DE102022004289B3

DE102022004289B3 - Method for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam and device for carrying out such a method

Info

Publication number: DE102022004289B3
Application number: DE102022004289.4A
Authority: DE
Inventors: Dirk Steffens; Michael Stocker
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-11-18
Filing date: 2022-11-18
Publication date: 2024-04-11
Anticipated expiration: 2042-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Einschweißtiefe (3) einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl (5) unter Ausbildung einer Dampfkapillare (7) erzeugten Schweißnaht (9) an einem Fügestoß (11) während eines Laserstrahlschweißprozesses, wobei- ein erster Messstrahl (17.1) aus einer ersten Richtung (19.1) in die Dampfkapillare (7) oder auf eine die Dampfkapillare (7) umgebende Bauteiloberfläche (10) gelenkt wird, wobei- ein zweiter Messstrahl (17.2) aus einer von der ersten Richtung (19.1) verschiedenen zweiten Richtung (19.2) in die Dampfkapillare (7) gelenkt wird, wobei- anhand eines ersten Rückreflexes (26.1) des ersten Messstrahls (17.1) ein erstes Rücksignal erfasst wird, wobei- aus dem ersten Rücksignal ein erster Abstand (29.1) bestimmt wird, wobei- anhand eines zweiten Rückreflexes (26.2) des zweiten Messstrahls (17.2) ein zweites Rücksignal erfasst wird, wobei- aus dem zweiten Rücksignal ein zweiter Abstand (29.2) bestimmt wird, wobei- aus dem ersten Abstand (29.1) und aus dem zweiten Abstand (29.2) auf die Einschweißtiefe (3) der Schweißnaht (9) geschlossen wird, sowie eine Vorrichtung (1) zum Bestimmen einer Einschweißtiefe (3) einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl (5) unter Ausbildung einer Dampfkapillare (7) erzeugten Schweißnaht (9) an einem Fügestoß (11) während eines Laserstrahlschweißprozesses.The invention relates to a method for determining a welding depth (3) of a weld seam (9) produced by a processing laser beam (5) to form a vapor capillary (7) at a joint (11) during a laser beam welding process, wherein- a first measuring beam (17.1) is directed from a first direction (19.1) into the vapor capillary (7) or onto a component surface (10) surrounding the vapor capillary (7), wherein- a second measuring beam (17.2) is directed from a second direction (19.2) different from the first direction (19.1) into the vapor capillary (7), wherein- a first return signal is detected based on a first return reflection (26.1) of the first measuring beam (17.1), wherein- a first distance (29.1) is determined from the first return signal, wherein- a second return signal is detected based on a second return reflection (26.2) of the second measuring beam (17.2), wherein- a second distance (29.2) is determined from the second return signal, wherein- the welding depth (3) of the weld seam (9) is deduced from the first distance (29.1) and from the second distance (29.2), and a device (1) for determining a welding depth (3) of a weld seam (9) produced by a processing laser beam (5) with the formation of a vapor capillary (7) at a joint (11) during a laser beam welding process.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl unter Ausbildung einer Dampfkapillare erzeugten Schweißnaht an einem Fügestoß während eines Laserstrahlschweißprozesses sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl unter Ausbildung einer Dampfkapillare erzeugten Schweißnaht an einem Fügestoß während eines Laserstrahlschweißprozesses.The invention relates to a method for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam with the formation of a vapor capillary at a joint during a laser beam welding process, and to a device for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam with the formation of a vapor capillary at a joint during a laser beam welding process.

Beim Laserstrahltiefschweißen wird üblicherweise eine Schweißnaht unter Ausbildung einer Dampfkapillare an einem Fügestoß erzeugt. Die Einschweißtiefe entspricht dabei üblicherweise der Tiefe der Dampfkapillare. Zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Einschweißtiefe wird die Tiefe der Dampfkapillare während des Schweißvorgangs überwacht. Dies erfolgt üblicherweise durch eine Messvorrichtung, die einen Messstrahl in die Dampfkapillare lenkt. Anhand eines Rückreflexes des Messstrahls an einem Kapillargrund der Dampfkapillare wird ein Rücksignal erfasst, wobei aus dem Rücksignal ein Abstand als Einschweißtiefe bestimmt wird. Mit zunehmenden Vorschubgeschwindigkeiten und/oder beim Anstellen des Bearbeitungslaserstrahls neigt sich die Dampfkapillare jedoch entgegen der Strahlvorschubrichtung. Der in die Dampfkapillare gelenkte Messstrahl trifft dann nicht mehr auf den Kapillargrund, sondern auf die Kapillarfront. Der Rückreflex des Messstrahls und das erfasste Rücksignal stimmt nicht mehr mit der tatsächlichen Einschweißtiefe überein, womit eine effektive Prozessüberwachung nicht mehr sichergestellt ist.In deep laser welding, a weld seam is usually created with the formation of a vapor capillary at a joint. The welding depth usually corresponds to the depth of the vapor capillary. To ensure a uniform welding depth, the depth of the vapor capillary is monitored during the welding process. This is usually done by a measuring device that directs a measuring beam into the vapor capillary. A return signal is recorded based on a back reflection of the measuring beam at a capillary base of the vapor capillary, and a distance is determined from the return signal as the welding depth. However, with increasing feed speeds and/or when the processing laser beam is turned on, the vapor capillary tilts against the beam feed direction. The measuring beam directed into the vapor capillary then no longer hits the capillary base, but the capillary front. The back reflection of the measuring beam and the recorded return signal no longer match the actual welding depth, which means that effective process monitoring is no longer guaranteed.

