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Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine
Vorrichtung zur Prozessüberwachung und/oder -steuerung
beim Laserstrahlschweißen, bei welchem mit Hilfe
mindestens eines Strahlungssensors die von der
Prozesszone ausgehende Strahlung aufgenommen wird und mit
Hilfe einer Auswerte- und Steuereinheit der
Schweißprozess unter Berücksichtigung der aufgenommenen
Strahlung überwacht und/oder gesteuert wird.
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Das Laserstrahlschweißen gewinnt in zunehmendem Maße
höhere Bedeutung bei der Verbindung von Metallbauteilen
über eine Schweißnaht. Beim Laserstrahlschweißen handelt
es sich um ein Strahlschweißverfahren. Als weiteres
Strahlschweißverfahren ist beispielsweise das
Elektronenstrahlschweißen bekannt.
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Beim Laserstrahlschweißen ermöglicht die konzentrierte
Energie des Strahls das Arbeiten im sogenannten
Tiefschweißmode, bei dem sich die Prozesswärme im
wesentlichen gleichförmig über die gesamte Fügetiefe
verteilt. Hieraus resultiert eine geringere
Wärmebelastung des Bauteils als bei der Verwendung von
Lichtbogenschweißverfahren. Außerdem lässt sich beim
Laserstrahlschweißen eine hohe Prozessgeschwindigkeit für
die Herstellung von Schweißnähten erreichen, was für den
wirtschaftlichen Einsatz von Hochleistungslasern
ausschlaggebend ist. Es ist weiter bekannt, dass
Laserstrahlschweißen mit dem Lichtbogenschweißen zu
kombinieren (vgl. Christof Maier, "Laserstrahl-
Lichtbogen-Hybridschweißen von Aluminiumwerkstoffen",
Shaker Verlag, Aachen, 1999). Man spricht dann von
sogenannten Hybridschweißverfahren. Darüber hinaus ist es
bekannt, mit zwei neben- oder hintereinander angeordneten
Laserstrahlen im Tiefschweißmode (Doppelstrahlschweißen)
oder von beiden Seiten (Simultanschweißen) zu arbeiten.
Hierdurch wird die Prozessstabilität verbessert und eine
Porenreduktion gewährleistet. Die Fortbildung dieser und
anderer Laserstrahlschweißverfahren ist Gegenstand der
vorliegenden Erfindung.
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Die beim Laserstrahlschweißen erzielbaren hohen
Prozessgeschwindigkeiten führen dazu, dass sich die
Laserstrahlschweißverfahren insbesondere zur Herstellung
großer Schweißnahtlängen eignen. Derartige große
Schweißnahtlängen treten beispielsweise bei der
Herstellung von sogenannten "Tailored Blanks" auf. Unter
"Tailored Blanks" versteht man ebene Metallbauteile,
beispielsweise Bleche, die aus verschiedenartigen,
insbesondere verschieden dicken Teilen bestehen. Häufig
werden diese "Tailored Blanks" dadurch hergestellt, dass
die verschiedenen Teile im Stumpfstoß bzw. I-Stoß als
Stumpfnaht verschweißt werden. Zur Herstellung dieser
Schweißverbindungen eignen sich aus den bereits genannten
Gründen die verschiedenen Laserstrahlschweißverfahren.
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Ein weiterer Anwendungsbereich für die
Laserstrahlschweißverfahren sind die im Automobilbau
zunehmend erforderlichen langen Schweißnähte zur
Verbindung von stranggepressten Hohlprofilen aus
Aluminiumwerkstoffen mit anderen Karosserieteilen.
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Beim Laserstrahlschweißen unterscheidet man
unterschiedliche physikalische Phänomene beim Auftreffen
des Laserstrahls auf den metallischen Werkstoff. Abhängig
von der Strahlintensität unterscheidet man bei der
Wechselwirkung zwischen Laserstrahl und Metallwerkstoff
zwischen dem Wärmeleitungsmode bei eher niedrigen
Laserstrahlintensitäten, dem Tiefschweißmode bei
mittleren Laserstrahlintensitäten und der
Plasmaabschirmung bei hohen Laserstrahlintensitäten.
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Beim Wärmeleitungsmode wird das Metall von der Oberfläche
her aufgeschmolzen, im wesentlichen ohne dass der
Laserstrahl in das Material eindringt.
