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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Säubern metallischer Oberflächen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für laserunterstütztes Kraftreinigen, bei welchen Material, das durch den Laser aufgeheizt wird, darauffolgend von der Oberfläche unter Verwendung eines Gasstroms entfernt wird.
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Hintergrund der Erfindung
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In einem Verfahren zur Herstellung eines metallischen Produkts ist es manchmal notwendig, eine spezifische Oberfläche zu säubern, bevor darauffolgende Schritte durchgeführt werden können. Zum Beispiel ist das Säubern notwendig, um nicht erwünschtes Material, das auf der Oberfläche vorliegt, zu entfernen oder zu beseitigen. Bekannte Ansätze umfassen das Waschen der Oberfläche unter Verwendung eines Mediums, um das Material wegzuspülen, das Schleifen der Oberfläche unter Verwendung eines mechanischen Werkzeugs, um das Material zu entfernen und das Lösen des Materials unter Verwendung eines chemischen Lösungsmittels. Jeder Ansatz leidet an einer Form von Nachteilen und/oder Beschränkungen. Das Waschen unter Verwendung eines Mediums ist nicht effektiv, wenn das Material stark an der Oberfläche haftet, jedoch kann es für das Entfernen von losem Material geeignet sein. Schleifen ist arbeitsintensiv, verursacht Werkzeugverschleiß und ist nicht auf einfache Weise automatisierbar oder ist durch Zugänglichkeit limitiert. Lösen erfordert die Verwendung von Chemikalien, die umweltschädlich sein können, und erfordert zusätzliche Gesundheits- und Sicherheitsmaßnahmen.
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Basierend auf der Diskussion, die oben vorgestellt ist, sollte ein Reinigungsverfahren simpel und auf einfache Weise automatisierbar sein, kostengünstig sein bei hohem Durchsatz, flexibel sein, unnötigen Werkzeugverschleiß und unnötige Wartung vermeiden und umweltfreundlich sein. Ferner sollte ein Reinigungsverfahren für die Verwendung in verschiedenen Anwendungen geeignet sein, die eigene Herausforderungen darstellen können.
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Gasmetalllichtbogenschweißen (GMAW) ist ein Verfahren das zur Herstellung von metallischen Produkten genutzt wird, wie zum Beispiel zum Fügen von Blechbauteilen innerhalb der Herstellung von Automobilen. Während des GMAW Verfahrens verbindet sich Silikon, das gewöhnlich in dem Stahlbasismetall vorkommt, Schweißdrahtelektrode und Schweißflussmittel mit Sauerstoff im Schweißbad und bildet Silikat während des Erstarrungsvorgangs. Das Silikat erscheint auf der Oberseite der Schweißwulst in der Form sogenannter „Silikat-Inseln”. Leider sind diese Silikat-Inseln nicht lackiergerecht. Als solcher, wenn das Endprodukt einschließlich der Schweißzone lackiert ist, neigt der Lack, der über die Silikat-Inseln aufgebracht wird, zum Ablösen. Die freiliegenden Silikat-Inseln lösen unter normalen Einsatzbedingungen Korrosion aus.
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Es ist wünschenswert, das Ablösen des Lacks zu vermeiden, um die Korrosionsbeständigkeit der hergestellten metallischen Produkte zu verbessern. Obschon es möglich ist, die Silikat-Inseln mit einer Beschichtung oder einer Schicht, die lackiergerecht ist, zu bedecken, neigt dies dazu, kostenintensiv zu sein und daher keine ideale Lösung zu sein. Vorzugsweise werden die SilikatInseln von der Oberfläche der Schweißwulst entfernt, so dass das Ablösen des Lacks kein Thema mehr ist. Leider beinhalten aktuelle Techniken mechanisches Schleifen, das arbeitsintensiv und nicht auf einfache Weise automatisierbar ist, zu Werkzeugverschleiß führt, und durch Zugangsprobleme limitiert ist et cetera.