Die PCT-Anmeldung WO 2018/ 136622 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Einsatz optischer Interferometrie im Rahmen von Materialbearbeitungsprozessen wie Laser-, Sinter- und Schweißanwendungen. Die Vorrichtung beinhaltet eine bildgebende und Licht erzeugende optische Quelle. Ein rückmeldender Feedback-Controller steuert mindestens einen Verarbeitungsparameter des Materialbearbeitungsprozesses auf der Grundlage eines Interferometrie-Ausgangs auf Basis der bildgebenden und Licht erzeugenden optische Quelle. Es wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Interferogrammen bereitgestellt, das auf homodyner Filterung basiert. Daraus folgend wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Datensatzes eines Materialbearbeitungsprozesses unter Verwendung einer Interferometrie zur Beurteilung des Materialbearbeitungsprozesses auch zur Qualitätssicherung bereitgestellt.The PCT application WO 2018/ 136622 A1 describes a method and apparatus for using optical interferometry in material processing processes such as laser, sintering and welding applications. The apparatus includes an imaging and light-generating optical source. A feedback controller controls at least one processing parameter of the material processing process based on an interferometry output based on the imaging and light-generating optical source. A method for processing interferograms based on homodyne filtering is provided. Consequently, a method is provided for generating a data set of a material processing process using interferometry for assessing the material processing process and also for quality assurance.

Die europäische Patentanmeldung EP 3 769 898 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung um die Dynamik eines Phasenwechselbereichs (PCR) zu überwachen und zu einzuschätzen, der beim Laserschweißen, insbesondere beim Schlüssellochschweißen, und anderen Materialbearbeitungsprozessen unter Verwendung von Interferometrie mit geringer Kohärenz erzeugt wird. Das Verfahren und die Vorrichtung wird die Ausrichtung eines Messstrahls auf mehrere Stellen innerhalb und Überlappung mit der PCR verwendet, um in Echtzeit räumliche und zeitliche Eigenschaften der Schweißnaht zu bestimmen, wie z. B. Schlüssellochtiefe, Länge, Breite, Form und ob das Schlüsselloch ungewollt instabil ist, sich schließt oder zusammenschrumpft. Diese Informationen sind wichtig, um die Qualität und die Materialeigenschaften einer fertigen Schweißnaht zu bestimmen. Es kann auch mit Rückkopplung angewandt werden, um den Materialbearbeitungsprozess in Echtzeit zu steuern.The European patent application EP 3 769 898 A1 describes a method and apparatus for monitoring and estimating the dynamics of a phase change region (PCR) generated during laser welding, particularly keyhole welding, and other material processing processes using low coherence interferometry. The method and apparatus utilizes the alignment of a measurement beam to multiple locations within and overlap with the PCR to determine, in real time, spatial and temporal properties of the weld, such as keyhole depth, length, width, shape, and whether the keyhole is unintentionally unstable, closing, or shrinking. This information is important for determining the quality and material properties of a finished weld. It can also be applied with feedback to control the material processing process in real time.

Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2022 002 922 A1 betrifft eine Laser-Schweißvorrichtung, umfassend eine Anlage zur Erzeugung und Weiterleitung eines Bearbeitungs-Laserstrahls und eine Schweißoptik zum Fokussieren des Bearbeitungs-Laserstrahls in einer Hochrichtung auf einem zu schweißenden Bauteil, sowie eine OCT-Sensor-Einheit zur optischen Kohärenz-Tomografie zur Bereitstellung eines Messstrahls durch die Schweißoptik hindurch in Richtung des Bauteils, von wo das Licht des Messstrahls auf gleichem Wege in die OCT-Sensor-Einheit zurück reflektiert wird, wobei mit Hilfe der OCT-Sensor-Einheit eine Einschweißtiefe ermittelbar ist, wobei ein OCT-Scanner vorgesehen ist, mittels dessen der Messstrahl durch die Schweißoptik hindurch in Richtung des Bauteils (6) lenkbar und auf gleichem Wege in die OCT-Sensor-Einheit zurück reflektierbar ist, wobei der OCT-Scanner gegenüber der Schweißoptik in einer Längsrichtung parallel zu einer Vorschubrichtung verstellbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Überwachung eines Laserschweißvorgangs.The German patent application EN 10 2022 002 922 A1 relates to a laser welding device, comprising a system for generating and transmitting a processing laser beam and welding optics for focusing the processing laser beam in a vertical direction on a component to be welded, as well as an OCT sensor unit for optical coherence tomography for providing a measuring beam through the welding optics in the direction of the component, from where the light of the measuring beam is reflected back into the OCT sensor unit in the same way, wherein a welding depth can be determined with the help of the OCT sensor unit, wherein an OCT scanner is provided, by means of which the measuring beam can be directed through the welding optics in the direction of the component (6) and reflected back into the OCT sensor unit in the same way, wherein the OCT scanner can be adjusted relative to the welding optics in a longitudinal direction parallel to a feed direction. The invention further relates to a method for monitoring a laser welding process.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl unter Ausbildung einer Dampfkapillare erzeugten Schweißnaht an einem Fügestoß während eines Laserstrahlschweißprozesses sowie eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl unter Ausbildung einer Dampfkapillare erzeugten Schweißnaht an einem Fügestoß während eines Laserstrahlschweißprozesses zu schaffen, wobei die genannten Nachteile reduziert sind, vorzugsweise nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of providing a method for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam with the formation of a vapor capillary at a joint during a laser beam welding process and a device for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam with the formation of a vapor capillary at a joint during a laser beam welding process, wherein the disadvantages mentioned are reduced, preferably do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsformen.The problem is solved by providing the present technical teaching, in particular the teaching of the independent claims as well as the teachings contained in the dependent claims and the Description of preferred embodiments disclosed.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl unter Ausbildung einer Dampfkapillare erzeugten Schweißnaht an einem Fügestoß während eines Laserstrahlschweißprozesses geschaffen wird. In dem Verfahren wird ein erster Messstrahl aus einer ersten Richtung, insbesondere unter einem ersten Winkel, in die Dampfkapillare und/oder auf eine die Dampfkapillare umgebende, insbesondere direkt umgebende Bauteiloberfläche gelenkt. Ein zweiter Messstrahl wird aus einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung, insbesondere unter einem von dem ersten Winkel verschiedenen zweiten Winkel, in die Dampfkapillare gelenkt. Es wird anhand eines ersten Rückreflexes des ersten Messstrahls ein erstes Rücksignal erfasst, wobei aus dem ersten Rücksignal ein erster Abstand bestimmt wird. Anhand eines zweiten Rückreflexes des zweiten Messstrahls wird ein zweites Rücksignal erfasst, wobei aus dem zweiten Rücksignal ein zweiter Abstand bestimmt wird. Aus dem ersten Abstand und aus dem zweiten Abstand wird auf die Einschweißtiefe der Schweißnaht geschlossen. Auf diese Weise kann vorteilhaft - auch bei einer stark geneigten Dampfkapillare - auf eine tatsächliche Einschweißtiefe geschlossen werden. Vorteilhafterweise kann eine höhere Genauigkeit bei der Einschweißtiefenbestimmung erreicht werden. Zusätzlich ist auf diese Weise ein Plausibilitätscheck der ermittelten Einschweißtiefe möglich.The object is achieved in particular by creating a method for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam with the formation of a vapor capillary at a joint during a laser beam welding process. In the method, a first measuring beam is directed from a first direction, in particular at a first angle, into the vapor capillary and/or onto a component surface surrounding, in particular directly surrounding, the vapor capillary. A second measuring beam is directed from a second direction different from the first direction, in particular at a second angle different from the first angle, into the vapor capillary. A first return signal is detected based on a first back reflection of the first measuring beam, with a first distance being determined from the first return signal. A second return signal is detected based on a second back reflection of the second measuring beam, with a second distance being determined from the second return signal. The welding depth of the weld seam is deduced from the first distance and the second distance. In this way, an actual welding depth can advantageously be deduced - even with a strongly inclined vapor capillary. Advantageously, a higher level of accuracy can be achieved when determining the welding depth. In addition, a plausibility check of the determined welding depth is possible in this way.