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Im Tiefschweißmode, der zur Herstellung von Schweißnähten
zwischen Metallbauteilen überwiegend eingesetzt wird,
nimmt die Verdampfung an der Metalloberfläche unter der
Einwirkung des Laserstrahls so weit zu, dass sich in dem
Werkstück eine Dampfkapillare ausbildet. Durch die
Dampfkapillare gelangt der Laserstrahl in das Werkstück
und die Wärmeeinkopplung wird über die gesamte Fügezone
verteilt. Man spricht hier auch von der sogenannten
"Keyhole"-Bildung, da sich die Dampfkapillare in der
Regel bis hin zur dem Laserstrahl abgewandten Oberfläche
der Fügezone erstreckt. Relativbewegungen des
Laserstrahls zum Werkstück sorgen für ein Fortschreiten
der Kapillare entlang der Fügezone der Metallbauteile.
Dabei schmilzt an der Schmelzfront kontinuierlich
Material auf, dass um die Kapillare herumgetrieben wird
und an der Schmelzrückwand unter Bildung einer schmalen
Naht erstarrt.
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Bei der Plasmaabschirmung ist die Laserstrahlintensität
schließlich so hoch, dass der Laserstrahl in einem
abschirmenden Plasma an der Metalloberfläche absorbiert
wird und nur noch geringfügig in die Oberfläche des
Werkstoffes eindringen kann.
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Aus der DE 100 37 109.4 ist es bekannt, die Schweißnaht,
insbesondere die Schweißnahtwurzel, unter Veränderung
eines vorzugsweise von einem Diodenlaser erzeugten
Schmelzstrahls, im Wärmeleitungsmode zu glätten. Dies
führt zu einer deutlich verbesserten Qualität der
Schweißnaht.
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Bei der Herstellung von Schweißnähten im Stumpfstoß,
insbesondere bei der Herstellung von Tailored Blanks,
wird zunächst eine sogenannte Kalibrierschweißung der zu
verschweißenden Metallbauteile vorgenommen, während derer
die Metallbauteile unter Prozessbedingungen verschweißt
werden. Anhand dieser Kalibrierschweißung werden die
Parameter des Schweißprozesses für das anschließende
Verschweißen der Metallbauteile im Produktionsprozess
eingestellt. Mit Hilfe dieser Kalibrierschweißung werden
unter anderem die Relativgeschwindigkeit zwischen dem
Schweißstrahl und dem Werkstück sowie beispielsweise die
Laserstrahlleistung und/oder die Fokussierung des
Schweißstrahls so eingestellt, dass die Metallbauteile
über die gesamte Fügezone verschweißt werden. Dies
bedeutet, dass sich die im Tiefschweißmode entstehende
Dampfkapillare, wie bereits oben erwähnt, bis zur
Unterseite der Metallbauteile erstreckt, sodass ein
Verschweißen über den gesamten Querschnitt gewährleistet
ist.
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Trotz dieser Kalibrierschweißung kann es während des
Prozessablaufes zu Randbedingungen kommen, während derer
ein Verschweißen der Metallbauteile über die gesamte
Fügezone nicht erzielt werden kann. Mit dem aus dem Stand
der Technik bekannten Verfahren zur Prozessüberwachung
beim Laserstrahlschweißen ist es möglich, die Bereiche,
innerhalb derer die Metallbauteile nicht über die gesamte
Fügezone verschweißt wurden, zu identifizieren. Bei der
Prozessüberwachung wird dem gemäß das bekannte Verfahren
dazu verwendet, zwischen Gutteilen, innerhalb derer keine
Prozessstörungen der oben beschriebenen Art aufgetreten
ist, und Schlechtteilen, innerhalb derer es zu
Prozessstörung und damit mangelnden Durchschweißung
gekommen ist, zu unterscheiden.
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Prinzipiell ermöglicht das aus dem Stand der Technik
bekannte Verfahren auch eine Prozesssteuerung, mit Hilfe
derer es möglich ist, den Schweißprozess so zu steuern,
dass ein Verschweißen über den gesamten Querschnitt
gewährleistet ist.
