DE102021200551A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Laserschweißen zweier thermoplastischer Bauteile - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Laserschweißen zweier thermoplastischer Bauteile, insbesondere zum Laser-Durchstrahlschweißen eines transparenten und eines absorbierenden Bauteils (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3), umfasst folgende Verfahrensschritte:- Fixieren der beiden Bauteile (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) in ihrer zu verschweißenden Sollstellung zueinander,- Scannen eines Laserstrahls (7) entlang einer Soll-Schweißkontur zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3; 17, 18) mittelbar über eine stationäre, den fixierten Bauteilen zugeordnete Spiegelanordnung zur Herstellung einer Schweißnaht zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3; 17, 18), und- Überwachen der Wärmestrahlung bei der vom Laserstrahl (7) hervorgerufenen Schweißnaht-Bildung zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3; 17, 18) mithilfe eines Pyrometers (12) ebenfalls mittelbar über die Spiegelanordnung.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laserschweißen zweier thermoplastischer Bauteile, insbesondere zum Laser-Durchstrahlschweißen eines Laser-transparenten und eines Laserabsorbierenden Bauteils. Auch für das Verschweißen zweier transparenter Kunststoffe im sogenannten „Clear-Joining-Verfahren“ ist die Erfindung geeignet.
- Im Zuge der zunehmenden Verbreitung der Laserschweißtechnik für thermoplastische Bauteile besteht vermehrt die Notwendigkeit, Schweißnähte an Werkstücken möglichst flexibel, praktisch frei designbar, rationell und zuverlässig herzustellen. Als zwei Beispiele unter vielen können Schlauch-Verzweigungsstücke etwa in T- oder Y-Form zur Verbindung dreier Schläuche genannt werden, wobei pro Verzweigungsstück drei um 360° umlaufende Schweißnähte zwischen jedem Schlauch und den jeweiligen Verbindungstutzen des Verzweigungsstückes angelegt werden müssen. Es ist nachvollziehbar, dass die umlaufende Schweißnaht möglichst ohne zwischenzeitliches, umständliches und zeitraubendes Umspannen dieses Werkstückes realisiert werden sollte. Dem steht jedoch entgegen, dass bezogen auf eine gegebene Einfallsrichtung des eine Scanbewegung vollführenden Laserstrahls in der Regel erhebliche Abschnitte der Schweißkontur vom Bauteil selbst abgeschattet werden und damit für den Laserstrahl nicht zugänglich sind.
- Ein weiteres Problem bei einem Schweißvorgang kann darin bestehen, dass bei der Verschweißung aus bauteilgeometrischen Gründen kein Setzweg generiert wird, anders wie er beispielsweise bei einem Quasi-simultan-Verschweißen zweier Bauteile durch Abschmelzen eines Schweißsteges an einem Bauteil hervorgerufen wird, sodass der Setzwegverlauf gemessen und für die Qualitätsüberwachung des Schweißvorganges verwendet werden kann.
- Alternativ oder ergänzend hierzu ist beim Laserschweißen von thermoplastischen Kunststoffen eine Pyrometer-Überwachung des Schweißvorganges an sich bekannt, allerdings wird dies im Stand der Technik nur bei direkt vom Pyrometer-Messfeld erfassbaren Schweißnahtpassagen implementiert.
- Ausgehend von den geschilderten Problemen des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein rationell und mit hoher Prozesssicherheit durchführbares Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Laserschweißen zweier thermoplastischer Bauteile mit komplexer Schweißkontur umfassend insbesondere abgeschattete Bereiche anzugeben.
- Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht laut Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 durch ein Verfahren mit folgenden Schritten gelöst:
- - Fixieren der beiden Bauteile in ihrer zu verschweißenden Sollstellung zueinander,
- - Scannen eines Laserstrahls entlang einer Soll-Schweißkontur zwischen den beiden Bauteilen mittelbar über eine stationäre, den fixierten Bauteilen zugeordnete Spiegelanordnung zur Herstellung einer Schweißnaht zwischen den beiden Bauteilen zumindest auf einer Teillänge davon, und
- - Überwachen der Wärmestrahlung bei der vom Laserstrahl hervorgerufenen Schweißnaht-Bildung zwischen den beiden Bauteilen mithilfe eines Pyrometers ebenfalls mittelbar über die Spiegelanordnung.
