-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schweißvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißnaht an einem Verschweißobjekt.
-
Stand der Technik
-
Bei der Anwendung bekannter Schweißverfahren und Schweißvorrichtungen können zum Verschweißen von zwei oder mehreren dünnen Blechen oder Folien diese im Überlapp geschweißt werden. Dabei können meist Laserstrahlschweißen oder Elektronenstrahlschweißen verwendet werden, um den Energieeintrag besser einstellen zu können und somit die Effekte des Verzugs von dünnen Bauteilen vermindert werden können. Dabei wird meist mit einem Laser- oder Elektronenstrahl gearbeitet, der von oben auf ein horizontal liegendes Bauteil trifft.
-
Für eine Herstellung eines Brennstoffzellenstapels müssen meist viele Bipolarplattenpaare, die als ebene oder geprägte, teils mit Oberflächenstrukturen versehene, dünne Bleche ausgeführt sind, miteinander im Überlapp verschweißt werden. Dabei kann es notwendig sein, dass diese Schweißung gasdicht ausgeführt werden soll. Die Schweißnähte können teilweise sehr lang sein (etwa größer als 1 m pro Bipolarplattenpaar). Die zu verschweißenden Stellen der beiden Bleche sollen meist eng aneinander anliegen und im besten Fall keinen Spalt haben.
-
Die Bleche können unmittelbar an der Schweißstelle gegeneinander angepresst werden oder alternativ mittels Luft-Evakuierung aus dem Zwischenspalt aneinander herangezogen werden. Meistens können die Bleche horizontal auf einem Band, einer Achse, oder einer Schweißvorrichtung positioniert und eingespannt werden. Ein zum Schweißen verwendeter Laserstrahl kann von oben auf das Werkstück einstrahlen, wobei meist die untere Seite des Werkstücks durch die Auflagefläche verdeckt sein kann.
-
In der
EP 2 919 942 B1 wird ein Schweißverfahren zum Verbinden zweier Werkstücke beschrieben.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung schafft eine Schweißvorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißnaht an einem Verschweißobjekt nach Anspruch 9.
-
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Schweißvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Schweißnaht an einem Verschweißobjekt anzugeben, wobei ein Schweißstrahl aufgeteilt werden kann und an mehreren Stellen auf einem Verschweißobjekt eine Schweißnaht erzeugt werden kann, wodurch der Schweißprozess schneller erfolgen kann.
-
Durch die Erfindung kann der Schweißprozess eines Verschweißobjekts, etwa von Bipolarplattenpaaren, durch Parallelisierung und Vervielfältigung des Schweißstrahls beschleunigt werden.
-
Erfindungsgemäß umfasst die Schweißvorrichtung zumindest eine Laservorrichtung und/oder eine Elektronenstrahlvorrichtung, mit welcher ein Schweißstrahl erzeugbar ist und auf einen zu verschweißenden Bereich eines Verschweißobjekts ausrichtbar ist und durch welchen eine Schweißnaht an dem Verschweißobjekt erzeugbar ist; eine Haltevorrichtung, mit welcher das Verschweißobjekt in einer Schweißposition haltbar ist, zumindest einen Strahlteiler, mit welchem der Schweißstrahl in mehrere Teilstrahlen teilbar ist, wobei in der Schweißposition ein Laserstrahl durch die Laservorrichtung und/oder ein Elektronenstrahl durch die Elektronenstrahlvorrichtung als Schweißstrahl erzeugbar ist und die Teilstrahlen auf das Verschweißobjekt ausrichtbar sind.
-
Die Schweißnaht kann aus mehreren Teilbereichen bestehen, die über die Oberfläche des Verschweißobjekts ein Kurvenmuster oder ein Zickzackmuster bilden können, so dass Richtungsvariationen in der Ebene des Verschweißobjekts erzeugbar sind und dadurch ein Verzug beim Verschweißen zwischen mehreren Werkstücken des Verschweißobjekts verringert oder ausgeglichen werden kann. Die Teilstrahlen können von einer oder beiden gegenüberliegenden Seiten des Verschweißobjekts auf dieses treffen, vorteilhaft an unterschiedlichen Positionen.
-
Die Erfindung ist anwendbar bei Schweißen von Bipolarplatten in Brennstoffzellen (Verwendung als Stapel, aber auch als Elektrolyseur), , , sowie alle Anwendungen, bei denen dünne Bleche verschweißt und während des Schweißprozesses aneinander angepresst werden.
-
Es können Werkstücke, beispielsweise Bipolarplatten, von einer oder zwei flachen Seiten oder an mehreren Stellen einer Seite gleichzeitig oder nacheinander geschweißt werden. Dazu kann eine Haltevorrichtung als Anpressvorrichtung ausgeführt werden, so dass die Schweißnaht eine Kontur aufweisen kann, die einfach zugänglich sein kann.
-
Beim Herstellen eines Stapels für eine Brennstoffzelle können viele Bipolarplattenpaare, die als ebene oder geprägte, teils mit Oberflächenstrukturen versehene dünne Bleche ausgeführt sind, miteinander im Überlapp verschweißt werden. Die Schweißung kann zwischen den Werkstücken gasdicht ausgeführt werden. Aufgrund der langen Schweißnaht auf jeder Bipolarplatte und einer hohen Anzahl an den zu verschweißenden Bipolarplattenpaaren in einem Stapel, soll die Schweißgeschwindigkeit möglichst hoch sein und die Schweißlänge möglichst gering. Die Schweißlänge lässt sich verkürzen, wenn die Naht auf einem möglichst kurzen Weg die Werkstücke miteinander verbindet.
-
Üblicherweise kann eine Schweißnaht hauptsächlich aus geraden Strecken bestehen, wobei teilweise jedoch die Schweißnahtkontur angepasst werden kann, z.B. um den Materialverzug oder die Anbindefläche zu optimieren oder den verwendeten Spannvorrichtungen entsprechend Platz zum Wirkeingriff zu bieten. Durch eine Haltevorrichtung und Erzeugung der Schweißnaht mit Teilstrahlen kann diesen Anpassungen der Schweißnahtkontur entgegengewirkt werden und ein Materialverzug zumindest verringert werden.
-
Durch Teilstrahlen und durch gezieltes Setzen der Schweißnähte auf der Vorderseite, möglicherweise auch auf der Rückseite, mit mehreren Laserstrahlen gleichzeitig oder zeitlich versetzt, kann der Verzug des Bauteils minimiert werden.
-
Die Haltevorrichtung und Aufbringung der Teilstrahlen kann als Anlagentechnik einfach und schnell zum Verschweißen führen. Es kann auf einen Aufbau eines Vakuums zwischen den Platten verzichtet werden. Die Anpresskraft der Werkstücke durch die Haltevorrichtung zueinander kann mithilfe von Sensoren überprüft werden, wodurch eine Prozesskontrolle stattfinden kann.
-
Ein schnelles Schweißen der Werkstücke, etwa Bipolarplatten, kann meist durch eine Bewegung des Schweißstrahls über dem Verschweißobjekt erfolgen und/oder durch die Bewegung des Verschweißobjekts unter dem Schweißstrahl. Der Schweißstrahl kann refraktiv, diffraktiv und/oder von einem Galvanometerscannersystem, von einem optomechanischen System, wie z.B. akkustooptische oder elektrooptische Modulatoren, ausgelenkt und/oder geteilt werden.
-
Mittels der Schweißvorrichtung kann der Schweißprozess am Verschweißobjekt derart durchgeführt werden, dass das Erzeugen der Schweißnähte mit den Teilstrahlen parallelisiert werden kann. Dabei wird vorzugsweise nur eine Laserstrahl- oder Elektronenstrahlquelle als Schweißstrahlquelle verwendet.
-
Die einzelnen Teilstrahlen können sowohl starr relativ zueinander positioniert sein, als auch variabel bewegt und/oder positioniert werden. Es kann vorteilhaft davon ausgegangen werden, dass durch paralleles Schweißen von Werkstücken, beispielsweise von dünnen Blechen, und dies simultan an mehreren Stellen, sich ein Verzug der Werkstücke ausgleichen kann oder erst gar nicht ausbildet und die Werkstücke und Bauteile, in denen die Werkstücke angeordnet sein können, sich weniger verformen. Des Weiteren kann der Schweißprozess durch die Parallelisierung so geführt werden, dass das Bauteil sich in seiner Einspannung, welche von der Haltevorrichtung vorgegeben werden kann, weniger bewegt und so kein oder kein signifikanter Spalt zwischen den angepressten Werkstücken, etwa den dünnen Blechen, beim Schweißen entsteht.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung sind die Teilstrahlen auf das Verschweißobjekt von einer ersten Seite und/oder von einer zweiten Seite auf das Verschweißobjekt ausrichtbar.
-
Es kann somit das Verschweißobjekt von zwei Seiten geschweißt werden, an einander gegenüberliegenden Stellen oder versetzt zueinander. Dadurch kann eine Länge der Schweißnaht an einer Seite verringert werden, und die Dauer des Schweißens verkürzt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung sind die Teilstrahlen gleichzeitig auf das Verschweißobjekt ausrichtbar und mehrere Teilschweißnähte gleichzeitig erzeugbar.
-
Mit mehreren Teilschweißnähten kann eine Gesamtschweißnaht schneller erzeugt werden als mit nur einem Schweißstrahl. Die Teilschweißnähte können eine höhere Stabilität der Gesamtschweißnaht erzeugen, da die Teilschweißnähte in unterschiedliche Richtungen und/oder von verschiedenen Seiten verlaufen können und daher ein Verzug oder eine Spannung auf die Schweißstellen verringern oder ausgleichen können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung ist die Haltevorrichtung dazu ausgeformt, ein derartiges Verschweißobjekt zu halten, welches ein erstes Werkstück und zumindest ein zweites Werkstück umfasst und diese beiden Werkstücke sind miteinander durch die Schweißnaht verbindbar, wobei das erste Werkstück und das zweite Werkstück zumindest bereichsweise im Bereich der Schweißnaht überlappen.
-
Das Verschweißobjekt kann auch aus mehr als zwei Werkstücken verschweißt werden, übereinander und/oder bereichsweise überlappend.
-
Zwei Werkstücke können im Bereich des Überlapps schnell und einfach sowie robust verschweißt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung ist der Strahlteiler dazu ausgelegt, zumindest zwei Teilstrahlen zu erzeugen, welche um eine bestimmte Distanz auf einer selben Seite oder auf zwei unterschiedlichen Seiten des Verschweißobjekt in einer parallelen und/oder nachfolgenden Trajektorie zueinander oder in voneinander abweichenden Richtungen zueinander über eine Oberfläche des Verschweißobjekts führbar sind.
-
Die Trajektorie kann auf einer oder beiden Seiten des Verschweißobjekts eine Rundform, etwa ein Kreissegment, oder ein Zickzackmuster, etwa aneinander anschließende Geraden, aufweisen, wobei zwei benachbarte Rundformen oder Geraden sich im Bereich der Enden kreuzen können. Diese Trajektorie kann vollständig auf einer Seite oder alternierend in Teilstücken auf beiden Seiten ausgebildet sein und eine geschlossene oder offene Kontur über das Verschweißobjekt bilden, etwa in Projektion auf eine Draufsicht wenn die Teilbereiche auf unterschiedlichen Seiten verlaufen und aneinander alternierend anschließen können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung umfasst der Strahlteiler ein refraktives Element und/oder ein diffraktives Element und/oder einen akustooptischen Modulator und/oder einen elektrooptischen Modulator.
-
Es können unterschiedliche Arten der Teilung des Strahls angewandt werden, einzeln oder gleichzeitig in Kombination, etwa im Strahlverlauf nacheinander. Die Strahlteilung kann etwa auch mit einer Steuereinrichtung steuerbar sein, wenn die Funktion des Strahlteilers steuerbar ist, dessen Funktion etwa elektronisch einstellbar ist.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung umfasst der Strahlteiler als refraktives Element einen Keil oder ein Prisma.