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Noch bevor metallische Komponenten zusammengeschweißt werden können, kann es notwendig sein, in geringem Umfang Reinigungsarbeiten auf den zu verschweißenden Oberflächen durchzuführen. Anhand eines spezifischen und nicht einschränkenden Beispiels, werden viele Antriebsstrangkomponenten durch das Fügen mehrerer bearbeiteter Bauteile miteinander produziert, um ein funktionelles Produkt zu erzeugen. Ölrückstände liegen aufgrund der Bearbeitung, des Transports, der Lagerung, et cetera immer auf bearbeiteten Oberflächen vor. Diese Ölrückstände verursachen Schweißfehler, wie zum Beispiel das Ausströmen von Schweißmetall, und müssen gereinigt werden, bevor die Bauteile für das Schweißen zusammengesetzt werden.
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Es ist wünschenswert, Schweißfehler in hergestellten metallischen Produkten zu vermeiden. Obschon Ölrückstände durch Waschen mit einer Waschflüssigkeit und anschließendem Trocknen entfernt werden können, ist ein derartiger Prozess aufgrund der Verwendung von chemischen Lösungsmitteln nicht umweltfreundlich, erfordert zusätzliche Ausrüstung und verbraucht Produktionsfläche und neigt dazu, unordentlich zu sein.
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Es würde vorteilhaft sein, zumindest einige der oben genannten Beschränkungen und Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Entsprechend einem Aspekt mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zur Entfernung eines Materials offenbart, das an einer darunterliegenden Oberfläche haftet, wobei das Verfahren umfasst: die Nutzung eines Laserstrahls, das Aufheizen eines Materials, um die Stärke der Adhäsion zwischen dem Material und der darunterliegenden Oberfläche zu reduzieren; das Richten eines Gasstroms auf das aufgeheizte Material; und die Nutzung eines Gasstroms, der das aufgeheizte Material von der darunterliegenden Oberfläche verdrängt.
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Entsprechend einem Aspekts mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zur Entfernung eines Materials offenbart, das an einer darunterliegenden Oberfläche haftet, wobei das Verfahren umfasst: Verwenden eines Laserstrahls, so dass das Material aufgeheizt wird, bis eine der nachfolgend genannten Varianten eintritt i) das Material wechselt vom festen Zustand in den geschmolzenen Zustand; und ii) das Material pyrolysiert, um einen Rückstand des Materials zu bilden; und Verwenden eines Gasstroms, so dass das Material im geschmolzenen Zustand oder des Rückstands des Materials von der darunterliegenden Oberfläche entfernt wird.
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Entsprechend eines Aspekts mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird offenbart ein System zur Entfernung eines Materials, das an einer darunterliegenden Oberfläche haftet, wobei das System umfasst: eine Laserstrahlquelle zur Bereitstellung eines Laserstrahls, um das Material aufzuheizen; eine Düse in Verbindung mit einer Quelle komprimierten Gases; und einen Regler zur Regelung der Laserstrahlquelle, um den Strahlfleck entlang des Materials, das an der darunterliegenden Oberfläche haftet, zu scannen, und für das Vorwärtsbewegen der Düse hinter dem Strahlfleck, so dass ein Gasstrom aus der Düse austritt und auf das aufgeheizte Material oder auf einen Rückstand davon auftrifft, wobei die Düse einen Gasstrom erzeugt, der ausreichend Kraft hat, um das aufgeheizte Material oder den Rückstand davon von der darunterliegenden Oberfläche zu entfernen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nun nur anhand von Beispielen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei ähnliche Bezugsziffern ähnliche Elemente über die verschiedenen Ansichten anzeigen, und wobei:
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1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht ist, die ein metallisches Produkt zeigt, das durch Schweißen zweier Blechkomponenten erzeugt wurde und Silikat-Inseln enthält, die auf einer darunterliegenden Schweißnaht gebildet wurden;
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2 eine vereinfachte perspektivische Skizze Ansicht ist, die laserunterstütztes Kraftreinigen eines metallischen Produkts aus 1 zeigt;
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3A eine Oberfläche zeigt, die laserunterstütztes Kraftreinigen zeigt, bevor die Silikat-Inseln mit dem Laser bestrahlt werden;
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3B eine Oberfläche aus 3a zu einem Zeitpunkt zeigt, in dem die Silikat-Inseln mit dem Laser bestrahlt werden.
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3C zeigt Oberfläche aus 3A zu einem Zeitpunkt zeigt, in dem die Silikat-Inseln von der Oberfläche unter Verwendung eines Gasstroms verdrängt werden.
