DE2720793C3

DE2720793C3 - Method and device for performing thermochemical quick starts

Info

Publication number: DE2720793C3
Application number: DE2720793A
Authority: DE
Inventors: Stephen August Shenorock Engel; Ronald Elmer Suffern Fuhrhop
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: ESAB AB
Priority date: 1976-05-10
Filing date: 1977-05-09
Publication date: 1979-07-12
Also published as: YU116177A; DE2720793A1; AU2500477A; FR2350914B1; HU176342B; AR212845A1; FI771455A; SE7704934L; NO771619L; EG12560A; CA1091557A; DE2720793B2; NZ184042A; PT66528B; AU501006B2; MX145213A; GR82682B; PT66528A; LU77297A1; DK202277A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen von thermochemischen Schnellstarts auf der Oberfläche eines zu flammenden metallischen Werkstückes, bei dem ein Oberflächenbereich des Werkstückes auf Zündtemperatur gebracht, ein Sauerstoffgasstrahl auf die Oberflache gerichtet und ein Schmelzbad ausgebildet sowie auf eine vorbestimmte Breite ausgedehnt wird.The invention relates to a method and a device for performing thermochemical Quick starts on the surface of a metallic workpiece to be flamed, in which a surface area of the workpiece is brought to ignition temperature, a jet of oxygen gas is directed onto the surface and a molten pool is formed and expanded to a predetermined width.

Es ist bekannt (DE-OS 24 24 541), bei einem solchen Verfahren zum Vorheizen des Oberflächenbereiches des Werkstückes auf Zündtemperatur Brenngasflammen, einen elektrischen Lichtbogen oder eine Plasmaflamme, jeweils gegebenenfalls in Verbindung mit einem Füllstoff, zu verwenden. Anschließend wird der Zündvorgang mittels eines Sauerstoffzünders eingeleitet. Dessen Ausströmdüsen sind so aufgebaut und mit solchem Druck gespeist, daß der auf die zu behandelnde Oberfläche gerichtete Sauerstoffstrom bestimmte Stärke, Geschwindigkeit und geometrischen Querschnitt hat, die nicht näher definiert, aber jedenfalls so bemessen sind, daß zeitlich und räumlich getrennte Vorheiz-, Sauerstoffzünd- und Flämmphasen erhalten werden. Bei dem bekannten Verfahren muß eine relativ große Oberflächenzone des Werkstückes vorgeheizt werden, was zwangsläufig Zeit in Anspruch nimmt. Das dadurch gebildete Schmelzbad wird dann nur vergleichsweise langsam ausgebreitet. Die Startgeschwindigkeit läßt daher zu wünschen übrig.It is known (DE-OS 24 24 541), in such a method for preheating the surface area the workpiece to ignition temperature fuel gas flames, an electric arc or a plasma flame, to be used in each case in conjunction with a filler. Then the Ignition process initiated by means of an oxygen igniter. Its outlet nozzles are designed and fed with such a pressure that the to be treated Surface-directed oxygen flow, determined strength, speed and geometric cross-section which are not defined in more detail, but are in any case dimensioned in such a way that they are temporally and spatially separate Preheating, oxygen ignition and scarfing phases can be obtained. In the known method a relative large surface area of the workpiece must be preheated, which inevitably takes time. That The resulting melt pool is then spread out only comparatively slowly. The starting speed therefore leaves much to be desired.

Es ist ferner bekannt, fliegende Starts mit Hilfe von Mnaiipulver (US-PS 32 16 867) oder durch Verwendung einer mit Strom gespeisten Elektrode (US-PS 25 13 425 und LS-PS 36 58 599) durchzuführen. Pulverstarts sind wegen der raschen Abnutzung der Pulverziiführuiig unzuverlässig; deshalb sowie angesichts der Kosten des Metallpulvers sind Pulverstarts nicht befriedigend. Die Durchführung von Starts unter Zufuhr von elektrischem Strom ist mit verhältnismäßig kompleKen Problernen verbunden. Übertragende Lichtbogen, bei denen das Werkstück ein Teil des elektrischen Stromkreises ist, machen einen elektrischen Kontakt mi* dem bewegten Werkstück erforderlich. Bei nichtübertragenen elektrischen Lichtbogen, bei denen das Werkstück nicht im Stromkreis liegt, ist es notwendig, die Elektrode extrem dicht an die Werk-It is also known to carry out flying starts with the help of Mnaiipowder (US-PS 32 16 867) or by using a current-fed electrode (US-PS 25 13 425 and LS-PS 36 58 599). Powder starts are unreliable because of the rapid wear and tear of the powder feeder; therefore, as well as the cost of the metal powder, powder starts are not satisfactory. Carrying out starts with the supply of electrical power is associated with relatively complex problems. Transferring arcs, in which the workpiece is part of the electrical circuit, require electrical contact with the workpiece being moved. In the case of non-transmitted electric arcs, in which the workpiece is not in the electrical circuit, it is necessary to place the electrode extremely close to the workpiece.

