DE19817629A1 - Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken sowie Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken (14), wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung tragbar ausgeführt ist und ein Gehäuse (1, 26) umfaßt, an das eine von einer externen Laserstrahlquelle mit einer Laserstrahlung beaufschlagbare Lichtleitfaser (5) ankoppelbar ist oder das über eine interne Laserstrahlquelle wie beispielsweise einen Diodenlaser verfügt, und das eine Fokussieroptik (9, 27, 28, 29) umfaßt, mittels der die Laserstrahlung auf das Werkstück (14) fokussierbar ist, wobei an dem Gehäuse (1, 26) auf der dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite Schutzmittel (22, 32) angebracht sind, die ein Austreten von Laserstrahlung oder Streustrahlung aus einem zwischen Gehäuse (1, 26) und Füge- oder Beschichtungsbereich angeordneten Arbeitsbereich weitestgehend verhindern können. Die Schutzmittel können vorzugsweise einen Faltenbalg (22) oder einen Schirm (32) umfassen, die den Arbeitsbereich umgeben und optisch abdichten können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken sowie ein Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken, insbesondere eine Laserbearbeitungsvorrichtung, die tragbar ausgeführt ist und ein Gehäuse umfaßt, an das eine von einer externen Laserstrahlquelle mit einer Laserstrahlung beaufschlagbare Lichtleitfaser ankoppelbar ist oder das über eine interne Laserstrahlquelle wie beispielsweise einen Diodenlaser verfügt, und das eine Fokussieroptik umfaßt, mittels der die Laserstrahlung auf das Werkstück fokussierbar ist.

Eine Vorrichtung der vorgenannten Art ist aus dem US-Patent US-A 4,564,736 bekannt. Bei der darin beschriebenen Vorrichtung wird die Laserstrahlung eines gepulsten Nd:YAG Lasers in eine Glasfaser eingekoppelt, die an ihrem gegenüberliegenden Ende in einem Laserhandgerät aufgenommen ist, das über eine Kollimier- und eine Fokussieroptik verfügt, mit der der aus der Lichtleitfaser austretende Laserstrahl auf ein Werkstück fokussierbar ist. Eine derartige Vorrichtung weist diverse Nachteile auf. Durch die beispielsweise auf einer Baustelle herrschenden Arbeitsbedingungen besteht die Gefahr, daß der Laserstrahl an der Füge- oder Beschichtungsstelle vorbeigelenkt wird, oder das Teile der Strahlung reflektiert oder abgelenkt werden. Derartige abgelenkte Laserstrahlen können mit einer sehr hohen Intensität Schaden an Mensch und Umwelt anrichten. Insbesondere irreversible Schädigungen der Augen sind typische laserspezifische Gefahrepotentiale. Die aus dem Stand der Technik bekannte Laserbearbeitungsvorrichtung genügt also in keinster Weise den Anforderungen an die Arbeitssicherheit.

Desweiteren läßt sich mit einer derartigen aus dem US-Patent bekannten Laserbearbeitungsvorrichtung die Fokuslage beispielsweise bei Erstellung einer Schweißnaht nur ungenügend kontrollieren, so daß keine gleichmäßigen Schweißnähte erstellbar sind. Daher ist bei einer derartigen Vorrichtung die Reproduzierbarkeit des Füge- und/oder Beschichtungsvorgangs nicht gegeben.

Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung einer Laserbearbeitungsvorrichtung der eingangs genannten Art, die den üblichen Anforderungen an die Arbeitssicherheit genügt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an dem Gehäuse auf der dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite Schutzmittel angebracht sind, die ein Austreten von Laserstrahlung oder Streustrahlung aus einem zwischen Gehäuse und Füge- oder Beschichtungsbereich angeordneten Arbeitsbereich weitestgehend verhindern können. Aufgrund der Tatsache, daß der Arbeitsbereich von Schutzmitteln umgeben ist, die ein Austreten von Laserstrahlung oder Streustrahlung verhindern, werden die im vorgehenden genannten Gefahrenpotentiale weitestgehend ausgeschaltet.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen die Schutzmittel einen Faltenbalg oder einen Schirm, die den Arbeitsbereich umgeben und optisch dicht an der dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite des Gehäuses anliegen und weitgehend optisch dicht auf der Oberfläche des Werkstücks um den Füge- oder Beschichtungsbereich herum aufliegen können, wodurch der Arbeitsbereich vorzugsweise gegenüber der Umgebung abgekapselt wird. Sowohl der Faltenbalg als auch der Schirm erlauben eine Bewegung der Laserbearbeitungsvorrichtung über die Oberfläche des Werkstücks, ohne daß bei der Bewegung der Laserbearbeitungsvorrichtung Laserstrahlung oder Streustrahlung aus dem Arbeitsbereich austreten kann.

Vorteilhafterweise umfaßt die Laserbearbeitungsvorrichtung Shuttermittel zur Unterbrechung des Laserstrahls im Innern des Gehäuses oder Mittel zur Abschaltung der Laserstrahlquelle. Um die Unterbrechung des Laserstrahls im Innern des Gehäuses oder das Abschalten der Laserstrahlquelle zu veranlassen, können die Schutzmittel optische Sensoren umfassen, die aus dem Arbeitsbereich austretende Laserstrahlung oder Streustrahlung registrieren und bei Registrierung einer zu hohen Intensität der austretenden Strahlung die Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens einen Abstandssensor umfassen, der den Abstand und/oder die Lage der Laserbearbeitungsvorrichtung zum zu bearbeitenden Werkstück erfassen kann und vorzugsweise die Shuttermittel oder die Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen kann. Die genannten Sensoren erhöhen somit die durch den Faltenbalg oder den Schirm gegebene Arbeitssicherheit beträchtlich, da selbst ein unvorhergesehenes Abheben der Laserbearbeitungsvorrichtung von dem Werkstück nicht zum Austritt von Laserstrahlung in einem Umfang führen kann, der für Mensch oder Umwelt gefährlich ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die optischen oder Abstandssensoren sehr schnell schalten und daher der Füge- oder Beschichtungsprozeß unterbrochen wird, bevor größere Mengen von Laserstrahlung austreten konnten.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung Druckmeßmittel zur Messung des Drucks im Arbeitsbereich umfaßt, wobei diese Druckmeßmittel vorzugsweise in Abhängigkeit von der Druckmessung die Shutter- oder Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen können. Insbesondere wenn der Arbeitsbereich gekapselt ist, wird durch die verwendeten Prozeßgase ein leichter Überdruck erzeugt, wenn beispielsweise der Faltenbalg auf der Oberfläche des Werkstücks anliegt. Falls sich an einer Stelle ein Zwischenraum zwischen Faltenbalg und Oberfläche des Werkstücks ergibt, registrieren die Druckmeßmittel einen Abfall des Drucks im Arbeitsbereich und veranlassen die Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von Zusatzwerkstoffen zum Füge- oder Beschichtungsbereich. Der Zusatzwerkstoff kann stangen-, draht-, pasten- oder pulverförmig ausgeführt sein. Vorteilhafterweise kann die Zuführeinrichtung den Zusatzwerkstoff motorisch vorschieben. Bei dem Zusatzwerkstoff kann es sich um Materialien handeln, die beispielsweise beim Schweißen entstehende Spalte auffüllen können. Weiterhin kann es sich bei dem Zusatzwerkstoff um ein Laserlot handeln. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, den motorischen Vorschub des Zusatzwerkstoffes an den Vorschub Von an der dem Werkstück zugewandten Seite des Gehäuses angebrachte Rollen zu koppeln, so daß gleichzeitig mit dem Vorschub des Fokuspunkts auf dem Werkstück eine entsprechende Menge Zusatzwerkstoff zugeführt wird. Diese Rollen könnten beispielsweise ebenfalls motorisch antreibbar sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Laserbearbeitungsvorrichtung von Hand über das Werkstück zu rollen, wobei dann die Rollen inkrementale Drehgeber umfassen können, die Informationen über die Drehbewegung der Rollen zur Verfügung stellen können. Es besteht hier weiterhin die Möglichkeit, daß die Verschiebegeschwindigkeit des Gehäuses dem Benutzer angezeigt wird, so daß der Benutzer die Geschwindigkeit von Hand konstant halten kann. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, die Laserleistung in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Gehäuses oder des Schlittens zu regeln, um eine konstante Streckenenergie zur Verfügung zu stellen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Ankopplung der Lichtleitfaser an das Gehäuse über eine Kupplung, die starr mit einer Kollimieroptik zur Umwandlung des divergent aus dem gehäuseseitigen Ende der Lichtleitfaser austretenden Laserstrahls in einen weitgehend parallelen Laserstrahl verbunden ist. Durch die starre Verbindung von Kupplung und Kollimieroptik kann beispielsweise eine andere alternative Lichtleitfaser beispielsweise für eine alternative Laserlichtquelle problemlos an das Gehäuse angekuppelt werden, ohne daß die Kollimieroptik neu justiert werden müßte. Alternativ dazu kann eine externe Laserlichtquelle, beispielsweise ein Diodenlaser, zusammen mit einer geeigneten Kollimieroptik anstelle der Kupplung angekoppelt werden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, anstelle einer externen Laserlichtquelle eine interne beispielsweise als Diodenlaser ausgeführte Quelle mit entsprechender Kollimieroptik zu verwenden.