- In vorrichtungstechnischer Hinsicht ist laut Kennzeichnungsteil des Anspruches 11 eine Laser-Schweißanordnung mit folgenden Komponenten vorgesehen:
- - eine Aufspannung zum Fixieren der beiden Bauteile in ihrer zu verschweißenden Sollstellung zueinander,
- - einen vorzugsweise durch einen Galvo-Scanner scanbaren Laser zum Scannen des Laserstrahls entlang einer Soll-Schweißkontur zwischen den beiden Bauteilen,
- - eine stationäre, den fixierten Bauteilen zugeordnete Spiegelanordnung für den Laserstrahl zur zumindest auf einer Teillänge mittelbaren Herstellung einer Schweißnaht, und
- - ein Pyrometer zur Überwachung der Wärmestrahlung bei der vom Laserstrahl hervorgerufenen Schweißnaht-Bildung zumindest auf einer Teillänge zwischen den beiden Bauteilen ebenfalls mittelbar über die Spiegelanordnung.
- Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung haben durch die Verwendung einer Spiegelanordnung und das mittelbare Herstellen der Schweißnaht sowie die Pyrometer-Überwachung über diese Spiegelanordnung den Vorteil, dass Schweißnaht-Passagen, die an sich vom Bauteil abgeschattet sind, trotzdem erfolgreich verschweißt und das Schweißergebnis im Hinblick auf die Nahtqualität ebenfalls durch eine mittelbare Erfassung der vom Schweißpunkt des Lasers emittierten Wärmestrahlung über die Spiegelanordnung mithilfe eines Pyrometers überwachbar und gegebenenfalls auch für eine automatische Regelung der Laserleistung einsetzbar ist.
- In einer vorteilhaften Ausprägung des Verfahrens kann abhängig von der Bauteilgeometrie eine mittelbare Verschweißung und Pyrometer-Überwachung über die Spiegelanordnung mit einer direkten Verschweißung und Pyrometer-Überwachung kombiniert werden.
- Sowohl der grundsätzlichen Verfahrensauslegung als auch der vorstehenden Weiterbildung ist der Vorteil zu eigen, dass die Bauteile ohne Umspannen komplett fertig geschweißt und dabei lückenlos Pyrometer-überwacht werden können.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für das Scannen des Laserstrahls zum Abtasten der Schweißkontur ein Galvo-Scanner eingesetzt. Dies führt zu einer hohen Flexibilisierung der realisierbaren Schweißkonturen.
- Verfahrenstechnisch vorteilhaft ist ferner die Einkopplung des Pyrometers mit seinem Messfeld in den Laserstrahl, da dies mit geringem apparatetechnischem Aufwand realisierbar ist. Dies trifft besonders für eine koaxiale Einkopplung des Pyrometers mit dem Laserstrahl.
- Für eine energieeffiziente Verschweißung mit flexibler Wellenlängenauslegung des Lasers stellt die Verwendung metallischer Spiegel mit breitbandigem Infrarot-Reflexionskoeffizienten für die Spiegelanordnung eine vorteilhafte Alternative dar.
- Qualitativ hochwertige Schweißergebnisse können erzielt werden, wenn die Spiegelanordnung individuell an die jeweilige Soll-Schweißkontur angepasst wird. Der bei flüchtiger Betrachtung hoch erscheinende apparative Aufwand kann dabei im Hinblick auf hohe Stückzahlen der jeweils zu verschweißenden Bauteile lohnenswert sein.
- Für spezielle Schweißnahtgeometrien, wie beispielsweise die Rundum-Verschweißung eines Deckels oder Tubenhalses auf einem zylindrischen Behälter, kann eine komplette mittelbare Verschweißung und Pyrometer-Überwachung mithilfe einer um die zu verschweißenden Bauteile herumverlaufenden Spiegelanordnung von Vorteil sein. Damit findet kein Wechsel zwischen einer direkten und mittelbaren Verschweißung bzw. Überwachung der Bauteile und Schweißnahtqualität statt.