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4A ein Bild ist, das eine Schweißnaht vor dem laserunterstützten Kraftreinigen zeigt;
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4B ein Bild ist, das eine Schweißnaht im Anschluss an das laserunterstützte Kraftreinigen zeigt;
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5A–5B ein Verfahren zur Entfernung eines öligen Rückstands durch laserunterstütztes Kraftreinigen zeigen;
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6 ein vereinfachtes Flussdiagramm für ein Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist; und
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7 ein vereinfachtes Flussdiagramm für ein anderes Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die folgende Beschreibung wird dargestellt, um einem Fachmann die Benutzung der Erfindung zu ermöglichen, und wird im Kontext einer bestimmten Anwendung und deren Anforderungen bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen in den offenbarten Ausführungsform werden für Fachmänner leicht sichtbar sein, und die hier allgemein definierten Prinzipien können auf andere Ausführungsformen angewendet werden, ohne dabei den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Die vorliegende Erfindung ist daher nicht dazu beabsichtigt, auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein, sondern dazu, den weitesten Umfang der Erfindung, der mit den hier offenbarten Prinzipien und Merkmalen übereinstimmt, einzuräumen. Zudem gilt es zu verstehen, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und die hier verwendeten Fachausdrücke dem Zweck der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend verstanden werden sollten. Die Benutzung von „einschließen”, „umfassen” oder „aufweisen” und Abweichungen davon meint hier das Umfassen der darauffolgenden, aufgeführten Gegenstände, Äquivalente davon wie auch zusätzliche Gegenstände.
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1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht, die ein metallisches Produkt 100, das zwei zusammengeschweißte Blechkomponenten 102A und 102B zeigt. Anhand eines spezifischen und nicht einschränkenden Beispiels, werden die Komponenten 102A und 102B durch Gasmetalllichtbogenschweißen (GMAW) zusammengefügt, was die Schweißwulst 104 zwischen den Komponenten 102A und 102B ergibt. Wie in 1 gezeigt, wurden auf der darunterliegenden Schweißwulst 104 Silikat-Inseln 106 gebildet.
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1 ist eine vereinfachte perspektivische Skizze, die laserunterstütztes Kraftreinigen eines metallischen Produkts 100 aus 1 unter Verwendung eines Systems 200 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Eine strahlformende Optik 202 richtet einen Laserstrahl 204 auf das metallische Produkt 100, die den Strahlfleck 206 formt, der entlang eines Weges, wie durch den Pfeil 212 angegeben, vorwärtsbewegt wird. Insbesondere bestrahlt der Strahlfleck 206 das Material 106, das an der darunterliegenden Oberfläche der Schweißwulst 104 haftet, und heizt es auf, zum Beispiel die Silikat-Inseln 106. Aufgrund der Größe und der Form des Strahlflecks 206 wird die darunterliegende Schweißwulst 104 ebenso aufgeheizt. Das Aufheizen auf eine ausreichend hohe Temperatur, wie zum Beispiel zwischen ungefähr 1100°C und 1200°C, reduziert die Stärke der Adhäsion zwischen dem Material 106 und der darunterliegenden Schweißwulst 104. Eine Düse 208, welche in Verbindung mit einer Quelle komprimierten Gases 210 steht, wird genutzt, um einen Gasstrom auf das aufgeheizte Material 106 auftreffen zu lassen und um es von der darunterliegenden Schweißwulst 104 zu entfernen. Anhand eines spezifischen und nicht limitierenden Beispiels, ist das komprimierte Gas mindestens eines von komprimierter Luft, komprimiertem Stickstoff, komprimierten Argon, komprimierten Kohlenstoffdioxid, et cetera, oder ein anderes geeignetes Gas, und eine Kombination davon einschließend. Andere geeignete Gase sind solche Gase, die nicht reaktiv mit der Schweißwulst oder mit dem metallischen Produkt unter den Bedingungen des laserunterstützten Kraftreinigens sind, und die keine unakzeptierbaren Gesundheitsbedenken, Sicherheitsbedenken oder andere Bedenken, wie zum Beispiel das Risiko einer Explosion oder eines Feuers, darstellen.
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Weiterhin unter Bezug auf 2 wird der Strahlfleck 206 entlang der Schweißwulst 104 in die Richtung, die durch den Pfeil 212 angegeben wird, vorwärtsbewegt. Ebenso wird die Düse 208 entlang derselben Richtung vorwärtsbewegt und vorzugsweise wird der Abstand zwischen Strahlfleck 206 und der Düse 208 konstant gehalten. Zum Beispielwerden die Strahlformoptik 202 und die Düse 208 beide bei einem fixen Trennungsabstand an eine computergesteuerte numerische (CNC) Maschine angebracht, die durch eine nicht abgebildete Steuerung gesteuert wird. In einer Ausführungsform ist die CNC-Maschine ein Portalroboter. Anhand eines spezifischen und nicht einschränkenden Beispiels, zur Entfernung der Silikat Inseln 106 von der darunterliegenden Schweißwulst 104 beträgt die Laserstrahlleistung ungefähr 3 kW und der erzeugte Strahlfleck 206 misst ungefähr 5,5 mm × 5,5 mm. Der Strahlfleck 206 und die Düse 208 werden mit einer Geschwindigkeit von 60 mm/s gescannt, wobei die Düse 208 eine im Allgemeinen schlitzförmige Öffnung mit einer ungefähren Breite von 100 mm aufweist, die den Strom komprimierten Gases bei einem Druck von ungefähr 150 psi bereitstellt. Um eine Störung der darunterliegenden Schweißwulst 104 zu vermeiden, deren Oberfläche bis zu einer Temperatur aufgeheizt werden kann, die ausreicht, um das Schweißmaterial zu verflüssigen, ist es wünschenswert, einen Gasstrom zu nutzen, der gerade genug Kraft bereitstellt, um die Silikat-Inseln 106 zu entfernen.
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3A–C sind vereinfachte Seitenansichten verschiedener Stufen des laserunterstützten Kraftreinigens des metallischen Produkts 100 aus 1. In 3A werden der Laserstrahl 204 und die Düse 208 entlang der Schweißwulst 104 in die Richtung des Blockpfeils 212 gescannt. Der Laserstrahl 204 bestrahlt keine der Silikat-Inseln 106, die an der Schweißwulst 104 haftet. In 3B bewegten sich der Laserstrahl 204 und die Düse entlang eines Weges vorwärts und stießen auf die erste Vielzahl von Silikat-Inseln 106, die an der Schweißwulst 106 kleben. Der Laserstrahl 204 bestrahlt die erste Silikat-Insel 106 und heizt diese auf, verflüssigt diese und reduziert dabei die Stärke der Adhäsion zwischen der ersten Silikat-Insel 106 und der Schweißwulst 104. In 3C schritten der Laserstrahl 204 und die Düse 208 weiter in die Richtung des Blockpfeils 212 voran, so dass der Gasstrom, der durch den Pfeil G dargestellt ist, aus der Düse 208 austritt, auf die verflüssigte erste Silikat-Insel 106 auftrifft und diese entfernt. Das Verfahren wird mit der zweiten und dritten Silikat-Insel et cetera wiederholt, wenn sich der Laserstrahl 204 und die Düse selbst in die Richtung des Blockpfeils 212 weiterbewegen.
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4A und 4B sind Bilder einer Schweißwulst, die jeweils aufgenommen wurden, bevor diese dem laserunterstützten Kraftreinigen unterzogen wurden und nachdem diese dem laserunterstützten Kraftreinigen unterzogen wurden. Die Reihe der Pfeile in 4A gibt die Orte der Silikat-Inseln entlang der Schweißwulst an. Wie in 4B gezeigt, führte das laserunterstützte Kraftreinigen zu der Entfernung aller sichtbaren Silikat-Inseln.
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Zusätzlich zu der Entfernung der Silikat-Inseln von den Schweißwülsten, wie unter Bezug auf 1 bis 4B diskutiert, kann das Verfahren und das System des laserunterstützten Kraftreinigens außerdem genutzt werden, um unerwünschte Materialien von den Oberflächen zu entfernen. Zum Beispiel können unerwünschte Materialien von bearbeiteten Oberflächen vor dem Zusammenschweißen metallischer Bauteile entfernt werden, wie unter Bezug auf 5A–B diskutiert werden wird. Insbesondere zeigt 5A eine Seitenansicht eines Materials 500, wie zum Beispiel ein öliges Material auf einer bearbeiteten Verbindung hervorgerufen durch das Bearbeitungsverfahren, den Transport und/oder die Lagerung, das an der bearbeiteten metallischen Oberfläche 502 haftet, zu einem frühen Zeitpunkt während des laserunterstützten Kraftreinigens. Laserstrahl 204 wird auf das Material 500 auf der Oberfläche 502 gerichtet, wodurch das Material 500 auf eine Temperatur aufgeheizt wird, bei der es aufweicht und/oder pyrolisiert. Innerhalb dieses Kontextes wird der Ausdruck „pyrolisieren” genutzt, um eine hitzeinduzierte chemische Veränderung anzuzeigen, die dazu führt, dass das Originalmaterial 500 in einen Rückstandsmaterial 504 umgewandelt wird, das an der Oberfläche weniger stark haftet als das Originalmaterial 500. Die genaue Art des Rückstandsmaterials ist nicht kritisch und auch nicht notwendigerweise reproduzierbar. Alles was es erfordert, für den Zweck der hierin diskutiert wird, ist, dass das Material 500 in eine Form (aufgeweicht oder ein Rückstand) umgewandelt wird, die durch die Aktion des Gasstroms, dargestellt durch den Pfeil G, der aus der Düse 208 austritt, von der Oberfläche entfernt werden kann.
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Weiterhin bezugnehmend auf 5A heizte der Laserstrahl einen ersten Teil des Materials 500 ausreichend auf, um den Rückstand 504 zu erzeugen, der sich aufgrund der Kraft, die durch den Gasstrom, der aus der Düse austritt, ausgeübt wird, beginnt zu entfernen. Wie in 5B gezeigt bewegen sich der Laserstrahl 204 und die Düse 208 in die Richtung des Blockpfeils 212 vorwärts, so dass ein zweiter Teil des Materials 500 aufgeheizt wird, um ein Rückstandsmaterial 504 zu erzeugen und so dass die Entfernung des zuvor erzeugten Rückstandsmaterials abgeschlossen wird.
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Nun unter Bezug auf 6 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm für ein Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Insbesondere dient das Verfahren, das unter Bezug auf 6 beschrieben wird, zur Entfernung eines Materials, dass an der darunterliegenden Oberfläche haftet. Zum Beispielumfasst das zu entfernende Material Silikat-Inseln und die darunterliegende Oberfläche ist eine Schweißwulst, oder das zu entfernende Material umfasst einen öligen Film und die darunterliegende Oberfläche ist eine metallische Oberfläche. Bei 600 wird das Material, das von einer darunterliegenden Oberfläche entfernt werden soll, unter Verwendung eines Laserstrahls derart aufgeheizt, so dass die Stärke der Adhäsion zwischen dem Material und der darunterliegenden Oberfläche reduziert wird. Bei 602 wird ein Gasstrom auf das geheizte Material gerichtet. Zum Beispiel wird eine Düse, die in Verbindung mit einer Quelle komprimierten Gases steht, zum Beispiel komprimierte Luft oder Stickstoff oder ein anderes geeignetes Gas, genutzt, um einen Gasstrom auf das aufgeheizte Material zu richten. Bei 604 wird das aufgeheizte Material von der darunterliegenden Oberfläche unter dem Einfluss der Kraft des Gasstroms verdrängt. Das Verdrängen des Materials umfasst das Vorwärtsbewegen der Düse entlang eines Wegs des Laserstrahls über die darunterliegende Oberfläche. In dem Verfahren, das unter Bezug auf 6 beschrieben wird, wird der Gasstrom gewählt, um auf das aufgeheizte Material mit einer Kraft aufzutreffen, die gerade ausreicht, um das aufgeheizte Material von der darunterliegenden Oberfläche zu entfernen.