Vorteilhafterweise umfaßt die Fokussieroptik mindestens einen Umlenkspiegel, mittels dem der Laserstrahl innerhalb des Gehäuses in Richtung auf den Füge- oder Bearbeitungsbereich umgelenkt werden kann. Weiterhin umfaßt die Fokussieroptik mindestens eine Fokussierlinse, die längs des innerhalb des Gehäuses verlaufenden Laserstrahls verschiebbar ist. Durch Verschieben der Fokussierlinse kann zum einen der Fokuspunkt exakt auf die Fügestelle eingestellt werden. Weiterhin sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die mindestens eine Fokussierlinse und mindestens einer der Umlenkspiegel zusammen längs des innerhalb des Gehäuses verlaufenden Laserstrahls verschiebbar, wobei vorzugsweise die Zuführeinrichtung für den Zusatzwerkstoff zusammen mit diesem verschiebbar ist. Alle drei vorgenannten Gegenstände können beispielsweise zusammen auf einem Schlitten angebracht sein, der längs des durch das Gehäuse verlaufenden Laserstrahls verschiebbar ist. Durch Verschiebung dieses Schlittens kann dann der Fokuspunkt beispielsweise längs einer Schweißnaht verschoben werden, wobei gleichzeitig der Zusatzwerkstoff immer exakt in den Fügebereich nachgeschoben werden kann. Auch hier kann vorteilhafterweise die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens mit der motorischen Zuführung des Zusatzwerkstoffs gekoppelt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Mittel zur visuellen Prozeßbeobachtung vorgesehen, die vorzugsweise eine Sucherlinse und einen in den Laserstrahlengang schwenkbaren Spiegel umfassen. Die Sucherlinse kann beispielsweise ein Fadenkreuz aufweisen, mit der der Fokuspunkt anvisiert werden kann. Weiterhin besteht die Möglichkeit, einen He-Ne-Laser zu verwenden, dessen Strahl als heller Punkt im Fügebereich auftaucht, so daß eine Prozeßsimulation vor dem eigentlichen beispielsweise Schweißen durchgeführt werden kann.

Vorteilhafterweise sind weiterhin Mittel zum meßtechnischen Prozeßbeobachtung vorgesehen, die vorzugsweise ein Pyrometer umfassen. Es besteht die Möglichkeit, mittels des Pyrometers die Temperatur beispielsweise der Schweißnaht zu bestimmen. In Abhängigkeit von der Temperatur kann beispielsweise der Abstand des Gehäuses vom Fügebereich verändert werden oder aber die Laserleistung verändert werden, um eine konstante Energieeinbringung in die Schweißnaht zu erzielen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung;

Fig. 4 eine Ansicht gemäß dem Pfeil IV in Fig. 3.