- Die Pyrometer-Überwachung kann in bevorzugter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Qualitätsüberwachung der Schweißnaht eingesetzt werden, wozu das Ist-Messsignal des Pyrometers während der Schweißnaht-Herstellung mit einem Soll-Signalverlauf verglichen und ein Überschreiten eines erlaubten Toleranzbereiches detektiert wird. Dieses Ereignis kann dann beispielsweise für die Generierung eines Ausschusssignals zum Verwerfen des Werkstückes als Grundlage dienen.
- Unabhängig davon, ob die Schweißnaht nur teilweise oder vollständig durch mittelbares Bestrahlen der Bauteile entlang der Soll-Schweißkontur über die Spiegelanordnung erstellt wird, kann es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hinsichtlich der Qualität der Schweißnaht von Vorteil sein, die Soll-Schweißkontur unter gleichzeitiger Pyrometer-Überwachung mehrfach - beispielsweise über vier bis sechs Umläufe - mit dem Laserstrahl abzuscannen.
- Dank der stattfindenden Pyrometer-Überwachung des Schweißvorganges ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform für Bauteile aus Thermoplasten mit geringer Laser-Transmission einzusetzen, also insbesondere beispielsweise glasfaserverstärkte, teilkristalline Thermoplaste zumindest über eine Teillänge der Soll-Schweißkontur mittelbar über die Spiegelanordnung zu verschweißen.
- Zusammenfassend sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vielerlei Vorteile zu erzielen:
- - Es besteht die Möglichkeit der Prozesskontrolle auch bei komplexen Teilen, deren Schweißnaht nicht vollständig direkt für den Laser zugänglich ist.
- - Das Handling der Werkstücke ist stark vereinfacht, da diese nicht umgespannt werden müssen. Dies reduziert die Fehleranfälligkeit, da eine Beschädigung der Werkstücke und Fehlpositionierung bedingt durch ein zusätzliches Handhaben vermieden werden.
- - Durch schnelle Scanner-Prozesse für die Steuerung des Laserstrahls können reduzierte Zykluszeiten erzielt werden.
- - Es wird eine hohe Fertigungsflexibilität erreicht, da das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für eine direkte als auch indirekte Bestrahlung und Prozessüberwachung sowie einer Kombination davon funktionsfähig ist.
- - Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine Vielzahl von Werkstoffen einschließlich kritischer Materialien, wie gefüllte, kristalline Thermoplaste einsetzbar.
- - Mithilfe der Pyrometer-Prozessüberwachung sind verschiedenste Fehlerbilder, wie unzulässige Parameteränderungen, Überhitzung, Fehlstellen oder Spiegelbeschädigungen erkennbar.
- Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 eine schematische Draufsicht auf eine Schweißanordnung mit drei Schläuchen und T-förmigem Verzweigungsstück als Werkstück, -
2 bis6 schematische Querschnitte der Schweißanordnung entlang der Schnittlinie II-II nach1 in verschiedenen aufeinanderfolgenden Verfahrenszwischenschritten während einer Schweißnaht-Herstellung in einer ersten Ausführungsform, -
7 einen schematischen Längsschnitt einer Schweißanordnung in einem Verfahrenszwischenschritt während einer Schweißnaht-Herstellung in einer zweiten Ausführungsform, sowie -
8 bis10 zeitaufgelöste Diagramme eines bei einem Schweißvorgang generierten Pyrometer-Signals zur Veranschaulichung von Gut- und Schlechtschweißungen. - Anhand von