Stückoberfläche heranzubringen, um ausreichend Wärme zu übertragen und auf diese Weise das Werkstück auf die Zündtemperatur aufzuhelfen. Dies ist wegen der räumlichen Beschrankungen und auch deshalb unprak tisch, weil die starke Spritzerbildung der Flämmreaktion > den Lichtbogenbrenner rasch zerstört.Bring the surface of the piece to provide sufficient heat to transfer and in this way help the workpiece to the ignition temperature. This is because of the spatial restrictions and therefore impractical because the strong splattering of the scarfing reaction> quickly destroys the arc torch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es auf verläßliche und einfache Weise gestatten, eine Flämmreaktion augenblicklich einzuleiten. inThe invention is based on the object of creating a method and an apparatus that are based on allow a reliable and simple way to initiate a scarfing reaction instantly. in

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß iadurcii gelöst, daß an der Stelle, an der die Flämmreaktion beginnen soll, mittels eines Laserstrahles ein Fleck der werkstückoberfläche auf Zündtempe- ' ratur erhitzt und als Sauerstoffgasstrahl ein auf den Fleck gerichteter, die Flämmreaktion sofort einleitender und auf die Hämmbreite ausdehnender Strahl mitBased on a method of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention iadurcii solved that at the point where the The scarfing reaction is to begin, a spot on the workpiece surface to the ignition temperature by means of a laser beam The temperature is heated and the oxygen gas jet is directed towards the stain and immediately initiates the scarfing reaction and the beam expanding to the width of the hammers

Flämmreaktion erforderlich verwendet wird. :<>Scarfing reaction required is used. : <>

Der Laserstrahl bringt die Stelle der Werkstückoberfläche, auf die er fokussiert wird, sofort auf Schmelztemperatur. Es kann sich dabei um einen sehr kleinen Bereich, beispielsweise einen Fleck von 0,1 bis I mm Durchmesser und I mm bis 0,1 mm Tiefe handeln. Dadurch, daß der Laserstrahl auf eine Werkstückstelle gerichtet wird, auf der ein Hochintensitätsstrahl, d. h. ein .Sauerstoffgasstrahl mit größerer Durchflußmen^e als der Durchflußmenge eines durch eine Düse gleicher Breite tretenden Flämmsauerstoffstromes, bereits auf- » trifft oder gleichzeitig damit zum Auftreffen gebracht wird, erfolgt ein augenblickliches Einleiten und Ausdehnen der thermochemischen Reaktion auf volle Sollbreite. Letztere beträgt beim Fleckflämmen beispielsweise 5 bis 25 cm. Dieser Mechanismus ist überraschend, weil anzunehmen war. daß der intensive Sauerstoffstrahl die vom Laserstrahl aufgeschmolzene kleine Metallmenge wegblasen würde, bevor die thermochemische Reaktion eingeleitet ist. oder daß der Hochintensitätsstrahl den Schmelzfleck so stark abkühlen würde, daß ein Einleiten ' der Reaktion verhindert wird. Das Verfahren nach der Erfindung kommt ohne die Zufuhr von Hilfsstoffen, wie Pulver oder Draht, aus und vermeidet auch die im Hinblick auf die Verläßlichkeit kritische Anwendung eines elektrischen Lichtbogens. ^! The laser beam immediately brings the point on the workpiece surface on which it is focused to the melting temperature. This can be a very small area, for example a spot with a diameter of 0.1 to 1 mm and a depth of 1 mm to 0.1 mm. The fact that the laser beam is directed at a workpiece point on which a high-intensity beam, i.e. an oxygen gas beam with a flow rate greater than the flow rate of a flame oxygen stream passing through a nozzle of the same width, already hits or is brought to impinge at the same time, an instantaneous initiation and expansion of the thermochemical reaction to the full nominal width occurs. The latter is, for example, 5 to 25 cm for spot flaming. This mechanism is surprising because it could be assumed. that the intense oxygen beam would blow away the small amount of metal melted by the laser beam before the thermochemical reaction is initiated. or that the high-intensity beam would cool the melt spot so much that the initiation of the reaction is prevented. The method according to the invention manages without the supply of auxiliary materials, such as powder or wire, and also avoids the use of an electric arc, which is critical with regard to reliability. ^!