Es wird zuerst Bezug genommen auf Fig. 1. Die darin abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Handgriff 2, wobei an das Gehäuse 1 vermittels einer Kupplung 3 eine Versorgungsleitung 4 mit einer Lichtleitfaser 5 anbringbar ist. Über die Versorgungsleitung 4 kann der Laserbearbeitungsvorrichtung weiterhin Strom und zusätzlich Gas und Wasser zugeführt werden.

Als Laserlichtquelle können beispielsweise ein diodengepumpter Nd:YAG-Laser oder ein Diodenlaser Verwendung finden, deren Laserlicht über die Faser 5 eingekoppelt wird. Alternativ dazu kann in dem Gehäuse 1 ein Diodenlaser mit geeigneter Kollimieroptik vorgesehen sein. Mit der Kupplung 3 ist eine Kollimieroptik 6 verbunden, die einen divergent aus der Faser 5 austretenden Laserstrahl in ein paralleles Strahlenbündel verwandelt, das sich Fig. 1 nach links in das Gehäuse 1 hinein bewegt. In dem Gehäuse 1 ist weiterhin ein Schlitten 7 untergebracht, der längs des Pfeils 8 und damit längs des parallelen Strahlenbündels des aufgeweiteten Laserstrahls verschiebbar ist. Auf diesem Schlitten 7 ist eine Fokussieroptik 9 untergebracht, die eine Linse 10 und einen Spiegel 11 umfaßt. Die Linse 10 ist wie durch den Pfeil 12 angedeutet, gegenüber dem Spiegel 11 in Richtung des aufgeweiteten Laserstrahls verschiebbar. Durch Verschieben der Linse 10 gegenüber dem Umlenkspiegel 11 kann die Lage des Fokuspunktes 13 auf-dem zu bearbeitenden Werkstück 14 verändert werden.

Auf dem Schlitten 7 ist zusätzlich eine Zuführeinrichtung 16 für einen Zusatzwerkstoff 15 angebracht, der in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel stangenförmig ausgeführt ist. Durch die Zuführeinrichtung 16 kann der Zusatzwerkstoff 15 dem Fokuspunkt 13 oder dem Fokusbereich des Laserstrahls auf dem Werkstück 14 zugeführt werden.

In dem Gehäuse ist weiterhin ein Tubus 18 mit einer von der Oberseite des Gehäuses 1 zugänglichen Sucherlinse 19 untergebracht. Mittels dieser Optik aus Tubus 18 und Sucherlinse 19 kann die dem Fokuspunkt 13 entsprechende Fügestelle anvisiert werden. Dazu wird ein Spiegel 20, der längs dem Pfeil 21 verschwenkbar ist, so in den Strahl geschwenkt, daß es einerseits ermöglicht wird, über die Sucherlinse 19 und den Tubus 18 die Fügestelle zu beobachten und andererseits verhindert wird, daß der aus der Faser 5 durch die Kollimieroptik 6 einfallende Laserstrahl aus dem Tubus 18 und der Sucherlinse 19 austritt. Der schwenkbare Spiegel 20 dient in diesem Fall also als Shutter für den die Kollimieroptik verlassenden Strahl. Als zusätzliche Visierhilfe kann entweder ein Fadenkreuz auf der Sucherlinse 19 im Tubus 18 aufgebracht werden oder aber es kann der schwache Strahl eines Helium-Neon-Lasers in den Strahlengang eingebracht werden. Dieser ist dann auf der Fügestelle als heller Fleck zu erkennen. Mit diesem Aufbau ist eine Prozeßsimulation realisierbar, daß heißt der Verfahrweg des Laserstrahls auf dem Werkstück 14 kann vor der Schweißung beobachtet und kontrolliert werden.

Unterhalb des Schlittens 7 befindet sich ein sogenannter Cross-Jet 17. Dieser besteht aus einem Luftkanal, durch den Gas mit hoher Geschwindigkeit strömt. Dies wird in Fig. 1 durch den von dem Bezugszeichen 17 ausgehenden Pfeil verdeutlicht. Durch dieses Hindurchströmen des Gases werden beim Schweißen entstehender Schweißrauch und eventuelle Spritzer von der Fokussieroptik 9 ferngehalten.

An der Unterseite des Gehäuses 1 sind Standfüße 23 und ein Faltenbalg 22 angebracht, der die Fügestelle umgibt. Dieser Faltenbalg 22 schirmt die vom Werkstück 14 ausgehende Streustrahlung von der Umwelt ab. Durch entsprechende Einstellung des Gasdrucks im Arbeitsraum kann erreicht werden, daß der Faltenbalg 22 dicht an der Oberfläche des Werkstücks 14 anliegt.

Der Abstand der Oberfläche des Werkstücks 14 zur Fokussieroptik 9 muß über die Höhenverstellung der Füße 23 so eingestellt werden, daß das Gehäuse 1 parallel zur Fügeoberfläche positioniert ist. Eine Feineinstellung der Fokuslage kann dann über Verschieben der Linse 10 gegenüber dem Spiegel 11 erfolgen. Durch Verfahren des gesamten Schlittens 7 bewegt sich der Fokuspunkt 13 des Laserstrahls parallel zur Oberfläche des Werkstücks 14. Damit wird es ermöglicht, eine Schweißnaht begrenzter Länge zu erzeugen, wobei auf diese Weise Punkt- und Steppnähte realisierbar sind.

Aus Fig. 2 ist eine gegenüber Fig. 1 etwas modifizierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung ersichtlich. Bei dieser Ausführungsform ist seitlich an dem Gehäuse zusätzlich ein Motor 24 angebracht, der Antriebsrollen 25 antreiben kann, die die festen Füße 23 in diesem Ausführungsbeispiel ersetzen. Dadurch besteht die Möglichkeit, längere Nähte mit kontrollierter Vorschubgeschwindigkeit zu realisieren. Zusätzlich ist es hierbei vorteilhaft eine kontinuierliche Zuführung des Zusatzwerkstoffes 15 mit adaptierter Richteinheit vorzusehen. Anstelle eines stangenförmigen Zusatzwerkstoffes 15 kann auch ein drahtförmiger, ein pastenförmiger oder ein pulverförmiger Zusatzwerkstoff Verwendung finden.

Aus Fig. 3 und Fig. 4 ist eine flexibler einsetzbare Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsvorrichtung ersichtlich. In diesen beiden Abbildungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und Fig. 2 bezeichnet. In dem darin abgebildeten Gehäuse 26 wird der aufgeweitete Laserrohstrahl, der aus der Kollimieroptik 6 austritt, über zwei Umlenkspiegel 27, 28 auf eine Fokussierlinse 29 umgelenkt. Die Fokussierlinse 29 ist in Richtung des zweifach umgelenkten Strahls verschieblich eingebaut. Durch Verschiebung der Fokussierlinse 29 kann der Fokuspunkt 13 auf der Oberfläche des Werkstücks 14 eingestellt werden. Weiterhin ist im Austrittsbereich des fokussierten Laserstrahls aus dem Gehäuse 26 eine Zuführeinrichtung 16 für den Zusatzwerkstoff 15 angeordnet.

Das Gehäuse 26 umfaßt weiterhin ein Pyrometer 30, dessen Kopf von einer Halterung 31 im Austrittsbereich des fokussierten Laserstrahls aus dem Gehäuse 26 angebracht ist. Mit dem Pyrometer 30 wird über die Wärmestrahlung die Temperatur an einer definierten Stelle der Schweißnaht gemessen, wodurch die Energieeinbringung in die Schweißnaht bestimmt werden kann. Weiterhin ist am Brennerkopf, der durch den Austrittsbereich des fokussierten Laserstrahls gebildet wird, ein Schirm 32 mit Führungsrollen 33 befestigt. In diesen Führungsrollen 33 sind inkrementale Drehgeber eingebaut, mit denen die Vorschubgeschwindigkeit der Laserbearbeitungsvorrichtung beispielsweise bei Drehung der Führungsrollen 33 in Richtung des Pfeils 34 in Fig. 3 erfaßt werden kann. Aus der Kenntnis der Vorschubgeschwindigkeit kann der erforderliche Vorschub des Zusatzwerkstoffs 15 gesteuert werden. Weiterhin kann anhand der Vorschubgeschwindigkeit und/oder anhand der mittels des Pyrometers 30 gemessenen Temperatur eine Regelung der Laserleistung erfolgen. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, im Sichtfeld des Bedieners mehrere Kontrolleuchten anzuordnen, die ein Konstanthalten der Vorschubgeschwindigkeit in einem vorgegebenen Toleranzbereich ermöglicht. Die Kontrolleuchten können anzeigen, ob der von Hand geführte Vorschub dem Sollwert entspricht oder zu hoch bzw. zu niedrig ist.