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Nun bezugnehmend auf 7 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm für ein anderes Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Insbesondere dient das unter Bezug auf 7 beschriebene Verfahren zur Entfernung von Material, das an einer darunterliegenden Oberfläche haftet. Zum Beispiel umfasst das zu entfernende Material Silikat-Inseln und die darunterliegende Oberfläche ist eine Schweißwulst, oder das zu entfernende Material umfasst einen Ölfilm und die darunterliegende Oberfläche ist eine metallische Oberfläche. Bei 700 wird unter Verwendung eines Laserstrahls das Material aufgeheizt, bis eines des folgenden auftritt: (i) das Material wechselt vom festen Zustand in den geschmolzenen Zustand; und (ii) das Material pyrolisiert, um ein Rückstand des Materials zu erzeugen. In beiden Fällen ist die Adhäsion zwischen dem aufgeheizten Material, oder dem Rückstand, der während des Aufheizens des Materials erzeugt wird, und der darunterliegenden Oberfläche geringer als die Stärke der Adhäsion zwischen dem nicht aufgeheizten Material und der darunterliegenden Oberfläche. Bei 702, im Anschluss an das Aufheizen des Materials, wird ein Gasstrom genutzt, um das Material im geschmolzenen Zustand oder den Rückstand des Materials von der darunterliegenden Oberfläche zu verdrängen. Zum Beispiel wird eine Düse die in Verbindung mit einer Quelle komprimierten Gases, zum Beispiel, komprimierter Luft, oder Stickstoff oder einem anderen geeigneten Gas genutzt, um den Gasstrom auf das aufgeheizte Material zu richten. Das verdrängen des Materials oder des Rückstandsmaterials umfasst das Vorwärtsbewegen der Düse entlang des Wegs des Laserstrahls. In dem Verfahren, das unter Bezug auf 7 beschrieben wird, wird der Gasstrom gewählt, um auf das aufgeheizte Material mit einer Kraft aufzutreffen, die gerade ausreicht, um das aufgeheizte Material von der darunterliegenden Oberfläche zu entfernen.
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Ein Fachmann wird anerkennen, dass irgendwelche numerischen Werte oder Bereiche im Kontext eines spezifischen und nicht einschränkenden Beispiels diskutiert werden, und dass verschiedene numerische Werte oder Bereiche für verschiedene Anwendungen geeignet sein können. Es soll anerkannt werden, das der Laserstrahl Energie überträgt, um eine reduzierte Stärke der Adhäsion zwischen einem zu entfernenden Material und einer unter dem Material liegenden Oberfläche zu erzielen. Abhängig von der Art des Materials und dem darunterliegenden Oberfläche kann der Laserstrahl von relativ hoher Intensität oder relativ geringer Intensität sein. Normalerweise ist ein relativ großer Strahlfleck geeignet und daher kann ein Laserstrahl geringer Helligkeit verwendet werden. Bezugnehmend auf das spezifische Beispiel des Entfernens von Silikat-Inseln wird normalerweise ein Laserstrahl hoher Leistung benötigt. Bezugnehmend auf das spezifische Beispiel des Entfernens unerwünschten Materials, wie ölige Filme, ist normalerweise ein Laserstrahl geringer Leistung ausreichend.
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Hierzu ist zu bemerken, dass Silikat-Inseln vorgestellt wurden als ein spezifisches und nicht einschränkendes Beispiel für Materialtypen, die entfernt werden können unter Verwendung des Verfahrens und Systems für laserunterstütztes Kraftreinigen. Silikat weist eine geringe Löslichkeit in Schweißmetall auf, und Silikat und Stahllegierungen haben deutlich unterschiedliche Kristallstrukturen, so dass die Verbindung zwischen Silikat und der Metalllegierung nicht metallurgisch ist.
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Ferner sind die bereitgestellten spezifischen Beispiele der Form und Größe des Strahlflecks, Geometrie der Düse, et cetera nicht dazu beabsichtigt, einschränkend zu sein. Strahlflecken sind optional rund, quadratisch, rechteckig et cetera und ausreichend breit, um die Breite einer Schweißwulst, die gereinigt wird, abzudecken. Bevorzugt ist die Energieverteilung des Strahls gleichmäßig. Zusätzlich ist die erforderliche Laserstrahlintensität von der Scan-Geschwindigkeit, der Strahlform et cetera abhängig, ebenso wie von der Art des zu entfernenden Materials. Es kann ein Dauerstrich- oder Pulslaserstrahl vorliegen, abhängig von dem Material das entfernt werden soll und dem Substrat. Düsengeometrie umfasst vorzugsweise eine schmale, aber weite Schlitzöffnung, um eine hohe Durchflussrate bei Abdeckung einer großen Breite bereitzustellen.
