (10) entfernbar an dem Laserschweißkopf (95) angeordnet ist.
DE102019220263.2A 2019-12-19 2019-12-19 Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist Pending DE102019220263A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019220263.2A DE102019220263A1 (de) 2019-12-19 2019-12-19 Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019220263.2A DE102019220263A1 (de) 2019-12-19 2019-12-19 Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019220263A1 true DE102019220263A1 (de) 2021-06-24

Family

ID=76206366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019220263.2A Pending DE102019220263A1 (de) 2019-12-19 2019-12-19 Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019220263A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021208745A1 (de) 2021-08-11 2023-02-16 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pulverinjektionsüberwachung beim Laserstrahlauftragschweißen

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19852302A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung
DE10064544A1 (de) * 2000-12-22 2002-06-27 Friedrich Burckhardt Ringleuchte
EP1700666A1 (de) * 2003-12-12 2006-09-13 Hamamatsu Photonics K.K. Laserbearbeitungsvorrichtung
EP2340143A1 (de) * 2008-10-28 2011-07-06 The Boeing Company Inertgasabdeckungssystem für laserschweissen mit einer basis und einer wand mit einer öffnung
DE102012217082A1 (de) * 2012-09-21 2014-03-27 Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg Laserbearbeitungskopf und Ringdüse für einen Laserbearbeitungskopf
CN109986198A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种高功率焊接的熔池监测装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19852302A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-25 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit Hochenergiestrahlung
DE10064544A1 (de) * 2000-12-22 2002-06-27 Friedrich Burckhardt Ringleuchte
EP1700666A1 (de) * 2003-12-12 2006-09-13 Hamamatsu Photonics K.K. Laserbearbeitungsvorrichtung
EP2340143A1 (de) * 2008-10-28 2011-07-06 The Boeing Company Inertgasabdeckungssystem für laserschweissen mit einer basis und einer wand mit einer öffnung
DE102012217082A1 (de) * 2012-09-21 2014-03-27 Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg Laserbearbeitungskopf und Ringdüse für einen Laserbearbeitungskopf
CN109986198A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种高功率焊接的熔池监测装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021208745A1 (de) 2021-08-11 2023-02-16 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pulverinjektionsüberwachung beim Laserstrahlauftragschweißen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2101324C3 (de) Vorrichtung zum Schneiden und Brennen mittels eines kohärenten Lichtstrahles
DE4119401C2 (de) Vorrichtung zum Bestücken eines Schaltungsträgers mit elektronischen Bauelementen
DE10057737C5 (de) Bilderzeugungssonde
DE3740693C2 (de) Optisches Strahlungssensorgerät
EP1979706A1 (de) Messvorrichtung
EP0363762A2 (de) Zwei optisch-mechanisch gekoppelte Operationsmikroskope mit koaxialer Beleuchtung
EP1123525B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur optischen inspektion verdeckter lötverbindungen
DE102019220263A1 (de) Anordnungsvorrichtung, die an einem Laserschweißkopf zum Laserauftragsschweißen eines Objekts entfernbar anordenbar ist
DE102010001669A1 (de) Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Messgröße an einem Ofen, sowie Ofen
AT504163A1 (de) Anordnung und vorsatz zur prüfung von gegenständen
DE10354485B4 (de) Endoskopsystem
DE10027196B4 (de) Video-Stereoskopmikroskop
DE19630437A1 (de) Vorrichtung zum Bearbeiten, beispielsweise Schweißen und Schneiden, eines Werkstückes mittels eines Bearbeitungslaserstrahles sowie Detektorvorrichtung zum Anbau an eine solche Vorrichtung
EP0343430A1 (de) Lichtverteiler für eine Röntgendiagnostikeinrichtung
DE3938938C2 (de) Episkop
DE10164038A1 (de) Medizinisches zweiäugiges Stereomikroskop
DE4210555C2 (de) Vorsatzoptik für eine Kamera
DE102022101379B4 (de) Laserbearbeitungskopf und laserbearbeitungssystem mit entsprechendem laserbearbeitungskopf
DE2625699A1 (de) Vorrichtung zur beleuchtung und inspektion von hohlraeumen
DE19512350A1 (de) Vorrichtung zum Einspeisen von Licht in Lichtleiter
DE102016218829B4 (de) Beleuchtungsvorrichtung für ein Operationsmikroskop und Operationsmikroskop
DE102013113708B3 (de) Vorrichtung zur Beobachtung eines Bereichs eines heißen Metallbandes und/oder Schmelzbades in einem Bandbehandlungsprozess
DE102020125064A1 (de) MTF-Prüfgerät und dessen Verwendung
EP1134481A2 (de) Operationsleuchte mit einem Leuchtenkörper, der eine Entladungslampe aufweist
DE3744893C2 (de) Inversmikroskop

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed