DE102020212545B4

DE102020212545B4 - Synchronisiertes Laser-Hybrid-Schweißverfahren

Info

Publication number: DE102020212545B4
Application number: DE102020212545.7A
Authority: DE
Inventors: Manuel Binder; Andreas Waldhör
Original assignee: Fronius International GmbH
Current assignee: Fronius International GmbH
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2040-10-06
Also published as: DE102020212545A1

Abstract

Laser-Hybrid-Schweißverfahren zum Schweißen eines Werkstückes (W) mittels eines Lichtbogens (LB), der an einer Schweißstelle (SS) zwischen dem Werkstück (W) und einer reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) gezündet wird, welche von einer Schweißstromquelle (7) mit einem Schweißstrom (I) versorgt wird, wobei mehrere Schweißzyklen (SZ1, SZ2) ausgeführt werden, von denen jeder mehrere Schweißphasen (SP) umfasst, wobei in jedem Schweißzyklus (SZ1, SZ2):- ein auf eine Oberfläche des Werkstückes (W) gerichteter Laserstrahl (LS), der von einer Laserstrahlquelle (5) abgegeben wird, mit dem während den verschiedenen Schweißphasen (SP) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ) eines Schweißprozesses auftretenden Lichtbogen (LB) durch eine Steuereinheit (4) zeitlich in Echtzeit synchronisiert wird,- eine Bewegungsrichtung und eine Drahtvorschubgeschwindigkeit (VD) der reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) in Abhängigkeit einer momentanen Schweißphase(SP) des Schweißprozesses durch die Steuereinheit (4) gesteuert werden, und- eine Laserleistung (P) des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) durch die Steuereinheit (4) in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase(SP) des Schweißprozesses automatisch eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Laser-Hybrid-Schweißverfahren zum Schweißen eines Werkstückes und ein entsprechendes Laser-Hybrid-Schweißgerät, bei der eine Abgabe eines von einer Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls und das Zünden eines Lichtbogens in verschiedenen Schweißphasen eines Schweißprozesses automatisch zeitlich miteinander synchronisiert werden.
Beim Laser-Hybrid-Schweißverfahren wird ein Werkstück zur Herstellung einer Schweißnaht mithilfe eines Lichtbogens geschweißt, der zwischen einer Schweißdrahtelektrode und einer Schweißstelle des Werkstückes gezündet werden kann. Ferner wird von einer Laserstrahlquelle ein Laserstrahl auf die Oberflächen der zu verschweißenden Werkstücke bzw. des zu verschweißenden Werkstückes abgegeben. Allerdings erfolgt bei herkömmlichen Schweißgeräten keine zeitliche Synchronisierung zwischen dem in einigen Schweißphasen eines Schweißprozesses gezündeten Lichtbogen und dem von der Laserstrahlquelle erzeugten Laserstrahl.
Aufgrund der fehlenden zeitlichen Synchronisierung der verschiedenen Schweißphasen des Schweißprozesses mit dem durch die Laserstrahlquelle erzeugten Laserstrahl kann der Energieeintrag des Laserstrahls nicht auf die verschiedenen Schweißphasen abgestimmt werden, sodass die Qualität der hergestellten Schweißnaht nicht optimal ist.
In der JP 2013 - 212 541 A wird ein Laser-Hybridschweißverfahren beschrieben, bei welchem ein auf die Schweißstelle gerichteter Laser unmittelbar nach Ausbildung eines Lichtbogens zwischen der Schweißstelle und einer Schweißelektrode aktiviert wird.
In der JP 2004 - 17 059 A wird ein Verfahren zum initialen Zünden eines Lichtbogens in einem Laser-Hybrid-Schweißverfahren offenbart, wobei eine Schweißdrahtelektrode zum Zünden eines Lichtbogens zum Werkstück hin und von diesem weg bewegt wird. Nach dem Zünden des Lichtbogens erfolgt eine durchgehende Bestrahlung der Schweißstelle mittels des Lasers bei konstantem Vorschub der Schweißdrahtelektrode.
Die EP 1 824 634 B1 offenbart ein weiteres Schweißverfahren, bei dem nach dem Zünden des Lichtbogens bei konstanter Vorschubgeschwindigkeit und mit konstanter Leistung betriebenem Laser geschweißt wird. Ein ähnliches Verfahren wird in der US 2005 / 0 284 853 A1 beschrieben.
Weitere Laser-Hybridschweißverfahren werden in der JP 2005 - 238 301 A und der AT 413 667 B beschrieben. Die DE 11 2014 005 891 T5 beschreibt ein Schweißverfahren, das einen Laser als Energiequelle verwendet und dessen Ziel es ist, eine Entfestigung in einer Wärmeeinflusszone um das Schmelzbad zu minimieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laser-Hybrid-Schweißverfahren zum Schweißen mindestens eines Werkstückes zu schaffen, bei dem das Schweißergebnis bzw. die Qualität der hergestellten Schweißnaht erhöht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Laser-Hybrid-Schweißverfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schafft demnach ein Laser-Hybrid-Schweißverfahren zum Schweißen eines Werkstückes mittels eines Lichtbogens in einem oder mehreren Schweißprozessen, wobei der Lichtbogen an einer Schweißstelle zwischen dem Werkstück und einer reversierenden Schweißdrahtelektrode gezündet wird, welche von einer Schweißstromquelle mit einem Schweißstrom versorgt wird, wobei mehrere Schweißzyklen ausgeführt werden, von denen jeder mehrere Schweißphasen umfasst, wobei in jedem Schweißzyklus: ein auf einer Oberfläche des Werkstückes gerichteter Laserstrahl, der von einer Laserstrahlquelle abgegeben wird, mit dem während verschiedener Schweißphasen des jeweiligen Schweißzyklus eines Schweißprozesses auftretenden Lichtbogen durch eine Steuereinheit der Schweißstromquelle zeitlich in Echtzeit synchronisiert wird, eine Bewegungsrichtung und eine Drahtvorschubgeschwindigkeit der reversierenden Schweißdrahtelektrode in Abhängigkeit einer momentanen Schweißphase des Schweißprozesses durch die Steuereinheit gesteuert werden, und eine Laserleistung des von der Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls durch die Steuereinheit in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase des Schweißprozesses automatisch eingestellt wird.
Echtzeit bedeutet, dass die Synchronisation während des Schweißprozesses erfolgt.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens werden der zwischen der reversierenden Schweißdrahtelektrode und einer Schweißstelle des zu verschweißenden Werkstückes fließende Schweißstrom sowie eine zwischen der reversierenden Schweißdrahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück bestehende Schweißspannung zur Erkennung einer momentanen Schweißphase innerhalb des Schweißprozesses überwacht.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens wird die Laserstrahlquelle in Abhängigkeit von der ermittelten Schweißphase des Schweißprozesses durch die Steuereinheit der Schweißstromquelle automatisch an- oder ausgeschaltet.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens wird eine Ablenkung des von der Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls mittels einer Optikeinheit durch die Steuereinheit in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase des jeweiligen Schweißzyklus des Schweißprozesses gesteuert.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens wird ein örtlicher Versatz zwischen dem auf die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes gerichteten Laserstrahl und dem an der Schweißstelle während bestimmter Schweißphasen eines jeweiligen Schweißzyklus auftretenden Lichtbogen durch die Steuereinheit durch Ansteuerung der Optikeinheit automatisch gesteuert.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens umfasst der gesteuerte Schweißprozess mehrere Schweißphasen.
Dabei wird bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens in einer ersten Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus die Schweißdrahtelektrode durch die Steuereinheit gesteuert in einer Vorwärtsbewegung hin zu dem Werkstück bewegt, wobei eine Leerlaufspannung an der Schweißdrahtelektrode anliegt und kein Lichtbogen gezündet wird, sodass kein Strom über das Werkstück abfließt, wobei in dieser ersten Schweißphase die Steuereinheit die Laserstrahlquelle einschaltet und die Laserleistung des von der Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls erhöht, um die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes vorzuheizen.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens wird in einer zweiten Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus bei einem Spannungseinbruch der zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück bestehenden elektrischen Spannung die reversierende Schweißdrahtelektrode durch die Steuereinheit gesteuert in einer Rückwärtsbewegung von dem Werkstück zurückgezogen, wobei die Steuereinheit das Werkstück mit einem niedrigen elektrischen Strom für eine Zündung des Lichtbogens vorwärmt und zeitlich synchron die Laserstrahlquelle derart ansteuert, dass der von der Laserstrahlquelle abgegebene Laserstrahl eine geringere Laserleistung aufweist, um eine Wärmeeinbringung in das zu verschweißende Werkstück zu reduzieren.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens wird in einer dritten Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus nach Beendigung eines Kurzschlusses und somit ansteigender Schweißspannung zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück ein Lichtbogen mit einem erhöhten Schweißstrom gezündet wird, wobei die reversierende Schweißdrahtelektrode durch die Steuereinheit gesteuert in einer Vorwärtsbewegung hin zu dem Werkstück bewegt wird, wobei die Steuereinheit dabei die Laserstrahlquelle derart zeitlich synchron ansteuert, dass sie die Laserleistung des von der Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls ausgehend von der in der zweiten Schweißphase bereits reduzierten Laserleistung nochmals reduziert.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens wird in einer vierten Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus bei Auftreten eines erkannten Kurzschlusses aufgrund eines Spannungseinbruchs der Schweißspannung zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück die reversierende Schweißdrahtelektrode durch die Steuereinheit gesteuert in einer Rückwärtsbewegung von dem Werkstück zurückgezogen, wobei die Steuereinheit zeitlich synchron den von der Schweißstromquelle erzeugten Schweißstrom zeitlich synchron auf einem niedrigen Stromniveau einstellt und gleichzeitig die Laserleistung des von der Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls kurzzeitig erhöht, um eine Tropfenabgabe von der abschmelzenden reversierenden Schweißdrahtelektrode in ein Schmelzbad an der Schweißstelle zu fördern.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens besteht in einer fünften Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus nach erfolgter Tropfenabgabe an das Schmelzbad eine Leerlaufspannung zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück und es wird kein Lichtbogen gezündet, wobei die Steuereinheit gleichzeitig zeitlich synchron die Laserstrahlquelle während dieser fünften Schweißphase abschaltet, um die Wärmeeinbringung in das Werkstück zu reduzieren.
Die Erfindung schafft ferner gemäß einem weiteren Aspekt ein Laser-Hybrid-Schweißgerät zum Schweißen eines Werkstückes mit den in Patentanspruch 11 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung schafft demnach ein Laser-Hybrid-Schweißgerät zum Schweißen eines Werkstückes mittels eines Lichtbogens, der an einer Schweißstelle zwischen einer reversierenden Schweißdrahtelektrode und dem Werkstück gezündet wird, wobei das Laser-Hybrid-Schweißgerät aufweist:

eine Schweißstromquelle, welche die reversierende Schweißdrahtelektrode mit einem Schweißstrom versorgt,
eine Laserstrahlquelle, welche einen Laserstrahl erzeugt, welcher auf eine Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes gerichtet wird, und
eine Steuereinheit mit einer ersten Schnittstelle zur Schweißstromquelle und einer zweiten Schnittstelle zur Laserstrahlquelle, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein Steuerprogramm aus einem Programmspeicher zu laden und auszuführen um verschiedene Schweißphasen mehrerer Schweißzyklen eines Schweißprozesses gemäß einem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung zu steuern.

Somit steuert die Steuereinheit eine Richtung und Drahtvorschubgeschwindigkeit der reversierenden Schweißdrahtelektrode in Abhängigkeit von einer momentanen Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus des Schweißprozesses und überwacht optional den von der Schweißdrahtelektrode zu dem zu verschweißenden Werkstück fließenden Schweißstrom sowie eine zwischen der Schweißdrahtelektrode und dem zu verschweißenden Werkstück bestehende Schweißspannung.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißgerätes schaltet die Steuereinheit die Laserstrahlquelle in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus des Schweißprozesses.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißgerätes steuert die Steuereinheit zudem eine Ablenkung des von der Laserstrahlquelle abgegebenen Laserstrahls durch Ansteuerung einer Optikeinheit in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase eines jeweiligen Schweißzyklus des Schweißprozesses.
Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens und des erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißgerätes unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

1 zeigt ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißgerätes;
2A bis 2D zeigen Signaldiagramme zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens zum Schweißen eines Werkstückes.

Wie man aus 1 erkennen kann, weist ein erfindungsgemäßes Laser-Hybrid-Schweißgerät 1 zum Schweißen eines Werkstückes W mehrere Komponenten auf. Das Laser-Hybrid-Schweißgerät 1, wie es in 1 dargestellt ist, dient zum Schweißen mindestens eines zu verschweißenden Werkstückes W bzw. zum Verschweißen zweier Werkstücke W mithilfe eines Lichtbogens LB, welcher zwischen einer reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 und einer Schweißstelle SS des bzw. der Werkstücke/s W gezündet werden kann. Das Laser-Hybrid-Schweißgerät 1 verfügt über einen Schweißbrenner 2, der von einer Schweißstromquelle 7 des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 einen Schweißstrom I beziehen kann. Zwischen einer reversierenden Schweißdrahtelektrode 3, die eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung ausführen kann, und der Schweißstelle SS am Werkstück W kann ein Lichtbogen LB gezündet werden, wie schematisch in 1 dargestellt. Die Schweißstromquelle 3, welche die reversierende Schweißdrahtelektrode 3 mit einem Schweißstrom I versorgt, wird durch eine Steuereinheit 4 des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 gesteuert. Das Laser-Hybrid-Schweißgerät 1 weist ferner eine Laserstrahlquelle 5 auf, welche einen Laserstrahl LS generiert, der von einer Optikeinheit 6 des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 auf eine Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes W im Bereich der Schweißstelle SS gerichtet werden kann.
Sowohl die Laserstrahlquelle 5 als auch die Optikeinheit 6 des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 können durch die Steuereinheit 4 gesteuert werden, wie in 1 dargestellt. Die Steuereinheit 4 synchronisiert die Abgabe des Laserstrahls LS durch die Laserstrahlquelle 5 in verschiedenen Schweißphasen SP eines Schweißprozesses mit einem Auftreten eines gezündeten Lichtbogens LB während verschiedener Schweißphasen SP eines Schweißzyklus SZ des Schweißprozesses. Die Steuereinheit 4 verfügt bei einer möglichen Ausführungsform über einen Mikroprozessor, welcher ein Steuerprogramm ausführt. Dieses Steuerprogramm kann bei einer möglichen Implementierung aus einem Programmspeicher geladen werden. Das ausgeführte Steuerprogramm kann dabei verschiedene Schweißphasen SP eines Schweißzyklus eines Schweißprozesses steuern. Verschiedene Schweißphasen SP von Schweißzyklen SZ1, SZ2 eines Schweißprozesses sind beispielhaft in den Signaldiagrammen gemäß 2A bis 2D dargestellt.
Bei dem in 2A bis 2D dargestellten Schweißprozess umfasst der Schweißprozess zwei Schweißzyklen SZ1, SZ2 mit jeweils fünf verschiedene Schweißphasen SP. Die Steuereinheit 4 synchronisiert zeitlich die Abgabe des Laserstrahls LS in den verschiedenen Schweißphasen SP des Schweißprozesses mit dem gezündeten Lichtbogen LB. Die Synchronisation erfolgt in Echtzeit während der Durchführung des Schweißprozesses. Ein Schweißverfahren kann aus einem, mehreren und/oder einer Kombination von unterschiedlichen Schweißprozessen gebildet werden. Jeder Schweißprozess umfasst dabei einen oder mehrere Schweißzyklen SZ, die sich ihrerseits aus unterschiedlichen aufeinanderfolgenden Schweißphasen SP zusammensetzen.
Der zwischen der reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 und der Schweißstelle SS des zu verschweißenden Werkstückes W fließende Schweißstrom I und eine zwischen der reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 und dem zu verschweißenden Werkstück W bestehende Schweißspannung U kann zur Erkennung und Überwachung einer momentanen Schweißphase SP innerhalb des Schweißprozesses zusätzlich überwacht werden. Durch die Steuereinheit 4 werden eine Bewegungsrichtung und eine Drahtvorschubgeschwindigkeit V_D der reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 in Abhängigkeit einer momentanen Schweißphase SP eines Schweißzyklus SZ des Schweißprozesses angesteuert. Weiterhin kann bei einer möglichen Ausführungsform die Laserstrahlquelle 5 in Abhängigkeit von der ermittelten Schweißphase SP des Schweißprozesses durch die Steuereinheit 4 automatisch an- oder ausgeschaltet werden. Eine Laserleistung P des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS wird durch die Steuereinheit 4 in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase SP eines Schweißzyklus SZ des Schweißprozesses automatisch eingestellt. Ferner kann die Steuereinheit 4 eine Ablenkung des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS mittels der Optikeinheit 6 in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase SP eines Schweißzyklus des Schweißprozesses ansteuern. Bei einer möglichen Ausführungsform wird zusätzlich ein örtlicher Versatz zwischen dem auf die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes W gerichteten Laserstrahl LS und dem an der Schweißstelle SS während bestimmter Schweißphasen SP auftretenden Lichtbogen LB durch die Steuereinheit 4 durch Ansteuerung der Optikeinheit 6 gesteuert.
Bei dem erfindungsmäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahren erfolgt somit eine Synchronisierung des Laserstrahls LS mit dem Lichtbogen LB. Hierzu weist die Steuereinheit 4 eine erste Schnittstelle zu der Schweißstromquelle 7 und eine zweite Schnittstelle zu der Laserstrahlquelle 5 auf. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 4 eine weitere Schnittstelle zu der Optikeinheit 6 besitzen, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 dargestellt. Die verschiedenen Komponenten des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 können bei einer möglichen Ausführungsform auch über ein Bussystem miteinander kommunizieren, um Informationen auszutauschen.
Bei einer möglichen Implementierung können verschiedene Komponenten an ein Montageelement eines Laser-Hybrid-Schweißkopfes angebracht sein. An das Montageelement kann beispielsweise die Optikeinheit 6 sowie der Schweißbrenner 2 angebracht sein. Dieses Montagebauelement ist beispielsweise an einem Roboterarm angebracht. Hierdurch kann der Laser-Hybrid-Schweißkopf mittels einer Steuerung über einen Roboterarm bewegt werden. An der Optikeinheit 6 kann bei einer möglichen Implementierung eine Crossjet-Leitvorrichtung zur Bildung eines sogenannten Crossjets vorgesehen sein, um die Laseroptik der Optikeinheit 6 mit Druckluft (Crossjet) vor Schweißspritzern zu schützen.
Die Laserstrahlquelle 5 befindet sich beabstandet zum Montageelement bzw. Schweißkopf, wobei der Laserstrahl über ein Lichtleitkabel zur Optikeinheit 6 geleitet wird.
Der Schweißbrenner 2 ist über ein Schlauchpaket mit der Schweißstromquelle 7 verbunden, welche ebenso beabstandet angeordnet ist. Über das Schlauchpaket bezieht der Schweißbrenner 2 auch ein Schutzgas, welches zum Schutz der Schweißstelle SS vor Oxidation auf die Schweißstelle SS gerichtet wird. Durch Synchronisation kann die Steuerungseinheit 4 des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 mit einem Taktsignalgeber verbunden sein, der ein Taktzeitsignal erzeugt, welches zur Synchronisation der verschiedenen Einheiten des Laser-Hybrid-Schweißgerätes 1 an die verschiedenen Komponenten verteilt angelegt werden kann. Bei einer möglichen Implementierung ist der Zeitsignaltaktgeber über eine Taktsignalleitung mit der Steuereinheit 4, der Schweißstromquelle 7 und mit der Laserstrahlquelle 5 sowie mit der Optikeinheit 6 verbunden.
Die 2A bis 2D zeigen Signaldiagramme zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahrens. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder Schweißzyklus SZ1, SZ2 jeweils fünf Schweißphasen SP auf. Der erste dargestellte Schweißzyklus SZ1 umfasst die Schweißphasen SP11 bis SP15. Der zweite Schweißzyklus SZ2 umfasst die Schweißphasen SP21 bis SP25. Mehrere außenliegende Schweißzyklen SZ bilden einen Schweißprozess.
2A zeigt eine Drahtvorschubgeschwindigkeit V_D der reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 im Zeitverlauf. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit V_D der reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 wird durch die Steuereinheit 4 gesteuert.
Die 2B, 2C zeigen die zwischen der Schweißdrahtelektrode 3 und der Schweißstelle SS bestehende Schweißspannung U sowie den über die Schweißdrahtelektrode 3 fließenden Schweißstrom I im Zeitverlauf.
Weiterhin ist in 2D ein Verlauf einer Laserleistung P des auf die Schweißstelle SS gerichteten Laserstrahls LS über die Zeit für verschiedene Schweißphasen SP des Schweißprozesses dargestellt.
Bei dem dargestellten Beispiel gemäß der 2A bis 2D umfasst das Laser-Hybrid-Schweißverfahren fünf Schweißphasen. Der Übergang zwischen den Schweißphasen SP erfolgt fließend, also ohne Unterbrechung.
In einer ersten Schweißphase SP11 (Anschleichphase) des ersten Schweißzyklus SZ1 des Schweißprozesses wird die reversierende Schweißdrahtelektrode 3 durch die Steuereinheit 4 gesteuert in einer Vorwärtsbewegung hin zu dem Werkstück W bzw. der Schweißstelle SS bewegt. Die erste Schweißphase SP11 umfasst den Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t₁₀ und t₁₁. Während der ersten Schweißphase SP11 liegt an der Schweißdrahtelektrode 3 eine Leerlaufspannung U an und es ist kein Lichtbogen LB gezündet, d.h., es fließt kein Schweißstrom I an das Werkstück W ab, wie in 2C dargestellt. In der ersten Schweißphase SP1 ist auch die Steuereinheit 4 die Laserstrahlquelle 5 angeschaltet und stellt die Laserleistung P des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS erhöht ein, um die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes W bzw. der beiden zu verschweißenden Werkstücke vorzuheizen. In der ersten Schweißphase SP1 (Anschleichphase) befindet sich die Schweißdrahtelektrode 3 über dem Werkstück W, wobei kein Schweißstrom I abfließt und kein Lichtbogen LB gezündet ist. Im Idealfall erfolgt eine kontaktlose Lichtbogenzündung des Lichtbogens LB.
In einer zweiten Schweißphase SP12 des ersten Schweißzyklus SZ1 des Schweißprozesses (Vorwärmphase) wird der erste Kurzschluss bzw. Spannungseinbruch der zwischen der Schweißdrahtelektrode 3 und der Schweißstelle SS bestehenden Spannung U zum Zeitpunkt t₁₁ erkannt. Dies kann bei einer möglichen Implementierung auch kontaktlos erfolgen. Anschließend wird die Schweißdrahtelektrode 3 durch eine Rückwärtsbewegung durch Beaufschlagung mit einem niedrigen elektrischen Schweißstrom I für eine erste Zündung des Lichtbogens LB vorgewärmt. Beim Start der zweiten Schweißphase SP12 (Vorwärmphase) wird die Laserleistung P des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS zum Zeitpunkt t₁₁ reduziert, um die Wärmeeinbringung in das Werkstück W gering zu halten. Die reversierende Schweißdrahtelektrode 3 wird durch die Steuereinheit 4 gesteuert in einer Rückwärtsbewegung in der zweiten Schweißphase SP2 von dem Werkstück W zurückgezogen. Dabei steuert die Steuereinheit 4 die Schweißstromquelle 3 derart an, dass ein relativ niedriger elektrischer Strom I fließt, sodass eine Vorerwärmung für eine anschließende Zündung des Lichtbogens LB erfolgt.
In einer weiteren dritten Schweißphase SP13 (Lichtbogenphase) wird nach Beendigung des Kurzschlusses und somit ansteigender Schweißspannung U zwischen der Schweißdrahtelektrode 3 und des zu verschweißenden Werkstückes W ein Lichtbogen LB mit einem erhöhten Schweißstrom zum Zeitpunkt t₁₂ gezündet, wobei die reversierende Schweißdrahtelektrode 3 durch die Steuereinheit 4 gesteuert in einer Vorwärtsbewegung hin zu dem Werkstück W bewegt wird. Dabei steuert die Steuereinheit 4 die Laserstrahlquelle 5 derart zeitlich synchron an, dass sie die Laserleistung P des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS ausgehend von der bereits reduzierten Laserleistung P nochmals reduziert, wie in 2D erkennbar. Vor der Lichtbogenphase SP13 reißt der Kurzschluss KS auf und der Lichtbogen LB wird mit einem erhöhten Schweißstrom zum Zeitpunkt t₁₂ gezündet. Gleichzeitig wird die Schweißdrahtelektrode 3 wieder auf eine Vorwärtsbewegung durch die Steuereinheit 4 umgeschaltet, wobei die Laserleistung P zum Zeitpunkt t₁₂ nochmals reduziert wird, da durch den höheren fließenden elektrischen Strom der Schweißprozess stabil gehalten wird und die Wärmeeinbringung dabei nochmals reduziert werden soll.
Vor der nächsten Schweißphase SP14 (Tropfenübergangsphase) des ersten Schweißzyklus SZ1 wird der Strom I abgesenkt, damit die abschmelzbare Schweißdrahtelektrode 3 den Tropfen stabil abgeben kann. In der vierten Schweißphase SP4 (Tropfenübergangsphase) wird bei Auftreten eines erkannten Kurzschlusses KS nach dem Zeitpunkt t₁₃ aufgrund eines Spannungseinbruchs der Schweißspannung U zwischen der Schweißdrahtelektrode 3 und dem zu verschweißenden Werkstück W die reversierende Schweißdrahtelektrode 3 durch die Steuereinheit 4 gesteuert in einer Rückwärtsbewegung von dem Werkstück W zurückgezogen. Dabei stellt die Steuereinheit 4 zeitlich synchron den Schweißstrom I auf ein niedriges Stromniveau ein und erhöht gleichzeitig die Laserleistung P des von der Laserstromquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS kurzzeitig, um eine Tropfenabgabe von der abschmelzenden reversierenden Schweißdrahtelektrode 3 in ein Schmelzbad an der Schweißstelle SS zu fördern. In der Tropfenübergangsphase SP14 kommt es zu einem Kurzschluss, bei dem der abgeschmolzene Tropfen in einer erneuten Drahtrückwärtsbewegung der Schweißdrahtelektrode 3 an das Schmelzbad abgegeben wird. Der Strom I befindet sich durch die vorhergehende Schweißphase SP13 (Lichtbogenphase) auf einem niedrigen Niveau. Zur schnelleren und stabileren Tropfenabgabe wird zu Beginn der Schweißphase SP14 die Laserleistung P des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS kurzfristig zum Zeitpunkt t₁₃ wieder erhöht, wie in 2D erkennbar.
In einer weiteren fünften Schweißphase SP15 (Abkühlphase) des ersten Schweißzyklus SZ1 des Schweißprozesses besteht nach erfolgter Tropfenabgabe an das Schmelzbad lediglich eine Leerlaufspannung zwischen der Schweißdrahtelektrode 3 und dem zu verschweißenden Werkstück W ab dem Zeitpunkt t₁₄, wobei kein Lichtbogen LB gezündet ist. In der fünften Schweißphase SP15 kann die Steuereinheit 4 gleichzeitig zeitlich synchron die Laserstrahlquelle 5 während der fünften Schweißphase SP15 abschalten, um eine Wärmeeinbringung in das Werkstück W während dieser Schweißphase zu vermindern. In der Abkühlphase (SP15) stellt sich nach der Tropfenabgabe des Schweißtropfens von der abschmelzenden Schweißdrahtelektrode 3 wieder eine Leerlaufspannung U an der Schweißdrahtelektrode 3 ein. Es fließt in der Abkühlphase SP15 kein Strom mehr und die Drahtbewegung der Schweißdrahtelektrode 3 wird für eine festgelegte Pausenzeit zwischen Zeitpunkt t₁₄ und Zeitpunkt t₁₅ gestoppt. Die Laserleistung P des von der Laserstrahlquelle 5 abgegebenen Laserstrahls LS wird auf null reduziert, indem die Laserstrahlquelle 5 durch die Steuereinheit 4 zeitsynchron abgeschaltet wird. Das an der Schweißstelle SS gebildete Schmelzbad kühlt sich in der Abkühlphase SP15 ab. Durch die zeitliche Dauer der Abkühlphase SP15 (zwischen dem Zeitpunkt t₁₄ und dem Zeitpunkt t₁₅) kann die Wärmeeinbringung in das zu verschweißende Werkstück W gezielt gesteuert bzw. eingestellt werden.
An den ersten Schweißzyklus SZ1 mit seinen Schweißphasen SP11 bis SP15 schließt sich ein zweiter Schweißzyklus SZ2 mit entsprechenden Schweißphasen SP21 bis SP25 an. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist auch der zweite Schweißzyklus SZ eine Anschlussphase SP21 eine Vorwärmphase SP22, eine Lichtbogenphase SP23, eine Tropfenübergangsphase SP24 und eine Abkühlphase SP25 auf. Allgemein bildet die Schweißphase SPij die j-te Schweißphase des i-ten Schweißzyklus des Schweißprozesses.
Bei dem erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahren wird somit in den verschiedenen Schweißphasen der Schweißzyklen SZ des Schweißprozesses die Laserleistung P_L des von der Laserstrahlquelle 5 erzeugten Laserstrahls LS zeitlich mit dem Auftreten des Lichtbogens LB in verschiedenen Schweißphasen SP zeitlich synchronisiert, um das Schweißergebnis bzw. die Qualität der hergestellten Schweißnaht zu optimieren.
Wie in den 2A bis 2D beispielhaft dargestellt, bilden fünf Schweißphasen SP1 bis SP5 einen Schweißzyklus SZ. Mehrere aufeinanderfolgende Schweißzyklen SZ bilden einen Schweißprozess. Die 2A bis 2D zeigen zwei aufeinanderfolgende Schweißzyklen SZ1, SZ2 des Schweißprozesses.
Die Anzahl und Art der verschiedenen Schweißphasen SP kann bei verschiedenen Anwendungsfällen variieren. Die verschiedenen Parameter des Schweißprozesses, insbesondere die Drahtvorschubgeschwindigkeit V_D und die Laserleistung P für die verschiedenen Schweißphasen SP können für verschiedene Schweißprozesse vordefiniert werden. Mit dem erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahren wird durch die Synchronisierung der verschiedenen Einheiten, insbesondere der Laserstrahlquelle 5 und der Schweißstromquelle 3, der Wärmeeintrag in das Werkstück W gezielt gesteuert. Um Schweißspritzer zu vermeiden, kann beispielsweise der Laserstrahl LS derart synchronisiert werden, dass er bei der Tropfenabgabe oder kurz davor weitgehend deaktiviert wird bzw. seine Laserleistung P auf ein niedriges Niveau abgesenkt wird.
Die verschiedenen der in den 2A bis 2D dargestellten Parameter können für verschiedene Anwendungsfälle angepasst werden. Insbesondere die Amplitude der Laserleistung P kann für die verschiedenen Schweißphasen SP im jeweiligen Anwendungsfall in dem entsprechenden Schweißprozess bzw. Steuerprogramm eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Laser-Hybrid-Schweißverfahren kann zum Verschweißen verschiedenartiger Werkstücke W verwendet werden. Beispielsweise kann das Werkstück W aus dem Werkstoff Titan bestehen. Für die Herstellung von feinen Strukturen aus übereinanderliegenden Schweißnähten ist es wesentlich, so wenig Wärmeenergie wie möglich in die darunterliegenden Schichten einzubringen. Mit dem erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahren ist es möglich, einen Schweißprozess durchzuführen, der trotz relativ geringer elektrischer Energie trotzdem noch stabil läuft. Um den Schweißprozess mit reversierender Schweißelektrode in einem unteren Leistungsbereich noch zu stabilisieren, kann bei dem erfindungsgemäßen Laser-Hybrid-Schweißverfahren ein vorlaufender Laserstrahl LS mit einer geringen Laserleistung P in einem Bereich ab 200 Watt und einem kleinen Laserstrahlspotdurchmesser verwendet werden. Um den Energieeintrag zu reduzieren, wird der Laserstrahl LS mit dem Schweißprozess gemäß 2 durch die Steuereinheit 4 synchronisiert, wobei der Laserstrahl LS in die Pausenzeiten, d.h. während der Abkühlphasen SP15, SP25 durch die Steuereinheit 4 vollständig ausgeschaltet werden kann, ohne dabei die stabilisierende Wirkung zu verlieren. Die Synchronisation wird derart vorgenommen, dass der Laserstrahl LS zu Beginn der Drahtvorwärtsbewegung eingeschaltet wird und somit der Grundwerkstoff des Werkstückes W punktuell vorgeheizt wird. Durch diese punktuelle Erhitzung (Hotspot) kann es zu einer berührungslosen, sehr stabilen Zündung des Lichtbogens LB kommen. Um den Lichtbogen LB auch in den Brennphasen (Lichtbogenphasen SP13, SP14) und während der Tropfenübergangsphasen SP14, SP24 weiter zu stabilisieren, wird der Laserstrahl LS vorzugsweise erst mit oder kurz vor Start der jeweiligen Pausenzeiten (SP15, SP25) ausgeschaltet. In den Pausenzeiten, d.h. den Abkühlphasen SP15, SP25 bleibt die Laserstrahlquelle 5 vorzugsweise ausgeschaltet. Danach kann der nächste Schweißzyklus SZ des Schweißprozesses von neuem beginnen, wobei der Laserstrahl LS mit dem Start des Drahtvorlaufs der Schweißdrahtelektrode 3 zum Vorheizen in der Anschleichphase eingeschaltet wird. Durch die Pausenzeiten SPi5 der Laserstrahlquelle 5 kann insgesamt die in das Werkstück W eingebrachte Energie nochmals reduziert werden, ohne dass die stabilisierende Wirkung beeinträchtigt wird. Eine derartige schnelle Synchronisation des stabilisierenden Lasers bzw. des Laserstrahls LS mit dem durch den Lichtbogen LB vorgenommenen Schweißprozess erhöht die Qualität der erzeugten Schweißnaht.
Ohne das punktuelle Vorheizen wäre eine stabile Zündung auf sehr dünnwandigen Schichtaufbauten nicht reproduzierbar möglich. Speziell für das Erzeugen feiner Strukturen auf und/oder mit Titan ist dies wichtig. Das Erzeugen von Strukturen wird auch WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) genannt.
Die 2A bis 2D zeigen beispielhaft zwei aufeinanderfolgende Schweißzyklen SZ eines Schweißprozesses, wobei jeder der beiden Schweißzyklus SZi fünf aufeinanderfolgende Schweißphasen SPi1 bis SPi5 umfasst. Die Anzahl N der verschiedenen Schweißphasen SPi1 bis SPiN innerhalb eines i-ten Schweißzyklus SZi kann je nach Anwendungsfall variieren. Weiterhin können verschiedene Schweißzyklen SZ mit unterschiedlichen Kombinationen von Schweißphasen SP nacheinander durch das Schweißprogramm der Steuereinheit 4 ausgeführt werden.

Claims

Laser-Hybrid-Schweißverfahren zum Schweißen eines Werkstückes (W) mittels eines Lichtbogens (LB), der an einer Schweißstelle (SS) zwischen dem Werkstück (W) und einer reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) gezündet wird, welche von einer Schweißstromquelle (7) mit einem Schweißstrom (I) versorgt wird, wobei mehrere Schweißzyklen (SZ1, SZ2) ausgeführt werden, von denen jeder mehrere Schweißphasen (SP) umfasst, wobei in jedem Schweißzyklus (SZ1, SZ2): - ein auf eine Oberfläche des Werkstückes (W) gerichteter Laserstrahl (LS), der von einer Laserstrahlquelle (5) abgegeben wird, mit dem während den verschiedenen Schweißphasen (SP) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ) eines Schweißprozesses auftretenden Lichtbogen (LB) durch eine Steuereinheit (4) zeitlich in Echtzeit synchronisiert wird, - eine Bewegungsrichtung und eine Drahtvorschubgeschwindigkeit (V_D) der reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) in Abhängigkeit einer momentanen Schweißphase(SP) des Schweißprozesses durch die Steuereinheit (4) gesteuert werden, und - eine Laserleistung (P) des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) durch die Steuereinheit (4) in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase(SP) des Schweißprozesses automatisch eingestellt wird.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach Anspruch 1, wobei der zwischen der reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) und einer Schweißstelle (SS) des zu schweißenden Werkstückes (W) fließende Schweißstrom(I) und eine zwischen der reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) und dem zu verschweißenden Werkstück (W) bestehende Schweißspannung(U) zur Erkennung einer momentanen Schweißphase(SP) innerhalb eines Schweißprozesses durch die Steuereinheit (4) überwacht werden.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Laserstrahlquelle (5) in Abhängigkeit von der ermittelten Schweißphase(SP) des Schweißprozesses durch die Steuereinheit (4) automatisch an- oder ausgeschaltet wird.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Ablenkung des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) mittels einer Optikeinheit (6) durch die Steuereinheit (4) in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase (SP) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ) des Schweißprozesses gesteuert wird.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein örtlicher Versatz zwischen dem auf die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes (W) gerichteten Laserstrahl (LS) und dem an der Schweißstelle (SS) während bestimmter Schweißphasen (SP) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ) auftretenden Lichtbogen (LB) durch die Steuereinheit (4) durch Ansteuerung einer Optikeinheit (6) gesteuert wird.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer ersten Schweißphase (SP11, SP21) eines Schweißzyklus (SZ1, SZ2) die Schweißdrahtelektrode (3) durch die Steuereinheit (4) gesteuert in einer Vorwärtsbewegung hin zu dem Werkstück (W) bewegt wird, wobei eine Leerlaufspannung an der Schweißdrahtelektrode (3) anliegt und kein Lichtbogen (LB) gezündet ist, sodass kein Strom über das Werkstück (W) abfließt, wobei in dieser ersten Schweißphase die Steuereinheit (4) die Laserstrahlquelle (5) einschaltet und die Laserleistung (P) des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) auf einen ersten Wert einstellt, um die Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes (W) vorzuheizen.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer zweiten Schweißphase (SP₁₂, SP₂₂) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ1, SZ2) bei einem Spannungseinbruch der zwischen der Schweißdrahtelektrode (3) und dem zu verschweißenden Werkstück (W) bestehenden elektrischen Spannung(U) die reversierende Schweißdrahtelektrode (3) durch die Steuereinheit (4) gesteuert in einer Rückwärtsbewegung von dem Werkstück (W) zurückgezogen wird, wobei die Steuereinheit (4) das Werkstück (W) mit einem ersten elektrischen Strom für eine Zündung des Lichtbogens (LB) vorwärmt und zeitlich synchron die Laserstrahlquelle (5) derart ansteuert, dass der von der Laserstrahlquelle (5) abgegebene Laserstrahl (LS) eine zweite Laserleistung (P) aufweist, um eine Wärmeeinbringung in das zu verschweißende Werkstück (W) zu reduzieren.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer dritten Schweißphase (SP₁₃, SP₂₃) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ1, SZ2) nach Beendigung eines Kurzschlusses und somit ansteigender Schweißspannung(U) zwischen der Schweißdrahtelektrode (3) und dem zu verschweißenden Werkstück (W) ein Lichtbogen (LB) mit einem zweiten Schweißstrom(I) gezündet wird, wobei die reversierende Schweißdrahtelektrode (3) durch die Steuereinheit (4) gesteuert in einer Vorwärtsbewegung hin zu dem Werkstück (W) bewegt wird, wobei die Steuereinheit (4) dabei die Laserstrahlquelle (5) derart zeitlich synchron ansteuert, dass sie die Laserleistung (P) des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) ausgehend von einer Laserleistung (P) in der zweiten Schweißphase (SP₁₂, SP₂₂) reduziert.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer vierten Schweißphase (SP₁₄, SP₂₄) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ1, SZ2) bei Auftreten eines erkannten Kurzschlusses aufgrund eines Spannungseinbruchs der Schweißspannung(U) zwischen der Schweißdrahtelektrode (3) und dem zu verschweißenden Werkstück (W) die reversierende Schweißdrahtelektrode (3) durch die Steuereinheit (4) gesteuert in einer Rückwärtsbewegung von dem Werkstück (W) zurückgezogen wird, wobei die Steuereinheit (4) zeitlich synchron den Schweißstrom(I) auf einem zweiten Stromniveau einstellt und gleichzeitig die Laserleistung (P) des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) kurzzeitig erhöht, um eine Tropfenabgabe von der abschmelzenden reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) in ein Schmelzbad an der Schweißstelle (SS) zu fördern.
Laser-Hybrid-Schweißverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in einer fünften Schweißphase (SP₁₅, SP₅₅) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ1, SZ2) nach erfolgter Tropfenabgabe an das Schmelzbad eine Leerlaufspannung zwischen der Schweißdrahtelektrode (3) und dem zu verschweißenden Werkstück (W) besteht und kein Lichtbogen (LB) gezündet ist, wobei die Steuereinheit (4) gleichzeitig zeitlich synchron die Laserstrahlquelle (5) während dieser fünften Schweißphase abschaltet, um die Wärmeeinbringung in das Werkstück (W) zu reduzieren.
Laser-Hybrid-Schweißgerät (1) zum Schweißen eines Werkstückes (W) mittels eines Lichtbogens (LB), der an einer Schweißstelle (SS) zwischen einer reversierenden Schweißdrahtelektrode (3) und dem Werkstück (W) gezündet wird, wobei das Laser-Hybrid-Schweißgerät (1) aufweist: - eine Schweißstromquelle (7), welche dazu eingerichtet ist, die reversierende Schweißdrahtelektrode (3) mit einem Schweißstrom(I) zu versorgen; - eine Laserstrahlquelle (5), welche dazu eingerichtet ist, einen Laserstrahl (LS) zu erzeugen, der auf eine Oberfläche des zu verschweißenden Werkstückes (W) gerichtet wird; und - eine Steuereinheit (4) mit einer ersten Schnittstelle zur Schweißstromquelle (7) und einer zweiten Schnittstelle zur Laserstrahlquelle (5), wobei die Steuereinheit (4) dazu eingerichtet ist, ein Steuerprogramm aus einem Programmspeicher zu laden und auszuführen um verschiedene Schweißphasen (SP) mehrerer Schweißzyklen (SZ1, SZ2) eines Schweißprozesses gemäß einem Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche zu steuern.
Laser-Hybrid-Schweißgerät (1) nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit (4) dazu eingerichtet ist: den von der Schweißdrahtelektrode (3) zu dem zu schweißenden Werkstück (W) fließenden Schweißstrom(I) sowie eine zwischen der Schweißdrahtelektrode (3) und dem zu verschweißenden Werkstück (W) bestehende Schweißspannung(U) zu überwachen und eine Laserleistung (P) des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase (SP) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ) des Schweißprozesses einzustellen.
Laser-Hybrid-Schweißgerät (1) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuereinheit (4) dazu eingerichtet ist: die Laserstrahlquelle (5) in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase (SP) eines jeweiligen Schweißzyklus (SZ) des Schweißprozesses zu schalten und/oder eine Ablenkung des von der Laserstrahlquelle (5) abgegebenen Laserstrahls (LS) durch Ansteuerung einer Optikeinheit (6) des Laser-Hybrid-Schweißgerätes (1) in Abhängigkeit von der momentanen Schweißphase (SP) des jeweiligen Schweißzyklus (SZ) des Schweißprozesses zu steuern.