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Während mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen hierin vorgestellt und abgebildet wurden, werden Fachleute sich einfach eine Vielzahl von Variationen oder Bedeutungen und/oder Strukturen zur Durchführung der Funktion und/oder zur Erreichung der Ergebnisse und/oder eines Vorteils oder mehrerer Vorteile vorstellen, und jede solcher Variation und/oder Modifikation ist dazu vorgesehen, innerhalb des Umfangs der Erfindung der Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, zu liegen. Allgemeiner werden Fachleute sich einfach bewusst darüber sein, dass alle Parameter, Abmessungen, Materialien und Konfigurationen, die hier beschrieben werden, beispielhaft gemeint sind und dass die tatsächlichen Parameter, Abmessungen, Materialien und/oder Konfigurationen von der jeweiligen Anwendung abhängen werden oder von den jeweiligen Anwendungen abhängen werden, auf die die erfinderische Lehre angewendet wird. Fachleute werden erkennen oder in der Lage sein festzustellen, dass mit nicht mehr als routinemäßigem Experimentieren viele Äquivalente hinsichtlich der spezifischen erfindungsgemäßen Ausführungsformen beschrieben werden. Daher gilt es zu verstehen, das vorangehende Ausführungsformen nur anhand von Beispielen vorgestellt wurden und dass innerhalb des Schutzbereichs der angefügten Ansprüche und deren Entsprechungen erfindungsgemäße Ausführungsformen auf andere Weise, als in den Ansprüchen spezifisch beschrieben und beansprucht, umgesetzt werden können. Erfindungsgemäße Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden auf jede/s/n individuelle/s/n Merkmal, System, Artikel, Material, Zubehör, und/oder Verfahren, bezogen, die/das/der hier beschrieben wird. Zusätzlich ist jede Kombination von zwei oder mehreren solchen Merkmalen, Systemen, Artikeln, Materialien, Zubehören, und/oder Verfahren, wenn solche Merkmale, Systeme, Artikel, Materialien, Zubehöre, und/oder Verfahren nicht wechselseitig widersprüchlich sind, von dem Umfang der Erfindung der vorliegenden Offenbarung umfasst.
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Alle Definitionen, wie hier definiert und beschrieben, sollten so verstanden werden, dass diese über Definitionen aus Wörterbüchern und/oder gewöhnlichen Bedeutungen der definierten Begriffe Vorrang haben. Die undefinierten Artikel „ein” und „eine”, wie sie hier in den Spezifizierung und Ansprüchen definiert sind, sollten so verstanden werden, dass sie „mindestens ein” oder „mindestens eine” bedeuten. Der Ausdruck „und/oder”, wie er hier in den Spezifizierung und Ansprüchen definiert ist, sollte so verstanden werden, dass er „einer oder beide” hinsichtlich der so verbundenen Elemente bedeutet, zum Beispiel Elemente, die in einigen Fällen verbunden vorliegen und in anderen Fällen nicht verbunden vorliegen.
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Mehrere Elemente, die mit „und/oder” aufgelistet werden, sollten in derselben Weise ausgelegt werden, das heißt „eine oder mehrere” der so verbundenen Elemente. Andere Elemente können optional vorliegend, außer den Elementen, die spezifisch mit dem „und/oder” Satz identifiziert sind. Daher, als ein nicht einschränkendes Beispiel, kann der Bezug auf „A und/oder B”, wenn verwendet mit einem offenen Ausdruck wie „umfassen”, sich beziehen, in einer Ausführungsform, nur auf A (optional andere Elemente als B enthaltend); in einer anderen Ausführungsform, nur auf B (optional andere Elemente als A enthaltend); in noch einer anderen Ausführungsform, auf beide A und B (optional andere Elemente enthaltend); et cetera.