Der erste Winkel ist insbesondere ein Winkel zwischen dem ersten Messstrahl und einer die Dampfkapillare umgebenden Bauteiloberfläche. Der zweite Winkel ist insbesondere ein Winkel zwischen dem zweiten Messstrahl und der Bauteiloberfläche.The first angle is in particular an angle between the first measuring beam and a component surface surrounding the vapor capillary. The second angle is in particular an angle between the second measuring beam and the component surface.

Insbesondere wird als erster Messstrahl und/oder als zweiter Messstrahl ein insbesondere von dem Bearbeitungslaserstrahl verschiedener Messlaserstrahl verwendet.In particular, a measuring laser beam that is different from the processing laser beam is used as the first measuring beam and/or as the second measuring beam.

Dass der erste Messstrahl und der zweite Messstrahl gelenkt werden, bedeutet im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere, dass ein Strahlweg des ersten Messstrahls und des zweiten Messstrahls verändert, insbesondere umgelenkt werden. Insbesondere wird durch eine Umlenkung eine Propagationsrichtung verändert. Insbesondere wird der der erste Messstrahl und/oder der zweite Messstrahl zeitlich wenigstens einmal, insbesondere mehrmals gelenkt, insbesondere verändert, insbesondere umgelenkt. Insbesondere erfolgt dies dynamisch, insbesondere hochfrequent, insbesondere periodisch. Insbesondere erfolgt dies jeweils mittels wenigstens eines Scannerspiegels.In the context of the present technical teaching, the fact that the first measuring beam and the second measuring beam are directed means in particular that a beam path of the first measuring beam and the second measuring beam is changed, in particular deflected. In particular, a direction of propagation is changed by a deflection. In particular, the first measuring beam and/or the second measuring beam is directed, in particular changed, in particular deflected at least once, in particular several times. In particular, this takes place dynamically, in particular at high frequency, in particular periodically. In particular, this takes place in each case by means of at least one scanner mirror.

Der erste Messstrahl ist insbesondere ein aus einem ersten Interferometer als einer ersten Messvorrichtung austretender Strahl eines Messarms des ersten Interferometers. Der zweite Messstrahl ist insbesondere ein aus einem anderen, zweiten Interferometer als einer zweiten Messvorrichtung austretender Strahl eines Messarms des zweiten Interferometers.The first measuring beam is in particular a beam of a measuring arm of the first interferometer emerging from a first interferometer as a first measuring device. The second measuring beam is in particular a beam of a measuring arm of the second interferometer emerging from another, second interferometer as a second measuring device.

Der erste Rückreflex ist insbesondere ein reflektierter Teilstrahl des ersten Messstrahls, der von einer Begrenzung der Dampfkapillare - nach vorherigem Auftreffen auf diese - reflektiert wird. Der zweite Rückreflex ist insbesondere ein reflektierter Teilstrahl des zweiten Messstrahls, der von einer Begrenzung der Dampfkapillare - nach vorherigem Auftreffen auf diese - reflektiert wird.The first back reflection is in particular a reflected partial beam of the first measuring beam, which is reflected by a boundary of the vapor capillary - after previously striking it. The second back reflection is in particular a reflected partial beam of the second measuring beam, which is reflected by a boundary of the vapor capillary - after previously striking it.

Das erste Rücksignal ist insbesondere ein Signal, welches durch Überlagerung des ersten Rückreflexes mit einem dritten Rückreflex eines Referenzarms des ersten Interferometers zu einem ersten Überlagerungsreflex und Erfassen des ersten Überlagerungsreflexes erhalten wird. Das zweite Rücksignal ist insbesondere ein Signal, welches durch Überlagerung des zweiten Rückreflexes mit einem vierten Rückreflex eines Referenzarms des zweiten Interferometers zu einem zweiten Überlagerungsreflex und Erfassen des zweiten Überlagerungsreflexes erhalten wird.The first return signal is in particular a signal which is obtained by superimposing the first return reflection with a third return reflection of a reference arm of the first interferometer to form a first superimposition reflection and detecting the first superimposition reflection. The second return signal is in particular a signal which is obtained by superimposing the second return reflection with a fourth return reflection of a reference arm of the second interferometer to form a second superimposition reflection and detecting the second superimposition reflection.

In einer Ausführungsform werden der erste Abstand und der zweite Abstand gegeneinander plausibilisiert, insbesondere bei eher langsameren Vorschubgeschwindigkeiten.In one embodiment, the first distance and the second distance are checked against each other for plausibility, especially at rather slow feed rates.