Der Schirm 32, an dem die Führungsrollen 33 befestigt sind, ist höhenverstellbar und ermöglicht eine Verstellung des Abstandes vom Werkstück 14 zum Brennerkopf bzw. zum unteren Ende des Gehäuses 26. Darüberhinaus hat der Schirm 32 die Aufgabe, dem Bediener vor der Streu- und Prozeßstrahlung zu schützen. Zusätzlich dazu kann eine Fokussierlinse 29 mit einer möglichst kurzen Brennweite gewählt werden, damit der Laserstrahl hinter dem Fokuspunkt 13 stark aufgeweitet wird, so daß auf einer sehr kurzen Strecke ein hoher Intensitätsabfall erzeugt wird. Zusätzlich dazu können für die Erfassung der Streustrahlung beispielsweise an den unteren Enden des Schirms 32 Sensoren angebracht werden, die bei unzulässig hohen Strahlungsintensitäten den Schweißprozeß unterbrechen, insbesondere das Austreten des Laserstrahls aus der Unterseite des Gehäuses unterbinden.

Claims (27)

1. Laserbearbeitungsvorrichtung zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken (14), wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung tragbar ausgeführt ist und ein Gehäuse (1, 26) umfaßt, an das eine von einer externen Laserstrahlquelle mit einer Laserstrahlung beaufschlagbare Lichtleitfaser (5) ankoppelbar ist oder das über eine interne Laserstrahlquelle wie beispielsweise einen Diodenlaser verfügt, und das eine Fokussieroptik (9, 27, 28, 29) umfaßt, mittels der die Laserstrahlung auf das Werkstück (14) fokussierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (1, 26) auf der dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite Schutzmittel (22, 32) angebracht sind, die ein Austreten von Laserstrahlung oder Streustrahlung aus einem zwischen Gehäuse (1, 26) und Füge- oder Beschichtungsbereich angeordneten Arbeitsbereich weitestgehend verhindern können.

2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmittel einen Faltenbalg (22) oder einen Schirm (32) umfassen, die den Arbeitsbereich umgeben und optisch dicht an der dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite des Gehäuses (1) anliegen und weitgehend optisch dicht an der Oberfläche des Werkstücks (14) um den Füge- oder Beschichtungsbereich herum aufliegen können, wodurch der Arbeitsbereich vorzugsweise gegenüber der Umgebung abgekapselt wird.

3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung Shuttermittel (20) zur Unterbrechung des Laserstrahls im Innern des Gehäuses (1, 26) oder Mittel zu Abschaltung der Laserstrahlquelle umfaßt.

4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmittel optische Sensoren umfassen, die aus dem Arbeitsbereich austretende Laserstrahlung oder Streustrahlung registrieren und bei Registrieren zu hoher Intensitäten der austretenden Strahlung die Shuttermittel (20) und/oder die Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen können.

5. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens einen Abstandssensor umfaßt, der den Abstand und/oder die Lage der Laserbearbeitungsvorrichtung zum zu bearbeitenden Werkstück (14) erfassen kann und vorzugsweise die Shuttermittel (20) und/oder die Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen kann.

6. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung Druckmeßmittel zur Messung des Drucks im Arbeitsbereich umfaßt, die vorzugsweise in Abhängigkeit von der Druckmessung die Shuttermittel (20) und/oder die Abschaltmittel zur Unterbrechung des Füge- oder Beschichtungsprozesses veranlassen können.

7. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung mindestens eine Zuführeinrichtung (16) zum Zuführen von Zusatzwerkstoffen (15) zum Füge- oder Beschichtungsbereich umfaßt.

8. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff (15) stangen-, draht-, pasten- oder pulver-förmig ausgebildet ist.

9. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung (16) den Zusatzwerkstoff (15) motorisch vorschieben kann.

10. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der Lichtleitfaser (5) an das Gehäuse (1, 26) über eine Kupplung (3) erfolgt, die starr mit einer Kollimieroptik (6) zur Umwandlung des divergent aus dem gehäuseseitigen Ende der Lichtleitfaser (5) austretenden Laserstrahls in einen weitestgehend parallelen Laserstrahl verbunden ist.

11. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussieroptik mindestens einen Umlenkspiegel (11, 27, 28) umfaßt, mit dem der Laserstrahl innerhalb des Gehäuses (1, 26) in Richtung auf den Füge- oder Bearbeitungsbereich umgelenkt werden kann.

12. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussieroptik mindestens eine Fokussierlinse (10, 29) umfaßt, die längs des innerhalb des Gehäuses (1, 26) verlaufenden Laserstrahls verschiebbar ist.

13. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Fokussierlinse (10) mit mindestens einem der Umlenkspiegel (11) zusammen längs des innerhalb des Gehäuses (1, 26) verlaufenden Laserstrahls verschiebbar sind, wobei vorzugsweise die Zuführeinrichtung (16) für den Zusatzwerkstoff (15) zusammen mit diesen verschiebbar ist.

14. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (18, 19, 20) zur visuellen Prozeßbeobachtung vorgesehen sind, die vorzugsweise eine Sucherlinse (19) und einen in den Laserstrahlengang schwenkbaren Spiegel (20) umfassen.

15. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (30, 31) zur meßtechnischen Prozeßbeobachtung vorgesehen sind, die vorzugsweise einen Pyrometer (30) umfassen.

16. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbearbeitungsvorrichtung Gaszuführmittel zum Zuführen von Gas zum Füge- oder Beschichtungsbereich umfaßt.

17. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) an seiner dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite Füße (23) aufweist, die vorzugsweise höhenverstellbar sind.

18. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 26) an seiner dem Füge- oder Beschichtungsbereich zugewandten Seite Rollen (25, 33) aufweist.

19. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (25) motorisch antreibbar sind.

20. Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (33) inkrementale Drehgeber umfassen, die Informationen über die Drehbewegung der Rollen (33) zur Verfügung stellen können.

21. Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken (14) mit einer Laserbeschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißnaht oder eine Beschichtung durch gleichzeitiges Verschieben von mindestens einem Umlenkspiegel (11) und der mindestens einen Fokussierlinse (10) erzeugt wird.

22. Verfahren zum Fügen und/oder Beschichten von Werkstücken (14) mit einer Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißnaht oder eine Beschichtung durch Verschieben des Gehäuses (1, 26) erzeugt wird, wobei das Gehäuse (1, 26) vorzugsweise von Hand oder motorgetrieben verschoben werden kann.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebegeschwindigkeit des Gehäuses (1, 26) und/oder von Umlenkspiegel (11) und Fokussierlinse (10) angezeigt und geregelt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von Vorschubgeschwindigkeit und/oder der Temperatur des Füge- oder Beschichtungsbereichs die Laserleistung geregelt wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine konstante Lage des Fokuspunktes (13) auf dem Werkstück (14) durch Abstandshalter oder einen Regelmechanismus eingehalten wird.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Fokuspunkts (13) auf dem Werkstück (14) durch Verstellen der Füße (23) oder Verschieben der Fokussierlinse (10, 29) verändert wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßführung unterbrochen wird, wenn der Druck in dem abgekapselten Arbeitsbereich abfällt und/oder wenn Streustrahlung aus diesem austritt.