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Sowohl zur Prozessüberwachung als auch zur
Prozesssteuerung beim Laserstrahlschweißen ist es aus dem
Stand der Technik bekannt, Verfahren einzusetzen, bei
welchen mit Hilfe mindestens eines Strahlungssensors die
von der Prozesszone ausgehende Strahlung aufgenommen
wird. Das Ausgangssignal wird bei diesen bekannten
Verfahren zur Überwachung und/oder Steuerung des
Schweißprozesses verwendet.
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Neben der Aufnahme und Auswertung räumlich integrierter
Strahlungsintensitäten, d. h. bei nicht ortsauflösenden
Verfahren, sind auch bildnehmende Verfahren bekannt, die
die Strahlungsintensitäten ortsaufgelöst aufnehmen.
Üblicherweise wird durch optische Filter die von der
Prozesszone reflektierte Schweißlaserstrahlung
ausgeblendet und von der verbleibenden Sekundärstrahlung
gewisse Wellenlängenbereiche ausgewählt. Durch räumliche
Filter und Frequenzfilter lassen sich somit gezielt
Strahlungsbeiträge auswählen, die zum Beispiel vom Plasma
innerhalb oder außerhalb des Keyholes oder von der
Schmelzoberfläche ausgehen.
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Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird die
von der Prozesszone ausgehende Strahlung durch ein
optisches System koaxial zum tiefschweißenden Laserstrahl
oder aber unter einem Winkel zum tiefschweißenden
Laserstrahl entgegen der Ausbreitungsrichtung des
Laserstrahls aufgenommen. Hierzu befindet sich das
optische System des Strahlungssensors auf derselben Seite
wie die Optik des Schweißstrahls und ist in vielen Fällen
in diese integriert.
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Ein Beispiel für eine bekannte Vorrichtung zur
Prozesssteuerung beim Laserstrahlschweißen ist in der
Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Bei dieser bekannten
Vorrichtung erzeugt ein Schweißstrahlgenerator 1 einen
Schweißlaserstrahl 2, der über eine Optik 3 auf die
Prozesszone 4 fokussiert wird. Wie bereits erwähnt,
bildet sich im Tiefschweißmode eine Dampfkapillare 5 im
Fügebereich zwischen zwei Metallbauteilen aus. Durch den
Transport der Metallbauteile in der Transportrichtung 6entsteht eine Relativbewegung zwischen dem
Schweißlaserstrahl 2 und den Metallbauteilen, so dass
sich die Dampfkapillare 5 entlang der Fügezone der
Metallbauteile bewegt. Dabei schmilzt an der Schmelzfront
7 kontinuierlich Material auf, das um die Dampfkapillare
5 herumgetrieben wird und an der Schmelzrückwand 8 unter
Bildung einer schmalen Naht erstarrt.
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Bei der bekannten Vorrichtung zur Prozessüberwachung
und/oder -steuerung nimmt eine Kamera 9 ortsaufgelöst die
von der Prozesszone ausgehende Strahlung 12 aus der
Dampfkapillare 5 auf und erzeugt ein Strahlungsbild 10.
Die Beobachtungsrichtung der Kamera ist hierbei koaxial
zum Schweißlaserstrahl 2. Die von der Prozesszone 4
ausgehende Strahlung 12 wird über eine Strahlteilerplatte
11 oder über einen Umlenkspiegel mit zentrischem
Beobachtungsloch aus dem gemeinsamen Strahlengang
ausgekoppelt.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung ist der nur einseitige
Zugang zum Werkstück mit der Optik des Schweißstrahls 2
und der Optik für die von der Prozesszone ausgehende
Strahlung 12 gewährleistet, so dass diese mit derselben
Bewegungseinheit geführt werden können.
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Wie bereits angesprochen, besteht eine zentrale Aufgabe
in der Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen in einer Durchschweißkontrolle, bzw.
in der Detektion einer ausreichenden Öffnung der
Dampfkapillare an der Schweißnahtwurzelseite. Bei dem in
Fig. 1 dargestellten Zustand dringt beispielsweise die
Dampfkapillare 5 nicht bis zur Unterseite der
Metallbauteile vor, so dass sich die Fügezone nur über
einen Teilbereich des Stumpfstoßes erstreckt.