In einer anderen Ausführungsform wird die Einschweißtiefe unter Anwendung von trigonometrischen Funktionen, insbesondere einer sin-Funktion, aus dem ersten Abstand, dem zweiten Abstand und dem zweiten Winkel berechnet. Insbesondere ist der erste Abstand charakterisierend für einen Abstand zwischen einer die Dampfkapillare umgebenden Bauteiloberfläche und der ersten Messvorrichtung. Insbesondere wird aufgrund des ersten Abstands ein dritter Abstand zwischen der zweiten Messvorrichtung und der Bauteiloberfläche bestimmt. Insbesondere ist der zweite Abstand eine Hypotenuse eines gedachten rechtwinkligen Dreiecks. Insbesondere ist die Hypotenuse parallel zu dem zweiten Messstrahl angeordnet, wenn dieser auf einen Bereich des zweiten Rückreflex des Kapillargrunds gerichtet ist. Ein Winkel zwischen der Hypotenuse und einer Ankathete des Dreiecks ist gleich dem zweiten Winkel. insbesondere ist die Ankathete parallel zur der Bauteiloberfläche angeordnet. Insbesondere ist die Einschweißtiefe parallel zu einer Gegenkathete des gedachten rechtwinkligen Dreiecks. Insbesondere ist die Einschweißtiefe ein endlicher Teil der Gegenkathete. Insbesondere wird mittels des zweiten Winkels, des zweiten Abstands - der Länge der Hypotenuse - und der sin-Funktion eine Länge der Gegenkathete errechnet. Insbesondere wird die Einschweißtiefe errechnet, indem der dritte Abstand von der Länge der Gegenkathete subtrahiert wird.In another embodiment, the welding depth is calculated using trigonometric functions, in particular a sin function, from the first distance, the second distance and the second angle. In particular, the first distance is characteristic of a distance between a component surface surrounding the vapor capillary and the first measuring device. In particular, a third distance between the second measuring device and the component surface is determined on the basis of the first distance. In particular, the second distance is a hypotenuse of an imaginary right-angled triangle. In particular, the hypotenuse is arranged parallel to the second measuring beam when it is directed at an area of the second back reflection of the capillary base. An angle between the hypotenuse and an adjacent side of the triangle is equal to the second angle. In particular, the adjacent side is arranged parallel to the component surface. In particular, the welding depth is parallel to an opposite side of the imaginary right-angled triangle. In particular, the welding depth is a finite part of the opposite side. In particular, Using the second angle, the second distance - the length of the hypotenuse - and the sin function, a length of the opposite side is calculated. In particular, the welding depth is calculated by subtracting the third distance from the length of the opposite side.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Messstrahl zumindest zeitweise koaxial zu dem Bearbeitungslaserstrahl angeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der zweite Messstrahl derart angeordnet wird, dass zwischen dem zweiten Messstrahl und dem Bearbeitungslaserstrahl ein von einem Nullwinkel und einem rechten Winkel verschiedener, insbesondere dritter, Winkel gebildet wird. Auf diese Weise können der erste Messstrahl und der zweite Messstrahl besonders präzise in die Dampfkapillare gelenkt werden.According to a further development of the invention, it is provided that the first measuring beam is arranged at least temporarily coaxially to the processing laser beam. Alternatively or additionally, it is provided that the second measuring beam is arranged in such a way that an angle different from a zero angle and a right angle, in particular a third angle, is formed between the second measuring beam and the processing laser beam. In this way, the first measuring beam and the second measuring beam can be directed particularly precisely into the vapor capillary.

Dass der erste Messstrahl zumindest zeitweise koaxial zu dem Bearbeitungslaserstrahl angeordnet wird, bedeutet im Kontext der vorliegenden technischen Lehre insbesondere, dass eine Strahlachse des ersten Messstrahls und eine Strahlachse des Bearbeitungslaserstrahls zumindest zeitweise koaxial angeordnet werden.The fact that the first measuring beam is arranged at least temporarily coaxially to the processing laser beam means in the context of the present technical teaching in particular that a beam axis of the first measuring beam and a beam axis of the processing laser beam are arranged at least temporarily coaxially.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels des ersten Messstrahls auf eine Lage einer Kapillaröffnung der Dampfkapillare, insbesondere auf einen Durchmesser der Kapillaröffnung, insbesondere auf einen Mittelpunkt der Kapillaröffnung, geschlossen wird, wobei anhand der Kapillaröffnung der - insbesondere dritte - Winkel derart gewählt wird, dass der zweite Messstrahl durch die Kapillaröffnung gelenkt wird. Auf diese Weise wird das Verfahren vorteilhaft als zweistufiges Verfahren durchgeführt. Dies ermöglich vorteilhaft eine besonders genaue Einschweißtiefenbestimmung.According to a further development of the invention, it is provided that the first measuring beam is used to determine a position of a capillary opening of the steam capillary, in particular a diameter of the capillary opening, in particular a center point of the capillary opening, wherein the angle - in particular the third angle - is selected based on the capillary opening in such a way that the second measuring beam is directed through the capillary opening. In this way, the method is advantageously carried out as a two-stage method. This advantageously enables a particularly precise determination of the welding depth.