1 bis6 ist eine Laser-Schweißanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Laserschweißverfahrens und das Verfahren selbst zu erläutern. So wird als Werkstück W ein in Draufsicht T-förmiges Verzweigungsstück 1 aus einem für Laserstrahlung transparenten Thermoplast mit jeweils in deren Anschlussstutzen 2.1, 2.2, 2.3 unter Presspassung eingesetzten Schläuchen 3.1, 3.2, 3.3 in der nur in1 gezeigten Werkstück-Aufspannung 4 fixiert. Mithilfe eines oberhalb der Werkstück-Aufspannung 4 angeordneten Lasers 5 wird ein Laserstrahl 7 erzeugt, der über einen Galvo-Scanner 6 kontrolliert über das Werkstück W geführt wird, um eine um die Anschlussstutzen 2.1, 2.2, 2.3 umlaufende Schweißnaht 8 zwischen diesem und den Schläuchen 3.1, 3.2, 3.3 herzustellen. Dies erfolgt im sogenannten Durchstrahlschweißen, da die Anschlussstutzen 2.1, 2.2, 2.3 für die Laserstrahlung transparent sind. Der Laserstrahl 7 wird dann von Material der Schläuche 3.1, 3.2, 3.3 absorbiert, das beim Abtasten der die Schweißnaht 8 erzeugenden Soll-Schweißkontur im jeweiligen Auftreffpunkt des Laserstrahls 7 auf den Schlauch 3.1, 3.2, 3.3 aufschmilzt und sich mit dem Anschlussstutzen 2.1, 2.2, 2.3 verschweißt. Dazu muss der Laserstrahl 7 ein- oder mehrmals komplett um den jeweiligen Anschlussstutzen 2.1, 2.2, 2.3 und Schlauch 3.1, 3.2, 3.3 herumgeführt werden, was im Hinblick auf die Anordnung des Scanners 6 oberhalb der Aufspannung 4 nicht direkt möglich ist. Vielmehr sind beiderseits unterhalb der jeweiligen Anschlussstutzen 2.1, 2.2, 2.3 und Schläuche 3.1, 3.2, 3.3 metallische Spiegel 9, 10 stationär angeordnet, die mit ihrer Reflexionsfläche 11 schräg von unten Richtung Werkstück W weisen. - In den Laser 5 ist ferner ein Pyrometer 12 integriert, dessen Messfeld 13 koaxial zum Laserstrahl 7 in die Anordnung eingekoppelt ist. Auf diese Weise kann die vom jeweiligen Auftreffpunkt des Laserstrahls 7 auf die Soll-Schweißkontur emittierte Wärmestrahlung 14 gemessen und für die Überwachung des Schweißvorgangs entlang der Soll-Schweißkontur verwendet werden.
- Wie nun aus einer Zusammenschau der
2 bis6 deutlich wird, wird der Laserstrahl 7 mittels des Galvo-Scanners 6 im nach oben weisenden Bereich des Werkstückes W zusammen mit dem Messfeld 13 des Pyrometers 12 direkt auf das Werkstück W gerichtet. Von der gesamten, vom aktuellen Schweißpunkt 15 emittierten Wärmestrahlung 14 detektiert das Pyrometer 12 lediglich den in sein Messfeld 13 fallenden Anteil, was jedoch für eine erfolgreiche Überwachung der Temperatur im Schweißpunkt 15 ausreicht. - Diese unmittelbare Bestrahlung des Werkstücks 7 mit direkter Detektion der Wärmestrahlung 14 mithilfe des Pyrometers 12 erfolgt beim Abtasten der nach oben zum Galvo-Scanner 6 weisenden Passagen des Werkstücks W durch den Laserstrahl 7 im Uhrzeigersinn bezogen auf die
2 und3 . Diese beiden Zeichnungen geben - wie die weiteren4 bis7 - jeweils Momentaufnahmen während der Laserbestrahlung eines Werkstück-Bereiches wieder. - Wie aus den
4 und5 deutlich wird, können die nach unten weisenden Passagen des Werkstücks W weder vom Laserstrahl 7 unmittelbar erreicht, noch ein entsprechender Schweißpunkt 15 vom Messfeld 13 des Pyrometers 12 erfasst werden. Um trotzdem eine Verschweißung und Pyrometer-Überwachung zu realisieren, wird der Laserstrahl 7 mit dem Messfeld 13 des Pyrometers 12 mittelbar erst über den Spiegel 9 - siehe4 und5 - und anschließend über den Spiegel 10 - siehe6 - um das Werkstück W herumgeführt, um die umlaufende, geschlossene Schweißnaht 8 zwischen dem jeweiligen Anschlussstutzen 2 des Verzweigungsstücks 1 und dem Schlauch 3 ohne Umpositionierung des Werkstücks W herzustellen. Während dieser Abtastbewegung des Laserstrahls 7 wird synchron mithilfe des Pyrometers 12 die Temperatur des umlaufenden Schweißpunkts 15 erfasst. Dies kann beispielsweise für eine automatische Regelung der Leistung des Lasers 5 herangezogen werden. - Anhand von