-
Die Strahlteilung kann mit einem oder mehreren Strahlteilern erfolgen, welche die Schweißvorrichtung umfassen kann. Der Strahlteiler kann ein refraktiver Strahlteiler sein, beispielsweise ein Keil oder Prisma, und/oder ein diffraktiver Strahlteiler, beispielsweise ein diffraktives optisches Element DOE oder ein Modulator (sogenannter Spatial Light Modulator SLM) oder mit anderen optischen Elementen umgesetzt werden. Des Weiteren sind auch akustooptische oder elektrooptische Modulatoren zur Schweißstrahlteilung einsetzbar. Die Ausrichtung und Erzeugung einer Vielzahl von Schweißbereichen (Spots) als Multispot-Strahlprofil in der Bearbeitungsebene kann auch gedreht werden, beispielsweise durch die Rotation des strahlteilenden Elements.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Schweißvorrichtung entspricht das erste Werkstück einer ersten Seite des Verschweißobjekts und das zweite Werkstück entspricht einer zweiten Seite des Verschweißobjekts und die Haltevorrichtung ist dazu eingerichtet und derart positioniert, um mit dem ersten Haltebereich das erste Werkstück zum zweiten Werkstück hin zu drücken und mit dem zweiten Haltebereich das zweite Werkstück zum ersten Werkstück hin zu drücken.
-
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Herstellen einer Schweißnaht an einem Verschweißobjekt ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung; ein Bereitstellen eines Verschweißobjekts; ein Halten des Verschweißobjekts in einer Schweißposition durch die Haltevorrichtung; ein Erzeugen und Ausrichten eines Schweißstrahls auf einen zu verschweißenden Bereich des Verschweißobjekts, wobei durch zumindest einen Strahlteiler der Schweißstrahl in mehrere Teilstrahlen geteilt wird, wobei in der Schweißposition ein Laserstrahl durch die Laservorrichtung und/oder ein Elektronenstrahl durch die Elektronenstrahlvorrichtung als Schweißstrahl erzeugt wird und die Teilstrahlen auf das Verschweißobjekt ausgerichtet werden; und ein Erzeugen einer Schweißnaht an dem Verschweißobjekt durch die Teilstrahlen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein derartiges Verschweißobjekt gehalten, welches ein erstes Werkstück und zumindest ein zweites Werkstück umfasst und diese beiden Werkstücke miteinander durch die Schweißnaht verbunden werden, wobei das erste Werkstück und das zweite Werkstück zumindest bereichsweise im Bereich der Schweißnaht überlappen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die Teilstrahlen auf das Verschweißobjekt von einer ersten Seite und/oder von einer zweiten Seite auf das Verschweißobjekt ausgerichtet, und die Teilstrahlen gleichzeitig auf das Verschweißobjekt ausgerichtet und dabei mehrere Teilschweißnähte gleichzeitig erzeugt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden durch den Strahlteiler zumindest zwei Teilstrahlen erzeugt, welche um eine bestimmte Distanz auf einer selben Seite oder auf zwei unterschiedlichen Seiten des Verschweißobjekts in einer parallelen und/oder nachfolgenden Trajektorie zueinander oder in voneinander abweichenden Richtungen zueinander über eine Oberfläche des Verschweißobjekts geführt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird durch den Strahlteiler zumindest ein erster Teilstrahl und ein zweiter Teilstrahl erzeugt, wobei der zweite Teilstrahl dem ersten Teilstrahl über die Oberfläche des Verschweißobjekt nachgeführt wird, bis eine vom zweiten Teilstrahl erzeugte zweite Teilschweißnaht an eine vom ersten Teilstrahl erzeugte erste Teilschweißnaht anschließt.
-
Durch ein vorteilhaftes Aneinanderpressen der Werkstücke und ein Aufbringen des Schweißstrahls an beide Seiten, vorteilhaft ohne dabei das Verschweißobjekt aus der Haltevorrichtung zu lösen, kann der Schweißstrahl über das erste Werkstück und/oder das zweite Werkstück geführt werden und zumindest in einem bestimmten Abschnitt in der Projektionsrichtung durchgängig sein. In dem ersten Bereich kann somit eine erste Schweißnaht verlaufen und an deren Ende auf der zweiten Seite am zweiten Werkstück die zweite Schweißnaht anschließen, in der Projektion aufeinander dann an diesem Übergang von erster zu zweiter Seite eine in Projektion durchgängige Schweißnaht bilden oder sich im Endbereich überkreuzen. Dadurch kann ein Ausspannen des Verschweißobjekts aus der Haltevorrichtung beim Erzeugen der Schweißnaht vermieden werden und eine Stabilität der Schweißstelle vergrößert werden. Des Weiteren kann eine Taktzeit der Laserstrahlvorrichtung und/oder der Elektronenstrahlvorrichtung vergrößert werden und ein Verzug des Verschweißobjekts verringert werden.