Insbesondere wird auf die Kapillaröffnung der Dampfkapillare geschlossen, indem der erste Messstrahl einen vorbestimmten Messbereich, in welchem der Bearbeitungslaserstrahl auf die Bauteiloberfläche auftrifft, abtastet, insbesondere periodisch abtastet, insbesondere pendelförmig abtastet, insbesondere hochfrequent abtastet.In particular, the capillary opening of the vapor capillary is closed by the first measuring beam scanning a predetermined measuring range in which the processing laser beam impinges on the component surface, in particular periodically scanning, in particular pendulum-shaped scanning, in particular high-frequency scanning.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl unter Ausbildung einer Dampfkapillare erzeugten Schweißnaht an einem Fügestoß während eines Laserstrahlschweißprozesses geschaffen wird, die eingerichtet ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder eines Verfahrens gemäß einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Vorrichtung eine Laserstrahloptik, eine erste Messvorrichtung und eine zweite Messvorrichtung aufweist. Die Laserstrahloptik ist eingerichtet, um einen in die Laserstrahloptik eintretenden Bearbeitungslaserstrahl entlang eines Strahlwegs zu dem zu verschweißenden Fügestoß zu lenken und dort die Dampfkapillare zu erzeugen. Die erste Messvorrichtung ist derart angeordnet, dass ein durch die erste Messvorrichtung erzeugter erster Messstrahl aus einer ersten Richtung, insbesondere unter einem ersten Winkel, in die Dampfkapillare und/oder auf eine die Dampfkapillare umgebende Bauteiloberfläche lenkbar ist, insbesondere gelenkt werden kann, insbesondere gelenkt wird. Die zweite Messvorrichtung ist derart angeordnet, dass ein durch die zweite Messvorrichtung erzeugter zweiter Messstrahl aus einer von der ersten Richtung verschiedenen zweiten Richtung, insbesondere unter einem von dem ersten Winkel verschiedenen zweiten Winkel, in die Dampfkapillare lenkbar ist, insbesondere gelenkt werden kann, insbesondere gelenkt wird. Die zweite Messvorrichtung ist insbesondere von der ersten Messvorrichtung beabstandet. In Zusammenhang mit der Vorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.The object is also achieved by creating a device for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam to form a vapor capillary at a joint during a laser beam welding process, which device is set up to carry out a method according to the invention or a method according to one or more of the previously described embodiments, wherein the device has a laser beam optics, a first measuring device and a second measuring device. The laser beam optics are set up to direct a processing laser beam entering the laser beam optics along a beam path to the joint to be welded and to produce the vapor capillary there. The first measuring device is arranged in such a way that a first measuring beam produced by the first measuring device can be directed, in particular can be directed, in particular is directed, from a first direction, in particular at a first angle, into the vapor capillary and/or onto a component surface surrounding the vapor capillary. The second measuring device is arranged in such a way that a second measuring beam generated by the second measuring device can be directed, in particular can be directed, in particular is directed, into the vapor capillary from a second direction different from the first direction, in particular at a second angle different from the first angle. The second measuring device is in particular spaced apart from the first measuring device. In connection with the device, the advantages that have already been explained in connection with the method arise in particular.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Messvorrichtung zusätzlich derart angeordnet ist, dass der erste Messstrahl in die Laserstrahloptik einleitbar ist und bereichsweise entlang desselben Strahlwegs wie der Bearbeitungslaserstrahl, insbesondere zeitweise koaxial zu diesem, propagiert. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die zweite Messvorrichtung zusätzlich derart angeordnet ist, dass der zweite Messstrahl außerhalb des Strahlwegs, insbesondere nicht koaxial zu dem Bearbeitungslaserstrahl, insbesondere off-axis, propagiert. Auf diese Weise ist der erste Messstrahl mittels der ersten Messvorrichtung und der zweite Messstrahl mittels der zweiten Messvorrichtung besonders präzise in die Dampfkapillare lenkbar.According to a further development of the invention, it is provided that the first measuring device is additionally arranged such that the first measuring beam can be introduced into the laser beam optics and propagates in some areas along the same beam path as the processing laser beam, in particular temporarily coaxially thereto. Alternatively or additionally, it is provided that the second measuring device is additionally arranged such that the second measuring beam propagates outside the beam path, in particular not coaxially to the processing laser beam, in particular off-axis. In this way, the first measuring beam can be directed particularly precisely into the vapor capillary by means of the first measuring device and the second measuring beam by means of the second measuring device.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die mit der ersten Messvorrichtung und mit der zweiten Messvorrichtung wirkverbunden und eingerichtet ist, um aus einem ersten Rücksignal des ersten Messstrahls und aus einem zweiten Rücksignal des zweiten Messstrahls auf die Einschweißtiefe zu schließen. Vorteilhafterweise ist so die Einschweißtiefenbestimmung teilautomatisiert oder vollautomatisiert durchführbar.According to a further development of the invention, the device has a control device which is operatively connected to the first measuring device and to the second measuring device and is set up to determine the welding depth from a first return signal of the first measuring beam and from a second return signal of the second measuring beam. The welding depth determination can thus advantageously be carried out partially or fully automatically.

In einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung insbesondere eine von der ersten Messvorrichtung und von der zweiten Messvorrichtung verschiedene Vorrichtung, die mit der ersten Messvorrichtung und der zweiten Messvorrichtung wirkverbunden ist.In one embodiment, the control device is in particular a device different from the first measuring device and the second measuring device, which is operatively connected to the first measuring device and the second measuring device.

In einer anderen Ausführungsform ist die Steuervorrichtung in eine Messvorrichtung, ausgewählt aus der ersten Messvorrichtung und der zweiten Messvorrichtung, integriert und insbesondere mit dieser zu einer Steuer-Messvorrichtung kombiniert. Die weitere Messvorrichtung, ausgewählt aus der ersten Messvorrichtung und der zweiten Messvorrichtung, ist mit der Steuer-Messvorrichtung wirkverbunden.In another embodiment, the control device is integrated into a measuring device, selected from the first measuring device and the second measuring device, and in particular combined with this to form a control measuring device. The further measuring device, selected from the first measuring device and the second measuring device, is operatively connected to the control measuring device.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Messvorrichtung und/oder die zweite Messvorrichtung ein optisches Kohärenztomographiesystem, insbesondere ein OCT-System, ist. Vorteilhafterweise ist so die erste Messvorrichtung und/oder die zweite Messvorrichtung ein gängiges Messsystem.According to a development of the invention, it is provided that the first measuring device and/or the second measuring device is an optical coherence tomography system, in particular an OCT system. Advantageously, the first measuring device and/or the second measuring device is a common measuring system.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Einschweißtiefe einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl erzeugten Schweißnaht, und
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Vorrichtung gemäß 1.

The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

1 a schematic representation of an embodiment of a device for determining a welding depth of a weld seam produced by a processing laser beam, and
2 a schematic representation of an embodiment of a method for operating a device according to 1 .