Es war zwar auch bekannt (DE-AS 16 90 637), Werkstücke mittels Laserstrahl zu durchschneiden und den Schneidvorgang durch einen mit dem Werkstück exotherm reagierenden Sauerstoffstrom hoher Geschwindigkeit zu unterstützen. Dabei sollen jedoch ■ Feinheit und Genauigkeit des Schnittes durch den Gasstrom nicht verändert, sondern im wesentlichen vom Laserstrahl bestimmt werden, obwohl der Querschnitt dieses Stromes am Werkstück von dem des Laserstrahles stark abweichen kann. Die Zone, deren ν Temperatur hoch genug ist, um an der exothermen Reaktion teilzunehmen, breitet sich nur unwesentlich aus. Die exotherme Reaktion hält sich nicht selbst aufrecht. Das bedeutet, daß das bekannte Verfahren mit einem Sauerstoffgasstrah! arbeitet, dessen Intensität ' erheblich geringer als die eines normalen Flämmsauerstoffstroms ist. Bei einer Übertragung des bekannten Schneidverfahrens auf einen Flämmvorgang könnten keine Schnellstarts ausgeführt werden.It was also known (DE-AS 16 90 637) to cut through workpieces using a laser beam and the cutting process by means of a high-speed oxygen stream that reacts exothermically with the workpiece to support. However, ■ the fineness and accuracy of the cut through the Gas flow not changed, but essentially determined by the laser beam, although the cross-section this current on the workpiece can differ greatly from that of the laser beam. The zone whose ν Temperature is high enough to participate in the exothermic reaction, spreads only insignificantly the end. The exothermic reaction is not self-sustaining. This means that the known method with a jet of oxygen gas! works whose intensity ' is considerably less than that of a normal flame oxygen flow. With a transfer of the known Cutting process to a scarfing process, no quick starts could be performed.

Schließlich war es bekannt, Oberflächenverunreini- ■ gungen im Vakuum aliein mittels eines Laserstrahles abzutragen (DE-AS 25 11004). Für den normalen Flämmbetneb ist ein solches Vorgehen schon deshalb ungeeignet, weil dort große Arbeitszonen unter Vakuum gehalten werden müßten. Das erfindungsgemäße Verfahren kommt dagegen ohne das Werkstück aufnehmende Vakuumkammern aus.After all, it was known to cause surface contaminants to ablate in a vacuum aliein by means of a laser beam (DE-AS 25 11004). For the normal Flämmbetneb such a procedure is unsuitable because there are large work areas underneath Vacuum would have to be maintained. In contrast, the method according to the invention comes without the workpiece receiving vacuum chambers.

Der Schncllstart ist abgeschlossen, sobald das Schmelzbad auf seine vorgewählte Breite ausgedehnt ist. Der die Ausbreitung bewirkende Sauerstoffgasstrahl kann dann eingeschaltet bleiben und benutzt werden, um die Flämmreaktion durchzuführen; er kann aber auch abgeschaltet werden, und es kann ein anderer Sauerstoffslrom zum Auftreffen auf dem aiisfrnbrLiLcten Schmelzbad unter einem spitzen Winkel zur Werkstück oberfläche gebracht werden, um die Flämmreaktion zu übernehmen und durchzuführen.The quick start is complete as soon as the weld pool has been expanded to its preselected width is. The oxygen gas jet causing the propagation can then remain switched on and be used, to carry out the scarfing reaction; but it can also be switched off and someone else can Oxygen flow to hit the aiisfrnbrLiLcten The molten bath can be brought to the workpiece surface at an acute angle in order to trigger the scarfing reaction take over and carry out.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zum Ausführen eines fliegenden Starts die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Flämmvorrichtung vor und während des Flämmens nnne Unterbrechnur!In a further embodiment of the invention, the relative movement can be used to carry out a flying start between the workpiece and the scarfing device before and during scarfing only without interruption!

einer Geschwindigkeit, die in der Regel zwischen ungefähr 6 und 45 m/min liegt. Mit Geschwindigkeiten am untcit.ii Ende dieses Bereichs wird beim Flämmen von kalten Werkstücken gearbeitet, während die Geschwindigkeit am oberen Bereichsende für das Fläi'.iiiien von warmen Werkstücken benutzt werden. Es ist aber auch möglich, die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Flämmvorrichtung mit iiurmale! Flämmgeschwindigkeit erst in dem Augenblick einzuleiten, in dem der Laserstrahl mit der Stelle in Berührung kommt. Dabei wird nicht in bekannter Weise auf die Ausbildung des Schmelzbade>; ??«vartet, so daß der Start erfolgt, während sich Werkstück und Flämmvorrichtung bereits gegeneinander bewegen. Würde die Vorschubbewegung nicht sofort beim Auflreffen des Laserstrahls eingeleitet, würde der Sauerstoffstrahl innerhalb einer kurzen Zeitspanne in dem Werkstück ein Loch ausbilden. Es versteht sich, daß für die Relativbewegung entweder die Werkstückoberfläche gegenüber einer stillstehenden Fiämmvorrichtung bewegt wird, oder umgekehrt.a speed which is typically between about 6 and 45 m / min. At speeds at the untcit.ii end of this range is when scarfing of cold workpieces, while the speed is at the upper end of the range for the Areas of warm workpieces can be used. It but it is also possible to use the relative movement between the workpiece and the scarfing device iiurmale! Scarfing speed only at that moment initiate in which the laser beam comes into contact with the point. This is not done in a known manner on the formation of the melt pool>; ?? «waiting, so that the start takes place while the workpiece and scarfing device are already moving against each other. If the feed movement were not initiated immediately when the laser beam hits, the Oxygen beam form a hole in the workpiece within a short period of time. It goes without saying that for the relative movement either the workpiece surface in relation to a stationary damping device is moved, or vice versa.

Es sind grundsätzlich zwei unterschiedliche Arten von Lasern bekannt, nämlich kontinuierliche Laser und gepulste Laser, die ihre Energie in Form von sehr kurzen Stoßen hoher Intensität abgeben. Bei dem geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise mit gepulsten Lasern gearbeitet. Es kann jedoch auch ein kontinuierlicher Laser eingesetzt werden, der über eine Blende oder in andere¹" Weise gepulst wird.There are basically two different types of lasers known, namely continuous lasers and pulsed lasers, which emit their energy in the form of very short bursts of high intensity. In the described method according to the invention, pulsed lasers are preferably used. However, a continuous laser can also be used, which is ^{pulsed via a diaphragm or in another 1} "manner.

Als zweckmäßig erwies es sich, den Laserstrahl auf einen Punkt der Werkstückoberfläche zu richten, o^r in einem Bereich liegt, der von einem hinter der Auftreffstelle des Sauerstoffgasstrahls befindlichen, vorzugsweise durch die Projektion des Innendurchmessers der Düse des Sauerstoffgasstrahls bestimmten Punkt bis zu !0 cm vor dieser Auftreffstelle reicht.It turned out to be useful to direct the laser beam onto a point on the workpiece surface, o ^ r in an area that is located behind the point of impact of the oxygen gas jet, preferably determined by the projection of the inner diameter of the nozzle of the oxygen gas jet Point up to! 0 cm in front of this point of impact.

Besonders günstige Startbedingungen werden erhalten, wenn der Sauerstoffgasstrahl von einer solchen Lage aus auf die Stelle gerichtet wird, daß der von der Mittelachse des Strahls und der Bewegungslinie der Werkstückoberfläche gebildete eingeschlossene Winkel zwischen 30° und 80° beträgt und das Schmelzbad parallel zu der Richtung der Relativbewegung ausgebreitet wird. Sollen aber relativ breite Flämmschnitte ausgeführt werden, ist vorzugsweise dafür gesorgt, daß der Sauerstoffgasstrahl von einer solchen Lage aus auf die Stelle gerichtet wird, daß der von der Mittelachse des Strahls und der Werkstückoberfläche gebildeteParticularly favorable starting conditions are obtained when the oxygen gas jet from such a Location is directed to the point that the Included angles formed by the central axis of the beam and the line of movement of the workpiece surface is between 30 ° and 80 ° and the weld pool is spread out parallel to the direction of relative movement will. However, if relatively wide scarfing cuts are to be made, it is preferable to ensure that the oxygen gas jet is directed onto the point from such a position that that from the central axis formed by the beam and the workpiece surface

eingeschlossene Winkel zwischen 30" und 80° beträgt und das Schmelzbad senkrecht zur Richtung der Relativbewegung ausgebreitet wird.included angles between 30 "and 80 ° and the molten bath is spread out perpendicular to the direction of relative movement.

Zum Flämmen der Werkstückoberfläche wird vorteilhaft ein flächiger Flämmsaucrstoffslrom in einem spitzen Winkel zu der Oberfläche zum Auftreffen auf dem Schmelzbad gebracht. Unter Flämmsatierstoffstrom ioll dabei ein Sauerstoffgasstrom verstanden werden, der ausreichende Intensität hat, um auf thermochemischem Wege eine Metalloberflächenschicht abzutragen, uuj zwar für gewöhnlich bis zu einer Tiefe von ungefähr I bis 8 mm, wobei ein I lämmschnitt von mindestens 2^r> mm Breite ausgeführt wird.For scarfing the workpiece surface, a flat scarfing oxygen flow is advantageously brought to impinge on the molten bath at an acute angle to the surface. Under Flämmsatierstoffstrom ioll while an oxygen gas stream to be understood, of sufficient intensity has to ablate in thermochemical way a metal surface layer, although uuj usually to a depth of about I mm to 8, wherein an I lämmschnitt performed by at least 2 ^r> mm width .

nie Art des gewünschten Flämmschnittes bestimmt J;u Ar' des Flämmsauerstoffstroms, der vorgesehen wird, um die Flämmreaktion von dem Ausbreitstrahl zu übernehmen. Zur Ausbildung eines einzelnen gratfreien Flcckflämmschnities, dessen Breite kleiner als die Breite der iiüscnausiriusötrnung für den Fiümmsauersioifi;om ist, wird zweckmäßig durch Verwendung einer Düse mi¹ spi'lich verengter Düsenaustrittsöffnung die Intensität des flächigen Flämmsauerstoffstroms in Richtung auf die Ränder des Stroms allmählich bis auf die Intensität Null an den Seitenkanten dieser Austrittsöffnung vermindert. Geeignete Düsen sind in der DE-OS 26 38 304 ·ιτι einzelnen erläutert. Ist es dagegen erwünscht, die gesamte Oberfläche eines Werkstücks im Verlauf eines einzigen Durchgangs selektiv fleckzuflämmen, wird zur Ausbildung eines gratfreien Fleckflämmschnittes, dessen Breite gleich der Breite der Austrittsöffnung für den Flämmsauerstoffstrom ist und der übermäßig hohe Vorsprünge oder tiefe Ausnehmungen zwischen gleichzeitig und auf die gleiche Weise hergestellten, nebeneinanderliegenden Schnitten vermeidet, durch Verwendung einer Düse mit seitlich verengter Düsenaustrittsöffnung die Intensität des flächigen Flämmsauerstoffstroms in Richtung auf die Ränder des Stroms allmählich vermindert, jedoch auf einem Intensitätswert von über Null an den Seitenkanten der Düsenaustrittsöffnung gehalten. Dafür geeignete Düsen sind in der US-PS 40 13 486 beschrieben. Wenn diese Flämmeinheiten mit normaler Flammgeschwindigkeit über das Werkstück laufen, können sie in vorgewählter Weise ein- und ausgeschaltet werden, um jede beliebige willkürliche Verteilung von Fehlerstellen auf der Werkstückoberfläche auszuflämmen. Zur Ausbildung eines herkömmlichen Flämmschnittes wird dagegen mit einem flächigen Sauerstoffstrom gearbeitet, der über die gesamte Breite der zugehörigen Austrittsöffnung im wesentlichen gleichförmige Intensität hat. In jedem Falle kann es zweckmäßig sein, die Breite des ausgebildeten Schnittes gleich oder größer als die Breite des anfänglichen Schmelzbades zu machen.The type of scarfing cut desired never determines J; u Ar 'of the scarfing oxygen flow that is provided to take over the scarfing reaction from the propagating jet. To form a single burr Flcckflämmschnities whose width than the width of iiüscnausiriusötrnung for Fiümmsauersioifi smaller; is OM, suitably by use of a nozzle mi ¹ spi'lich constricted nozzle outlet opening, the intensity of the sheet Flämmsauerstoffstroms toward the edges of the current gradually to the intensity zero at the side edges of this outlet opening is reduced. Suitable nozzles are explained in detail in DE-OS 26 38 304 · ιτι. If, on the other hand, it is desired to selectively spot flaming the entire surface of a workpiece in the course of a single pass, the formation of a burr-free spot flaming cut, the width of which is equal to the width of the outlet opening for the flaming oxygen flow and the excessively high projections or deep recesses between and at the same time, is desired By using a nozzle with a laterally narrowed nozzle outlet opening, the intensity of the flat scarfing oxygen flow is gradually reduced in the direction of the edges of the flow, but kept at an intensity value above zero at the side edges of the nozzle outlet opening. Nozzles suitable for this are described in US Pat. No. 4,013,486. When these scarfing units run over the workpiece at normal flame speed, they can be switched on and off in a preselected manner in order to scarf out any arbitrary distribution of defects on the workpiece surface. To form a conventional scarfing cut, however, a planar oxygen flow is used which has an essentially uniform intensity over the entire width of the associated outlet opening. In any case, it may be appropriate to make the width of the cut formed equal to or greater than the width of the initial melt pool.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung wird für eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem als Flämmsauerstoffgasstrom ausgebildeten Sauerstoffgasstrahi gesorgt und gleichzeitig damit unter Ausbildung einer aufgeheizten Strecke von gewünschter Länge quer zur Oberfläche bezüglich deren Bewegungsrichtung mindestens ein Laserstrahl auf die Werkstückoberfläche gerichtet sowie mittels des Laserstrahls eine Folge von Punkten auf der Oberfläche auf Sauerstoffzündtemperatur gebracht; unter Einleiten eines Sofortflämmschnittes entlang der Strecke wird ein Flämmsauerstoffstrom zum Auftreffen auf die aufgeheizte Strecke gebracht; der Flämmsauerstoffstrom wird fortgesetzt, bis die gewünschte .Schnittlänge erzeugt ist. Diese Verfahrensweise kommt also ohne einen das Startschmelzbad ausbreitenden Hochintensitäts-Sauerstoffgasstrahl aus. Vorzugsweise wird die aufgeheizte Strecke erzeugt, indem ein kontinuierlicher Laserstrahl quer über der Werkstückoberfläche gedreht wird. Zur Ausbildung der aufgeheizten Strecke kann aber auch ein gepulster Laserstrahl quer über die Werkstückoberfläche gedreht oder ein reflektierender Spiegel und eine Strahlfokussierlinse quer über die Werkstückoberfläche bewegt werden. Zweckmäßig wird mit flächigem Flämmsauerstoffstrom gearbeitet.According to a modified embodiment of the invention, for a relative movement between the workpiece and the oxygen gas jet formed as a scarfing oxygen gas stream and at the same time thus forming a heated stretch of the desired length across the surface with respect to their direction of movement, at least one laser beam is directed onto the workpiece surface as well as a sequence of points on the surface at oxygen ignition temperature by means of the laser beam brought; with the initiation of an instant scarfing cut along the route, a scarfing oxygen flow is generated brought to hit the heated track; the flow of scarfing oxygen is continued until the the desired cutting length has been created. So this procedure comes without a starting molten bath propagating high-intensity oxygen gas jet. The heated section is preferably generated, by rotating a continuous laser beam across the workpiece surface. To train the However, a pulsed laser beam can also be rotated across the workpiece surface over the heated path or a reflective mirror and beam focusing lens moved across the workpiece surface will. It is expedient to work with a planar flow of scarfing oxygen.