7 ist eine Schweißanordnung und ein entsprechendes Verfahren zu erläutern, bei dem mithilfe einer mit dem Ausführungsbeispiel gemäß den2 bis6 identischen Laser-/Pyrometer-Anordnung 5, 12 eine Soll-Schweißkontur beispielsweise für eine Schweißnaht 8' zwischen einem Behälter 16 und einem Deckel 17 einer Kunststoffdose 18 hergestellt wird. Hier ist aufgrund der Konfiguration von Behälter 16 und Deckel 17 der Laserstrahl 7 von der Seite her komplett um 360° um dieses Werkstück W' herumzuführen, was auf direktem Wege nicht möglich ist. Dementsprechend ist eine trichterförmige Spiegelanordnung 19 mit einer entsprechend schräg stehenden, umlaufenden Reflexionsfläche 20 um das Werkstück W' vorgesehen. Der Laserstrahl 7 mit dem Messfeld 13 des Pyrometers 12 wird mehrmals über die Reflexionsfläche 20 umlaufend um das Werkstück W' herumgeführt, sodass unter entsprechender Überwachung der Temperatur des umlaufenden Schweißpunkts mithilfe des Pyrometers 12 eine umlaufende Schweißnaht 8' zwischen Behälter 16 und Deckel 17 hergestellt wird. - Anhand der
8 und9 kann die Pyrometer-Überwachung anhand der dargestellten zeitlichen, geglätteten Verläufe des Pyrometer-Signals PS bei der erläuterten Schweißung des Werkstücks W gemäß den1 bis6 erläutert werden. So gibt in den8 und9 die Periode t1 die Herstellung der Schweißnaht 8 zwischen dem Haupt-Anschlussstutzen 2.1 und dem entsprechenden Schlauch 3.1 des Verzweigungsstücks 1 mit insgesamt fünf Umläufen des Laserstrahls 7 wieder. In den Perioden t2 und t3 wird das Pyrometer-Signal PS bei der Herstellung der beiden anderen Schweißnähte 8 in beiden Verzweigungsstutzen 2.2, 2.3 mit den entsprechenden Schläuchen 3.2, 3.3 wiedergegeben. Wie aus den Minima und Maxima in diesen Perioden t2 und t3 erkennbar ist, werden hierbei vier Umläufe des Laserstrahls 7 vollzogen. - In
8 stimmen bei zwei zur vergleichenden Schweißungen die beiden gestrichelt bzw. mit durchgezogener Linie dargestellten Verläufe des Pyrometer-Signals PS bis auf geringe Abweichungen überein und zeigen einen erwartungsgemäßen Verlauf mit von Umlauf zu Umlauf steigendem Temperaturmaximum. Dies bedeutet, dass es sich um Gutschweißungen handelt, die geschweißten Werkstücke W also in Ordnung sind. - Bei dem in
9 gezeigten Beispiel entspricht die von der durchgezogenen Linie repräsentierte Schweißung eines Werkstücks W wegen des typischen Signalverlaufs wieder einer Gutschweißung, wohingegen bei dem gestrichelt wiedergegebenen Verlauf die dritte Schweißung in der Periode t3 ein vom typischen Soll-Verlauf stark abweichendes Kurvenverhalten zeigt. Das Fehlerbild lässt auf eine schlechte Positionierung des Werkstücks W in der Aufspannung 4 schließen. - Das Beispiel gemäß
10 repräsentiert mit der durchgezogenen Linie wieder den typischen Verlauf einer Gutschweißung. Bei der mit gestrichelter Linie dargestellten Vergleichsschweißung lässt sich in allen Perioden t1 bis t3 eine deutliche Abweichung vom Signalverlauf bei der Gutschweißung feststellen, was durch eine Vorwahl der Laser-Leistung auf einen zu niedrigen Wert zu erklären ist. - Der Vollständigkeit halber werden nachfolgend Anlagen- und Prozessparameter für den Schweißprozess mit seiner Pyrometer-Überwachung angegeben:
- Schweißprozess:
- - Laserleistung: 50 W
- - Laserspot-Durchmesser: 4 mm
- - Vorschubgeschwindigkeit: 65 - 110 mm/s
- - Schweißzeit: 5,5 - 7,5 s
- - 5 Umläufe
- Pyrometer:
- - Meßfrequenz: 2 kHz
- - Meßwellenlänge: ca. 1,4 - 2,3 µm
- - Meßfleckgröße: ca. 5 mm
- Abweichende Parameter, wie beispielsweise eine höhere Vorschubgeschwindigkeit und Laserleistung sind je nach Anwendungsfall denkbar.