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zum Bestimmen einer Einschweißtiefe 3 einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl 5 unter Ausbildung einer Dampfkapillare 7 erzeugten Schweißnaht 9 an einem Fügestoß 11 während eines Laserstrahlschweißprozesses. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 for determining a welding depth 3 of a weld seam 9 produced by a processing laser beam 5 with the formation of a vapor capillary 7 at a joint 11 during a laser beam welding process.

Die Vorrichtung 1 weist eine Laserstrahloptik 13, eine erste Messvorrichtung 15.1 und eine zweite Messvorrichtung 15.2 auf. Die Laserstrahloptik 13 ist eingerichtet, um einen in die Laserstrahloptik 13 eintretenden Bearbeitungslaserstrahl 5 entlang eines skizzenhaft dargestellten Strahlwegs 14 zu dem zu verschweißenden Fügestoß 11 zu lenken und dort die Dampfkapillare 7 zu erzeugen. Die erste Messvorrichtung 15.1 ist derart angeordnet, dass ein durch die erste Messvorrichtung 15.1 erzeugter erster Messstrahl 17.1 aus einer durch einen Pfeil dargestellten ersten Richtung 19.1, bevorzugt unter einem ersten Winkel 21.1, in die Dampfkapillare 7 und/oder auf eine die Dampfkapillare 7 umgebende Bauteiloberfläche 10 lenkbar ist, bevorzugt gelenkt werden kann, bevorzugt gelenkt wird. Der erste Messstrahl 17.1 wird in diesem Ausführungsbeispiel auf eine die Dampfkapillare 7 umgebende Bauteiloberfläche 10, die in die Bildebene hinein ausgerichtet ist, gelenkt. Die zweite Messvorrichtung 15.2 ist bevorzugt von der ersten Messvorrichtung 15.1 beabstandet. Die zweite Messvorrichtung 15.2 ist derart angeordnet, dass ein durch die zweite Messvorrichtung 15.2 erzeugter zweiter Messstrahl 17.2 aus einer von der ersten Richtung 19.1 verschiedenen zweiten Richtung 19.2, bevorzugt unter einem von dem ersten Winkel 21.1 verschiedenen zweiten Winkel 21.2, in die Dampfkapillare 7 lenkbar ist. The device 1 has a laser beam optics 13, a first measuring device 15.1 and a second measuring device 15.2. The laser beam optics 13 are designed to direct a processing laser beam 5 entering the laser beam optics 13 along a beam path 14 shown in sketch form to the joint 11 to be welded and to generate the vapor capillary 7 there. The first measuring device 15.1 is arranged in such a way that a first measuring beam 17.1 generated by the first measuring device 15.1 can be directed, preferably can be directed, preferably is directed from a first direction 19.1 shown by an arrow, preferably at a first angle 21.1, into the vapor capillary 7 and/or onto a component surface 10 surrounding the vapor capillary 7. In this exemplary embodiment, the first measuring beam 17.1 is directed onto a component surface 10 surrounding the vapor capillary 7, which is aligned into the image plane. The second measuring device 15.2 is preferably spaced apart from the first measuring device 15.1. The second measuring device 15.2 is arranged such that a second measuring beam 17.2 generated by the second measuring device 15.2 can be directed into the vapor capillary 7 from a second direction 19.2 that is different from the first direction 19.1, preferably at a second angle 21.2 that is different from the first angle 21.1.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Messvorrichtung 15.1 zusätzlich derart angeordnet ist, dass der erste Messstrahl 17.1 in die Laserstrahloptik 13 einleitbar ist und bereichsweise entlang desselben Strahlwegs 14 wie der Bearbeitungslaserstrahl 5, bevorzugt koaxial, propagiert. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die zweite Messvorrichtung 15.2 zusätzlich derart angeordnet ist, dass der zweite Messstrahl 17.2 außerhalb des Strahlwegs 14, bevorzugt nicht koaxial, bevorzugt off-axis, propagiert.Preferably, it is provided that the first measuring device 15.1 is additionally arranged such that the first measuring beam 17.1 can be introduced into the laser beam optics 13 and propagates in some areas along the same beam path 14 as the processing laser beam 5, preferably coaxially. Alternatively or additionally, it is provided that the second measuring device 15.2 is additionally arranged such that the second measuring beam 17.2 propagates outside the beam path 14, preferably non-coaxially, preferably off-axis.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 eine erste Umlenkvorrichtung 23.1 aufweist, die eingerichtet ist, um den ersten Messstrahl 17.1 in die Dampfkapillare 7 zu lenken. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 eine zweite Umlenkvorrichtung 23.2 aufweist, die eingerichtet ist, um den zweiten Messstrahl 17.2 in die Dampfkapillare 7 zu lenken.It is preferably provided that the device 1 has a first deflection device 23.1, which is designed to direct the first measuring beam 17.1 into the vapor capillary 7. Alternatively or additionally, it is provided that the device 1 has a second deflection device 23.2, which is designed to direct the second measuring beam 17.2 into the vapor capillary 7.

Eine Umlenkvorrichtung, die ausgewählt ist aus der ersten Umlenkvorrichtung 23.1 und der zweiten Umlenkvorrichtung 23.2, weist bevorzugt ein Umlenkelement 24 auf, das ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: einem optischen Element, einem festen Umlenkspiegel, einem verstellbaren Umlenkspiegel, einer optischen Linse, und einem Scannerspiegel.A deflection device selected from the first deflection device 23.1 and the second deflection device 23.2 preferably has a deflection element 24 selected from a group consisting of: an optical element, a fixed deflection mirror, an adjustable deflection mirror, an optical lens, and a scanner mirror.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorrichtung 1 eine Steuervorrichtung 25 aufweist, die mit der ersten Messvorrichtung 15.1 und mit der zweiten Messvorrichtung 15.2 wirkverbunden und eingerichtet ist, um aus einem ersten Rücksignal 27.1 des ersten Messstrahls 17.1 und aus einem zweiten Rücksignal 27.2 des zweiten Messstrahls 17.2 auf die Einschweißtiefe 3 zu schließen.It is preferably provided that the device 1 has a control device 25 which is operatively connected to the first measuring device 15.1 and to the second measuring device 15.2 and is set up to deduce the welding depth 3 from a first return signal 27.1 of the first measuring beam 17.1 and from a second return signal 27.2 of the second measuring beam 17.2.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Messvorrichtung 15.1 und/oder die zweite Messvorrichtung 15.2 ein optisches Kohärenztomographiesystem, bevorzugt ein OCT-System, ist.It is preferably provided that the first measuring device 15.1 and/or the second measuring device 15.2 is an optical coherence tomography system, preferably an OCT system.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Bestimmen einer Einschweißtiefe 3 einer durch einen Bearbeitungslaserstrahl 5 unter Ausbildung einer Dampfkapillare 7 erzeugten Schweißnaht 9 an einem Fügestoß 11 während eines Laserstrahlschweißprozesses, insbesondere zum Betreiben einer Vorrichtung 1 gemäß 1. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a method for determining a welding depth 3 of a weld seam 9 produced by a processing laser beam 5 with the formation of a vapor capillary 7 at a joint 11 during a laser beam welding process, in particular for operating a device 1 according to 1 .