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Problematisch bei der bekannten Vorrichtung zur
Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen ist die Tatsache, dass dem zur
Durchweißkontrolle benötigten Strahlungssignal aus dem
unteren Nahtbereich das Strahlungssignal aus dem gesamten
darüber liegenden Bereich überlagert ist. Das durch die
Kamera 9 aufgenommene Strahlungsbild 10 ist damit nicht
ohne weiteres eindeutig dem Entstehungsort zuordnenbar.
Insbesondere beim Schweißen von Metallbauteilen aus
Aluminiumwerkstoffen ist dem Signal der Kamera 9 kein
oder nur ein geringer Unterschied zwischen
Prozesszuständen mit ausreichender und mit nicht
ausreichender Durchschweißung zuzuordnen.
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Aufgrund des beschriebenen Fehlens eines eindeutigen
Signals für die Ausbildung eines "Keyholes" an der
Schweißnahtwurzel ermöglichen die aus dem Stand der
Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur
Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen keine hinreichende
Durchschweißkontrolle, die gerade bei den hohen
Qualitätsanforderungen, die im Automobilbau gestellt
werden, zwingend notwendig ist.
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Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde,
ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur
Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe
dessen/derer eine einwandfreie Durchschweißkontrolle
gewährleistet wird.
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Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung ist die zuvor
hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe für ein Verfahren
zur Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen dadurch gelöst, dass mit Hilfe des
Strahlungssensors die von der Prozesszone an der
Schweißnahtwurzel ausgehende Wurzelstrahlung aufgenommen
wird. Durch die Aufnahme der von der Schweißnahtwurzel
ausgehenden Wurzelstrahlung ist eine zuverlässige
Durchschweißkontrolle gewährleistet, mit Hilfe derer
einerseits im Rahmen der Prozessüberwachung eine präzise
Gutteil/Schlechtteil-Identifizierung gewährleistet ist
und andererseits im Rahmen der Prozesssteuerung der
Schweißprozess derart gesteuert werden kann, dass stets
gewährleistet ist, dass sich die Fügezone stets über den
gesamten Stumpfstoß erstreckt. Darüber hinaus kann eine
erfindungsgemäße Online-Prozesssteuerung eine
Prozesseinstellung teilweise ohne die vorherige
Durchführung von Zeit- und arbeitsaufwendigen
Kalibrierschweißungen gewährleisten.
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Dadurch, dass die von der Schweißnahtwurzel ausgehende
Wurzelstrahlung im wesentlichen die Dampfkapillare im
Schweißnahtwurzelbereich abbildet, ist eine Ortsauflösung
der Wurzelstrahlung nicht unbedingt erforderlich, so dass
das Verfahren gemäß der ersten Lehre der Erfindung
besonders vorteilhaft dadurch weitergebildet ist, dass
die Intensität der räumlich integrierten Wurzelstrahlung
aufgenommen wird. Hierdurch erübrigt sich die Verwendung
von aufwendigeren Strahlungssensoren.
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Insbesondere bei problematischeren Anwendungen wird das
Verfahren gemäß der ersten Lehre der Erfindung dadurch
weitergebildet, dass die Wurzelstrahlung ortsaufgelöst
aufgenommen wird. Eine ortsaufgelöste Aufnahme ermöglicht
grundsätzlich eine differenzierte Auswertung der von der
Schweißnahtwurzel ausgehenden Wurzelstrahlung und damit
unter Umständen eine präzisere Prozessüberwachung
und/oder -steuerung z. B. durch die Einbeziehung von
geometrischen Eigenschaften der Wurzelstrahlung.
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Beim oben angesprochenen sogenannten
Doppelstrahlschweißen oder Simultanschweißen ist es
vorteilhaft, wenn die Wurzelstrahlung mehrere
Schweißstrahlen getrennt ausgewertet wird. Diese
Auswertung der Wurzelstrahlung ermöglicht eine
Prozessüberwachung und/oder -steuerung für jeden
einzelnen Schweißstrahl.
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In dem Fall, in dem die Schweißnahtwurzel beispielsweise
unter Verwendung eines von einem Diodenlaser erzeugten
Schmelzstrahls im Wärmeleitungsmode geglättet wird, ist
es vorteilhaft, dass die aus der Bearbeitung der
Schweißnahtwurzel mit dem Schmelzstrahl oder einem
zweiten Schweißstrahl resultierende Wurzelstrahlung bei
der Aufnahme der Wurzelstrahlung durch den
Strahlungssensor ausgeblendet wird. Da die durch den
Schmelzstrahl oder beim Simultanschweißen durch einen
zweiten Schweißstrahl in der Prozesszone erzeugte
Strahlung keinen Bezug zu dem Prozess des zu
überwachenden Schweißstrahls aufweist, ist es vorteilhaft
diese Strahlung durch räumliche Filter oder
Frequenzfilter auszublenden.