-
Die Schweißvorrichtung kann sich auch durch die in Verbindung mit dem Verfahren genannten Merkmale und dessen Vorteile auszeichnen und umgekehrt.
-
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
-
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Schweißvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2a eine schematische Darstellung einer Erzeugung von Teilschweißnähten nach einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2b eine schematische Darstellung einer Erzeugung von Teilschweißnähten nach einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2c eine schematische Darstellung einer Erzeugung von Teilschweißnähten nach einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 3 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Herstellen einer Schweißnaht an einem Verschweißobjekt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schweißvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Die Schweißvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Laservorrichtung 1 und/oder eine Elektronenstrahlvorrichtung 2, mit welcher ein Schweißstrahl erzeugbar ist und auf einen zu verschweißenden Bereich eines Verschweißobjekts VO ausrichtbar ist und durch welchen eine Schweißnaht an dem Verschweißobjekt erzeugbar ist; eine Haltevorrichtung 3, mit welcher das Verschweißobjekt VO in einer Schweißposition haltbar ist, zumindest einen Strahlteiler ST, mit welchem der Schweißstrahl in mehrere Teilstrahlen (T1, T2, ..., Tn) teilbar ist, wobei in der Schweißposition ein Laserstrahl durch die Laservorrichtung 1 und/oder ein Elektronenstrahl durch die Elektronenstrahlvorrichtung 2 als Schweißstrahl erzeugbar ist und die Teilstrahlen auf das Verschweißobjekt VO ausrichtbar sind. Die Teilstrahlen T1 und T2 können von einer ersten Seite A auf das Verschweißobjekt VO ausgerichtet sein, was in der 1 gezeigt wird. Alternativ dazu ist es aber auch möglich die Teilstrahlen nur auf eine zweite Seite B auf das Verschweißobjekt VO oder einen der Teilstrahlen auf die erste Seite und den anderen der Teilstrahlen auf die zweite Seite B zu richten (nicht gezeigt).
-
Der ursprünglich (anfangs) erzeugte Schweißstrahl kann durch den Strahlteiler ST in mehrere Teilstrahlen geteilt werden und die Teilstrahlen können, beispielsweise gleichzeitig, auf das Verschweißobjekt VO ausgerichtet werden. Die Haltevorrichtung 3 kann dazu ausgeformt sein, ein derartiges Verschweißobjekt VO zu halten, welches ein erstes Werkstück W1 und ein zweites Werkstück W2 umfasst und diese beiden Werkstücke miteinander durch die Schweißnaht verbindbar sind, wobei das erste Werkstück W1 und das zweite Werkstück W2 zumindest bereichsweise im Bereich der Schweißnaht überlappen. Das erste Werkstück W1 kann einer ersten Seite A des Verschweißobjekts VO entsprechen und das zweite Werkstück W2 kann einer zweiten Seite B des Verschweißobjekts VO entsprechen und die Haltevorrichtung 3 kann dazu eingerichtet und derart positioniert sein, um mit dem ersten Haltebereich 3a das erste Werkstück W1 zum zweiten Werkstück W2 hin zu drücken und mit dem zweiten Haltebereich 3b das zweite Werkstück W2 zum ersten Werkstück W1 hin zu drücken, vorteilhaft gasdicht zwischeneinander und vorteilhaft mit einem Restspalt L (mit Gas oder Vakuum) zwischen diesen oder auch direkt aneinander anliegen. Die Haltevorrichtung 3 kann dabei an der entsprechenden Seite eine Ausnehmung A1 für den ersten Teilstrahl T1 und eine zweite Ausnehmung A2 (aus der Einstrahlrichtung P gesehen) für den zweiten Teilstrahl T2 aufweisen, durch welche der entsprechende Teilstrahl auf das Verschweißobjekt VO einstrahlbar sein kann.
-
2a zeigt eine schematische Darstellung einer Erzeugung von Teilschweißnähten nach einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Das Verschweißobjekt VO wird in einer Draufsicht auf eine zu verschweißende Oberfläche des ersten Werkstücks W1 oder zweiten Werkstücks W2 gezeigt, ebenso in den 2b und 2c.