Claims (11)
- Verfahren zum Laserschweißen zweier thermoplastischer Bauteile, insbesondere zum Laser-Durchstrahlschweißen eines transparenten und eines absorbierenden Bauteils (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3), gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: - Fixieren der beiden Bauteile (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) in ihrer zu verschweißenden Sollstellung zueinander, - Scannen eines Laserstrahls (7) entlang einer Soll-Schweißkontur zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3; 17, 18) mittelbar über eine stationäre, den fixierten Bauteilen zugeordnete Spiegelanordnung (9, 10; 19) zur Herstellung einer Schweißnaht zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3; 17, 18) zumindest auf einer Teillänge davon, und - Überwachen der Wärmestrahlung bei der vom Laserstrahl (7) hervorgerufenen Schweißnaht-Bildung zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3; 17, 18) mithilfe eines Pyrometers (12) ebenfalls mittelbar über die Spiegelanordnung (9, 10; 19).
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die über die Spiegelanordnung (9, 10) stattfindende mittelbare Verschweißung und Pyrometer-Überwachung in von den Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) abgeschatteten Passagen der Schweißnaht vorgenommen werden, wogegen in von den Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) nicht abgeschatteten Passagen der Schweißnaht eine direkte Verschweißung und Pyrometer-Überwachung ohne Verwendung der Spiegelanordnung (9, 10; 19) stattfinden. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass für das Scannen des Laserstrahls (7) ein Galvo-Scanner (6) verwendet wird. - Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pyrometer (12) mit seinem Messfeld (13) in den Laserstrahl-Verlauf, vorzugsweise koaxial mit dem Laserstrahl (7), eingekoppelt wird.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Spiegelanordnung metallische Spiegel (9, 10; 19) mit breitbandigem Infrarot-Reflektionskoeffizienten verwendet werden.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiegelanordnung (9, 10; 19) an die jeweilige Soll-Schweißkontur angepasst wird.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die komplette Schweißnaht mittelbar über eine um die zu verschweißenden Bauteile (17, 18) herum verlaufende Spiegelanordnung (19) hergestellt und dabei mittelbar über diese Spiegelanordnung (19) Pyrometer-überwacht wird.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatisierten Qualitätsüberwachung der Schweißnaht das Ist-Messsignal (PS) des Pyrometers (12) während der Schweißnaht-Herstellung mit einem Soll-Signalverlauf verglichen und ein Überschreiten eines erlaubten Toleranzbereiches detektiert wird.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soll-Schweißkontur für die Herstellung einer Schweißnaht mehrfach mit dem Laserstrahl (7) abgescannt wird.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteile aus Thermoplasten mit geringer Laser-Transmission, insbesondere aus glasfaserverstärkten, teilkristallinen Thermoplasten zumindest über eine Teillänge der Soll-Schweißkontur mittelbar über die Spiegelanordnung verschweißt und Pyrometer-überwacht werden.
- Laser-Schweißanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch - eine Aufspannung (4) zum Fixieren der beiden Bauteile (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) in ihrer zu verschweißenden Sollstellung zueinander, - einen vorzugsweise durch einen Galvo-Scanner (6) scanbaren Laser (5) zum Scannen des Laserstrahls (7) entlang einer Soll-Schweißkontur zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3), - eine stationäre, den fixierten Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) zugeordnete Spiegelanordnung (9, 10; 19) für den Laserstrahl (7) zur zumindest auf einer Teillänge mittelbaren Herstellung einer Schweißnaht (8), und - ein Pyrometer (12) zur Überwachung der Wärmestrahlung bei der vom Laserstrahl (7) hervorgerufenen Schweißnaht-Bildung zumindest auf einer Teillänge zwischen den beiden Bauteilen (2.1, 2.2, 2.3; 3.1, 3.2, 3.3) ebenfalls mittelbar über die Spiegelanordnung (9, 10; 19).
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