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Gemäß einer zweiten Lehre der Erfindung ist die oben
hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe für eine Vorrichtung
zur Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen dadurch gelöst, dass der
Strahlungsgenerator die von der Prozesszone an der
Schweißnahtwurzel ausgehende Wurzelstrahlung aufnimmt. Zu
den mit der erfindungsgemäßen Verwirklichung einer
derartigen Vorrichtung verbundenen Vorteilen wird auf die
im Zusammenhang mit einem Verfahren gemäß der ersten
Lehre der Erfindung verbundenen, bereits erläuterten
Vorteile verwiesen.
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Dadurch, dass gemäß einer ersten Ausgestaltung der
Vorrichtung gemäß der zweiten Lehre der Erfindung der
Strahlungssensor auf der der Schweißnahtwurzel
zugeordneten Seite koaxial zum Schweißstrahl angeordnet
ist, ist gewährleistet, dass neben der Sekundärstrahlung
des Plasmas innerhalb und außerhalb des Keyholes und der
Schmelze auch im wesentlichen unbeeinflusste Anteile des
Schweißstrahls, die aus dem Keyhole austreten, erfasst
werden. Die Sekundärstrahlung des Plasmas innerhalb des
Keyholes wird mit dieser Konstellation voll erfasst.
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Die erwähnten im wesentlichen unverändert aus dem
"Keyhole" austretenden Anteile des Schweißstrahls werden
dadurch ausgeblendet, dass gemäß einer alternativen
Ausgestaltung der Strahlungssensor auf der der
Schweißnahtwurzel zugeordneten Seite in einem Winkel zur
Strahlachse des Schweißstrahls angeordnet ist. Dies lässt
sich alternativ auch durch einen Frequenzfilter
gewährleisten.
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In dem Fall, in dem die Metallbauteile auch von der Seite
der Schweißnahtwurzel im Wärmeleitungsmode oder im
Tiefschweißmode bearbeitet werden, ist es vorteilhaft,
wenn der Strahlungssensor in das optische System eines
die Schweißnahtwurzel bearbeitenden Schmelzstrahl- oder
Schweißstrahlgenerators integriert ist. Hierdurch lassen
sich der Strahlungssensor und der Strahlgenerator mit
derselben Bewegungseinheit führen.
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Es existieren nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Prozessüberwachung
und/oder -steuerung beim Laserstrahlschweißen gemäß der
ersten und zweiten Lehre der Erfindung auszugestalten und
weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen
einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 6
nachgeordneten Patentansprüche andererseits auf die
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in
Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
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Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Prozesssteuerung beim Laserstrahlschweißen
in einer seitlichen Ansicht und
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Fig. 3a), b) den Zusammenhang zwischen der Ausbildung
der Dampfkapillare in der Prozesszone und
dem Strahlungsbild eines erfindungsgemäß
vorgesehenen Strahlungssensors.
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Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prozessüberwachung-
und/oder -steuerung beim Laserstrahlschweißen weist
erfindungsgemäß einen als Kamera 9 ausgebildeten
Strahlungssensor auf, der die von der Prozesszone 4 an
der Schweißnahtwurzel ausgehende Wurzelstrahlung 12
ortsaufgelöst aufnimmt. Bei der Kamera 9 kann es sich
beispielsweise um eine CCD- oder CMOS-Kamera handeln.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kamera
9 über eine dicroide Strahlteilerplatte 11 koaxial zum
Schweißstrahl 2 ausgerichtet. Die Strahlteilerplatte 11
dient dabei der Einkopplung eines nicht dargestellten
Schmelzstrahls zum Umschmelzen der Schweißnahtwurzel
(vgl. zum Beispiel DE 100 37 109.4).
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Die Wurzelstrahlung 12 umfasst im wesentlichen die
Anteile des Schweißstrahls 2, die weitgehend unverändert
aus dem Keyhole 13 austreten, die Emissionsstrahlung des
Plasmas 14 innerhalb und außerhalb der Dampfkapillare 5
und die von der Schmelzoberfläche ausgehende Strahlung.