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Wie hier in der Beschreibung und den Ansprüchen genutzt sollte „oder” so verstanden werden, dass es dieselbe Bedeutung wie „und/oder” hat, wie oben definiert. Zum Beispiel, wenn Gegenstände in einer Liste separiert werden sollten „oder” oder „und/oder” als einbeziehend interpretiert werden, zum Beispiel die Einbeziehung von mindestens einem, jedoch auch die Einbeziehung von mehr als einem, aus mehreren oder einer Liste von Elementen, und, optional zusätzliche nicht gelistete Elemente. Nur Ausdrücke, die deutlich das Gegenteil anzeigen, wie zum Beispiel „nur einer von” oder „exakt einer von”, oder, wenn in den Ansprüchen verwendet wird, ”besteht aus”, wird sich auf die Einbeziehung exakt nur einen Elements aus mehreren oder einer Liste von Elementen bezogen. Im Allgemeinen sollte der Ausdruck „oder”, wie hier verwendet, nur interpretiert werden als Hinweis auf eine exklusive Alternative (zum Beispiel „das eine oder das andere aber nicht beide”) wenn vorrausgehend Ausdrücke der Exklusivität, wie „einer von beiden”, „einer von”, „nur einer von”, oder „genau einer von”. „Besteht im Wesentlichen aus”, wenn in den Ansprüchen verwendet, sollte seine ordinäre Bedeutung, wie im Patentrechtswesen genutzt, haben.
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Wie hier in der Spezifikation und den Ansprüchen verwendet, sollte der Ausdruck „mindestens ein” in Bezug auf eine Liste von einem oder mehreren Elementen so verstanden werden, dass er mindestens ein Element aus irgendeinem oder irgendwelchen Elementen aus der Liste auswählend bedeutet, jedoch nicht notwendigerweise mindestens eines von beiden oder jedem Element/en, welche/s speziell innerhalb der Liste der Elemente gelistet ist/sind und ohne das Ausschließen irgendeiner Kombination von Elementen aus der Liste der Elemente einbeziehend bedeutet. Diese Definition erlaubt außerdem, dass Elemente optional präsent sein können, und zwar andere als die innerhalb der Liste identifizierten Elemente, auf die sich der Ausdruck „mindestens ein” bezieht, unabhängig davon, ob auf die speziell identifizierten Elemente bezogen oder nicht bezogen. Daher, als ein nicht einschränkendes Beispiel, ”mindestens ein von A und B” (oder, äquivalent „mindestens ein von A oder B”, oder äquivalent „mindestens ein von A und/oder B”) kann sich in einer Ausführungsform beziehen auf mindestens ein, optional mehr als ein, A, mit keinem B präsent (und optional andere als Elemente von B enthaltend); in einer anderen Ausführungsform auf mindestens ein, optional mehr als B enthaltend mit keinem A präsent (und optional andere Elemente als von A enthaltend); und in einer anderen Ausführungsform auf mindestens ein, optional mehr als ein, A, und mindestens ein, optional ein anderes als B enthaltend (und optional andere Elemente enthaltend); et cetera.
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Es sollte außerdem verstanden werden, dass, falls nicht eindeutig gegenteilig angegeben, in jedem hier beanspruchten Verfahren, das mehr als einen Schritt oder eine Handlung beinhaltet, die Reihenfolge der Schritte oder Handlungen nicht notwendigerweise auf die Reihenfolge, in der die Schritte und Handlungen der Verfahren hier vorgetragen werden, beschränkt ist.
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Numerische Bereiche umfassen die Endpunkt-Werte, die den Bereich definieren. Zum Beispiel, „zwischen 1100°C und 1200°C” enthalten beide 1100°C und 1200°C, ebenso wie alle Temperaturen zwischen 1100°C und 1200°C.
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In den Ansprüchen wie auch in den obigen Spezifikationen sind alle Übergangswörter wie zum Beispiel „umfassen”, „beinhalten”, „tragen”, „aufweisen”, „enthaltend”, „einbeziehen”, „halten”, „bestehend aus” und dergleichen offen zu verstehen, zum Beispiel enthaltend aber nicht beschränkt auf bedeutend. Nur die Übergangsphrasen „bestehend aus” und „bestehend im Wesentlichen aus” sollen geschlossene oder respektive halb-geschlossene Übergangsphrasen sein.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von mehreren Verfahren und Ausführungsformen der Erfindung wurden zu Zwecken der Veranschaulichung präsentiert. Es wird nicht beabsichtigt, abschließend zu sein oder die Erfindung einzuschränken auf exakte Schritte und/oder offenbarte Formen, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Änderungen im Lichte der obigen Lehre möglich. Es wird beabsichtigt, dass der Schutzbereich der Erfindung und alle Äquivalente durch die angehängten Ansprüche definiert werden.