Dabei sind gleiche und funktionsgleiche Elemente in beiden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit jeweils auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.In this case, identical and functionally identical elements in both figures are provided with the same reference symbols, so that reference is made to the preceding description in each case.

In einem ersten Schritt S1 wird ein erster Messstrahl 17.1 aus einer ersten Richtung 19.1, bevorzugt unter einem ersten Winkel 21.1 in die Dampfkapillare 7 und/oder auf eine die Dampfkapillare 7 umgebende Bauteiloberfläche 10 gelenkt. Ein zweiter Messstrahl 17.2 wird aus einer von der ersten Richtung 19.1 verschiedenen zweiten Richtung 19.2, bevorzugt unter einem von dem ersten Winkel 21.1 verschiedenen zweiten Winkel 21.2, in die Dampfkapillare 7 gelenkt.In a first step S1, a first measuring beam 17.1 is directed from a first direction 19.1, preferably at a first angle 21.1, into the vapor capillary 7 and/or onto a component surface 10 surrounding the vapor capillary 7. A second measuring beam 17.2 is directed into the vapor capillary 7 from a second direction 19.2 different from the first direction 19.1, preferably at a second angle 21.2 different from the first angle 21.1.

In einem zweiten Schritt S2 wird anhand eines ersten Rückreflex 26.1 des ersten Messstrahls 17.1 - die zur Übersichtlichkeit mit einer selben Linie dargestellt sind - ein erstes Rücksignal erfasst, wobei aus dem ersten Rücksignal ein erster Abstand 29.1 bestimmt wird. Anhand eines zweiten Rückreflex 26.2 des zweiten Messstrahls 17.2 - die zur Übersichtlichkeit ebenfalls mit einer selben Linie dargestellt sind - wird ein zweites Rücksignal erfasst, wobei aus dem zweiten Rücksignal ein zweiter Abstand 29.2 bestimmt wird.In a second step S2, a first return signal is detected based on a first return reflection 26.1 of the first measuring beam 17.1 - which are shown with the same line for clarity - and a first distance 29.1 is determined from the first return signal. A second return signal is detected based on a second return reflection 26.2 of the second measuring beam 17.2 - which are also shown with the same line for clarity - and a second distance 29.2 is determined from the second return signal.