-
Die Schweißnaht (SN1, SN2, ...) kann an dem Verschweißobjekt VO durch die Teilstrahlen (T1, T2, ...) erzeugt werden. Es können dazu die Teilstrahlen (T1, T2,..., Tn) auf das Verschweißobjekt VO von einer ersten Seite auf das Verschweißobjekt VO ausgerichtet werden, und die Teilstrahlen gleichzeitig oder nacheinander auf das Verschweißobjekt VO ausgerichtet werden und dabei mehrere Teilschweißnähte erzeugt werden.
-
2b zeigt eine schematische Darstellung einer Erzeugung von Teilschweißnähten nach einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Es kann ein Schweißen von Verschweißobjekten, beispielsweise von Bipolarplatten mit Multispot-Laserstrahlung erfolgen.
-
2c zeigt eine schematische Darstellung einer Erzeugung von Teilschweißnähten nach einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Es können die Teilstrahlen um eine bestimmte Distanz auf einer selben Seite des Verschweißobjekt VO in parallelen Trajektorien erzeugt werden, wie in 2b gezeigt, wobei drei Teilstrahlen T1, T2 und T3 parallel verlaufende Teilschweißnähte SN1, SN2 und SN3, beispielsweise gleichzeitig, erzeugen können. Nach der 2c können auf solche parallel laufenden Teilstrahlen T2, T4, T6 (andere Nummerierung) auch noch zusätzlich nachfolgende Teilstrahlen T1, T3 und T5 folgen. Dabei können die parallel laufenden Teilstrahlen T2, T4, T6 und die nachfolgenden Teilstrahlen T1, T3 und T5 entweder jeweils eigene Bereiche der Trajektorie (also Teiltrajektorien, die sich dann zu einer Gesamttrajektorie K zusammenschließen können) ablaufen oder die nachfolgenden Teilstrahlen T1, T3 und T5 können den parallel laufenden Teilstrahlen T2, T4, T6 zumindest bereichsweise auf dem gleichen Abschnitt der Trajektorie folgen. Auf diese Weise kann eine Gesamtkontur K der Teilschweißnähte entstehen, welche aus Teilbereichen der Trajektorie zusammengesetzt sein kann. Das Muster aneinander anschließender Geraden aus den 2b und 2c kann gleich sein, mit den parallelen Strahlen und nachfolgenden Strahlen der 2c allerdings schneller oder bereichsweise mehrfach geschweißt werden, was die Schweißnaht verbessert oder das Schweißen der Gesamtkontur K beschleunigen kann. Mit anderen Worten kann nach den 2a und 2b auch durch den Strahlteiler zumindest ein erster Teilstrahl T1 und ein zweiter Teilstrahl T2 erzeugt werden, wobei der zweite Teilstrahl T2 dem ersten Teilstrahl T1 über die Oberfläche des Verschweißobjekts VO nachgeführt wird, bis eine vom zweiten Teilstrahl T2 erzeugte zweite Teilschweißnaht SN2 an eine vom ersten Teilstrahl T1 erzeugte erste Teilschweißnaht SN1 anschließt. So können sich nach der 2b und 2c entgegengestellte Geraden an deren Endbereichen überkreuzen oder Kurvenabschnitte, wie in 2a gezeigt, aneinander anschließen. Wobei auch diese Kurvenabschnitte in den Endbereichen überkreuzen können. Die Orientierung der Geraden oder Kurvenabschnitte kann dabei beliebig oder in sich wiederholenden Mustern folgen.
-
3 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten des Verfahrens zum Herstellen einer Schweißnaht an einem Verschweißobjekt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Bei dem Verfahren erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung; ein Bereitstellen S2 eines Verschweißobjekts; ein Halten S3 des Verschweißobjekts in einer Schweißposition durch die Haltevorrichtung; ein Erzeugen S4 und Ausrichten eines Schweißstrahls auf einen zu verschweißenden Bereich des Verschweißobjekts, wobei durch zumindest einen Strahlteiler der Schweißstrahl in mehrere Teilstrahlen geteilt wird, wobei in der Schweißposition ein Laserstrahl durch die Laservorrichtung und/oder ein Elektronenstrahl durch die Elektronenstrahlvorrichtung als Schweißstrahl erzeugt wird und die Teilstrahlen auf das Verschweißobjekt ausgerichtet werden; und ein Erzeugen S5 einer Schweißnaht an dem Verschweißobjekt durch die Teilstrahlen.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