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Durch Ausblenden oder gleichzeitige Beobachtung der
verschiedenen Strahlungsanteile vor oder in der Kamera 9
lässt sich erfindungsgemäß eine wesentlich verbesserte
Prozessüberwachung und/oder -steuerung beim
Laserstrahlschweißen insbesondere von Metallbauteilen aus
Aluminiumwerkstoffen gewährleisten.
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Die Prozessüberwachung und/oder -steuerung kann weiter
durch die Auswertung von Geometrieeigenschaften des
ortsaufgelösten Strahlungsbildes 10 der Kamera 9
optimiert werden. Dabei kann die Auswertung nach Kreis-
bzw. Ellipsenformen durch gängige Verfahren zum Beispiel
analog zur Strahlvermessung für die freie
Strahlpropagation von Laserstrahlen erfolgen.
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Insbesondere können die Radien bzw. die Halbachsen
beispielsweise durch das Momentenverfahren oder das
Verfahren der eingeschlossenen Intensität - beide bekannt
aus der Vermessung für die freie Strahlpropagation von
Laserstrahlen - ermittelt werden.
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Beim Schweißen mit mehreren Laserstrahlen, also
beispielsweise dem sogenannten Doppelstrahlschweißen,
kann das Strahlungsbild der Kamera 9 durch die Bestimmung
des Abstandes und der Lage von lokalen
Intensitätsüberhöhungen und das Bilden einer
Mittelsenkrechten der Verbindungslinie zwischen den
Intensitätsüberhöhungen aufgeteilt werden. Hierzu bieten
sich entweder die Maxima oder die Schwerpunkte der
Intensitätsüberhöhungen an. Die weitere Auswertung des
geteilten Strahlungsbildes erfolgt wie die Auswertung für
Einzelstrahlen. Alternativ hierzu können die Hauptachsen
der Intensitätsverteilung durch Abbildung auf eine
Ellipse bestimmt werden, woraufhin das Strahlungsbild
entlang der kürzeren Hauptachse geteilt wird. Besonders
einfach ist die Teilung des Strahlungsbildes entlang
einer vorgegebenen Linie, wobei diese vorgegebene Linie
beispielsweise im Rahmen der Kalibrierschweißungen
mechanisch derart justiert wird, dass sie die
Mittelsenkrechte der Verbindungslinien zwischen den
Intensitätsmaxima der Schweißstrahlen bildet.
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Im Rahmen der Prozesssteuerung dient die von, dem
Strahlungssensor erfindungsgemäß aufgenommene
Wurzelstrahlung regelungstechnisch als eine Regelgröße
bei der Prozesssteuerung des Laserstrahlschweißens.
Stellgrößen können beispielsweise die
Laserstrahlleistung, die Laserstrahlgeometrie oder die
Bearbeitungs- bzw. Relativgeschwindigkeit sein. Es können
einer oder mehrere Regelkreise unter Verwendung von einem
oder mehreren aus der Wurzelstrahlung abgeleiteten
Regelsignalen verwendet werden. Beispielsweise kann ein
Radius der detektierten Intensitätsverteilung als
Sollwert vorgegeben werden.
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In Fig. 3a) der Zeichnung ist ein Prozesszustand
dargestellt in dem sich die Dampfkapillare 5 unter
Bildung eines Keyholes 13 bis zur Unterseite der
Metallbauteile erstreckt. Aus dem zugeordneten
Strahlungsbild 10 ist erkennbar, dass die Wurzelstrahlung
in diesem Zustand von dem hier nicht dargestellten
Strahlungssensor abgebildet wird.
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Im Gegensatz hierzu zeigt Fig. 3b) einen Prozesszustand,
in dem die Dampfkapillare 5 die Unterseite der
Metallbauteile nicht erreicht, sich somit kein Keyhole
bildet und das Strahlungsbild 10 demzufolge keine
Wurzelstrahlung zeigt. Bereits vor der Bildung eines
Keyholes kann das Strahlungsbild jedoch die aus der sich
bereits an die Unterseite der Metallbauteile erstreckende
Schmelze resultierende Wärmestrahlung abbilden. Dies ist
hier nicht dargestellt.