In einem dritten Schritt S3 wird aus dem ersten Abstand 29.1 und aus dem zweiten Abstand 29.2 auf die Einschweißtiefe 3 der Schweißnaht 9 geschlossen.In a third step S3, the penetration depth 3 of the weld seam 9 is determined from the first distance 29.1 and the second distance 29.2.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Einschweißtiefe unter Anwendung von trigonometrischen Funktionen, insbesondere einer sin-Funktion, aus dem ersten Abstand 29.1, dem zweiten Abstand 29.2 und dem zweiten Winkel 21.2 berechnet. Bevorzugt ist der erste Abstand 29.1 charakterisierend für einen Abstand zwischen der Bauteiloberfläche 10 und der ersten Messvorrichtung 15.1. Bevorzugt wird aufgrund des ersten Abstands 29.1 ein dritter Abstand 29.3 zwischen der zweiten Messvorrichtung 15.2 und der Bauteiloberfläche 10 bestimmt. Bevorzugt ist der zweite Abstand 29.2 eine Hypotenuse 31 eines gedachten und strichliert dargestellten rechtwinkligen Dreiecks 33. Bevorzugt ist die Hypotenuse 31 parallel zu dem zweiten Messstrahl 17.2 angeordnet, wenn dieser auf einen Bereich des zweiten Rückreflex 26.2 des Kapillargrunds 7.1 gerichtet ist. Ein Winkel zwischen der Hypotenuse 31 und einer Ankathete 35 des Dreiecks 33 ist gleich dem zweiten Winkel 21.2. Bevorzugt ist die Ankathete 35 parallel zur der Bauteiloberfläche 10 angeordnet. Bevorzugt ist die Einschweißtiefe 3 parallel zu einer Gegenkathete 37 des gedachten rechtwinkligen Dreiecks 33 angeordnet. Bevorzugt ist die Einschweißtiefe 3 ein endlicher Teil der Gegenkathete 37. Bevorzugt wird mittels des zweiten Winkels 21.2, des zweiten Abstands 29.2 - der Länge der Hypothenuse 31 - und der sin-Funktion eine Länge der Gegenkathete 37 errechnet. Bevorzugt wird die Einschweißtiefe 3 errechnet, indem der dritte Abstand 29.3 von der Länge der Gegenkathete 37 subtrahiert wird.In this exemplary embodiment, the welding depth is calculated using trigonometric functions, in particular a sin function, from the first distance 29.1, the second distance 29.2 and the second angle 21.2. The first distance 29.1 is preferably characteristic of a distance between the component surface 10 and the first measuring device 15.1. A third distance 29.3 between the second measuring device 15.2 and the component surface 10 is preferably determined on the basis of the first distance 29.1. The second distance 29.2 is preferably a hypotenuse 31 of an imaginary right-angled triangle 33 shown in dashed lines. The hypotenuse 31 is preferably arranged parallel to the second measuring beam 17.2 when it is directed onto an area of the second back reflection 26.2 of the capillary base 7.1. An angle between the hypotenuse 31 and an adjacent side 35 of the triangle 33 is equal to the second angle 21.2. Preferably, the adjacent side 35 is arranged parallel to the component surface 10. Preferably, the welding depth 3 is arranged parallel to an opposite side 37 of the imaginary right-angled triangle 33. Preferably, the welding depth 3 is a finite part of the opposite side 37. Preferably, a length of the opposite side 37 is calculated using the second angle 21.2, the second distance 29.2 - the length of the hypotenuse 31 - and the sin function. Preferably, the welding depth 3 is calculated by subtracting the third distance 29.3 from the length of the opposite side 37.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Messstrahl 17.1 koaxial zu dem Bearbeitungslaserstrahl 5 angeordnet wird. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der zweite Messstrahl 17.2 derart angeordnet wird, dass zwischen dem zweiten Messstrahl 17.2 und dem Bearbeitungslaserstrahl 5 ein von einem Nullwinkel und einem rechten Winkel verschiedener, bevorzugt dritter, Winkel 21.3 gebildet wird.Preferably, it is provided that the first measuring beam 17.1 is arranged coaxially to the processing laser beam 5. Alternatively or additionally, it is provided that the second measuring beam 17.2 is arranged such that an angle 21.3 different from a zero angle and a right angle, preferably a third angle, is formed between the second measuring beam 17.2 and the processing laser beam 5.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass für den ersten Messstrahl 17.1 und für den zweiten Messstrahl 17.2 jeweils ein Messstrahl mit einer selben Wellenlänge verwendet wird. Alternativ ist vorgesehen, dass für den ersten Messstrahl 17.1 ein Messstrahl mit einer ersten Wellenlänge verwendet wird und für den zweiten Messstrahl 17.2 ein Messstrahl mit einer von der ersten Wellenlänge verschiedenen zweiten Wellenlänge verwendet wird.Preferably, a measuring beam with the same wavelength is used for the first measuring beam 17.1 and for the second measuring beam 17.2. Alternatively, a measuring beam with a first wavelength is used for the first measuring beam 17.1 and a measuring beam with a second wavelength different from the first wavelength is used for the second measuring beam 17.2.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass mittels des ersten Messstrahls 17.1 auf eine Kapillaröffnung 8 der Dampfkapillare 7 geschlossen wird, wobei anhand der Kapillaröffnung 8 der, bevorzugt dritte, Winkel 23.3 derart gewählt wird, dass der zweite Messstrahl 17.2 durch die Kapillaröffnung 8 gelenkt wird.Preferably, it is provided that a capillary opening 8 of the vapor capillary 7 is closed by means of the first measuring beam 17.1, wherein the, preferably third, angle 23.3 is selected based on the capillary opening 8 such that the second measuring beam 17.2 is directed through the capillary opening 8.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass für eine Vorschubgeschwindigkeit - dargestellt durch den Pfeil A in 1 - des Laserstrahlschweißprozesses eine Geschwindigkeit von mindestens 5 m/min gewählt wird.Preferably, it is provided that for a feed rate - represented by the arrow A in 1 - a speed of at least 5 m/min is selected for the laser beam welding process.

Claims

Method for determining a welding depth (3) of a weld seam (9) produced by a processing laser beam (5) to form a vapor capillary (7) at a joint (11) during a laser beam welding process, wherein - a first measuring beam (17.1) is directed from a first direction (19.1) into the vapor capillary (7) or onto a component surface (10) surrounding the vapor capillary (7), wherein - a second measuring beam (17.2) is directed from a second direction (19.2) different from the first direction (19.1) into the vapor capillary (7), wherein - a first return signal is detected based on a first return reflection (26.1) of the first measuring beam (17.1), wherein - a first distance (29.1) is determined from the first return signal, wherein - a second return signal is detected based on a second back reflection (26.2) of the second measuring beam (17.2), wherein - a second distance (29.2) is determined from the second return signal, wherein - the welding depth (3) of the weld seam (9) is deduced from the first distance (29.1) and from the second distance (29.2), wherein - the first measuring beam (17.1) is arranged at least temporarily coaxially to the processing laser beam (5), and/or - the second measuring beam (17.2) is arranged in such a way that an angle different from a zero angle and a right angle is formed between the second measuring beam (17.2) and the processing laser beam (5), characterized in that - a position of a capillary opening (8) of the vapor capillary (7) is deduced by means of the first measuring beam (17.1), wherein the angle is selected based on the capillary opening (8) in such a way that the second measuring beam (17.2) passes through the capillary opening (8) is directed.

Device (1) for determining a welding depth (3) of a weld seam (9) produced by a processing laser beam (5) with the formation of a vapour capillary (7) at a joint (11) during a laser beam welding process, in a method according to Claim 1 , with - a laser beam optics (13) which is set up to direct a processing laser beam (5) entering the laser beam optics (13) along a beam path (14) to the joint (11) to be welded and to produce the vapor capillary (7) there, with - a first measuring device (15.1) which is arranged such that a first measuring beam (17.1) generated by the first measuring device (15.1) can be directed from a first direction (19.1) into the vapor capillary (7) and/or onto a component surface (10) surrounding the vapor capillary (7), and with - a second measuring device (15.2) which is arranged such that a second measuring beam (17.2) generated by the second measuring device (15.2) can be directed from a second direction (19.2) different from the first direction (19.1) into the vapor capillary (7), wherein - the first Measuring device (15.1) is additionally arranged such that the first measuring beam (17.1) can be introduced into the laser beam optics (13) and propagates in some areas along the same beam path (14) as the processing laser beam (5), and/or - the second measuring device (15.2) is additionally arranged such that the second measuring beam (17.2) propagates outside the beam path (14), - characterized in that with - a control device (25) which is operatively connected to the first measuring device (15.1) and to the second measuring device (15.2) and is set up to deduce the welding depth (3) from a first return signal of the first measuring beam (17.1) and from a second return signal of the second measuring beam (17.2).

Device (1) according to Claim 2 , wherein - the first measuring device (15.1) and/or the second measuring device (15.2) is an optical coherence tomography system.