Kine Vorrichtung zur Durchführung des mit einem Ausbreitgasstrahl arbeitenden Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine auf der Flämmaschine montierte und vor der Flämmcinheit sitzende Sauerstoffausbreitdüse, die an ihrem Austrittsende derart geneigt ist. daß der Sauerstoffstrahl mitAccording to the invention, no device for carrying out the method using a spreading gas jet is provided characterized by a mounted on the scarfing machine and in front of the scarfing unit seated oxygen spreading nozzle, which is inclined at its outlet end. that the oxygen jet with

SifüiiiuiigMiiicioiiäi άί» uci riaiiinisaueoiun-SifüiiiuiigMiiicioiiäi άί »uci riaiiinisaueoiun-

strom unter einem Winkel zur Werkstückoberfläche in vorbestimmtem Abstand vor dem Flämmsauerstoffstrom ausgebildet wird, sowie einen auf der Flämmaschine sitzenden Laser mit zugeordnetem optischem System zum Fokussieren eines Laserstrahls auf der Werkstückoberfläche.stream at an angle to the workpiece surface at a predetermined distance in front of the scarfing oxygen stream is formed, as well as a laser sitting on the scarfing machine with an associated optical System for focusing a laser beam on the workpiece surface.

Um ein selektives Fleckflämmen Dei einmaligem Überfahren der Werkstückoberfläche zu ermöglichen, sind vorzugsweise mehrere Flämmeinheiten mit jeweils zugeordneter Sauerstoffausbreitdüse und mindestens ein Laser mit zugeordnetem optischem System vorgesehen, mittels dessen mehrere fokussierte Laserflecken auf dem Werkstück ausbildbar sind. Das optische System des Lasers kann mehrere teilweise durchlässige und teilweise reflektierende Einrichtungen aufweisen, die in einem Lasergehäuse in vorbestimmten Intervallen derart angeordnet sind, daß die Energie des Laserstrahls aufspaltbar und auf mehrere Flecke auf der Werkstückoberfläche verteilbar ist. Entsprechend einer vorteilhaften abgewandelten Ausführungsform können mehrere Spiegel vorgesehen sein, die in einem Lasergehäuse derart in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, daß die Spiegel jeweils selektiv in die Laserstrahlstrecke einbringbar oder aus dieser Strecke herausbringbar sind, um den Strahl auf einen vorgewählten Fleck auf der Werkstückoberfläche zu richten. Auf der Flämmaschine können aber auch mehrere Laser angeordnet sein, denen ein optisches System zugeordnet ist, mittels dessen mehrere Laserflecke auf dem Werkstück ausbildbar sind.In order to enable selective spot scarfing when the workpiece surface is passed over once, are preferably several scarfing units, each with an associated oxygen spreading nozzle and at least a laser with an associated optical system is provided, by means of which several focused laser spots can be formed on the workpiece. The optical system of the laser can be several partially transparent and partially reflecting means placed in a laser housing at predetermined intervals are arranged in such a way that the energy of the laser beam can be split up and onto several spots on the workpiece surface is distributable. According to an advantageous modified embodiment, several Mirrors can be provided, which are arranged in a laser housing at predetermined intervals in such a way that that the mirrors can each be selectively introduced into the laser beam path or brought out of this path to direct the beam to a preselected spot on the workpiece surface. On the scarfing machine however, several lasers can also be arranged, to which an optical system is assigned, by means of whose several laser spots can be formed on the workpiece.

Eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahrensvariante ohne Schmelzausbreitung durch einen Hochintensitätsstrahi zeichnet sich durch eine Laseranordnung aus, mittels deren zwecks Ausbildung einer nahe der Mittellinienprojektion des Flämmsauerstoffstroms auf der Werkstückoberfläche liegenden aufgeheizten Strekke von gewünschter Länge quer zur Oberfläche bezüglich deren Bewegungsrichtung mindestens ein Laserstrahl auf der Werkstückoberfläche zum Auftreffen bringbar und eine Folge von Punkten cuf der Oberfläche auf Sauerstoffzündtemperatur erhitzbar ist. Dabei kann eine Einrichtung zum optischen Verstellen des Laserstrahls entlang der Strecke vorgesehen sein. Als Laser eignet sich insbesondere ein Festkörperlaser, vor allem aus einem Nd-YAG-Kristall. Der Laser kann gepulst oder kontinuierlich sein.A device for carrying out the process variant without spreading the melt by means of a high-intensity jet is characterized by a laser arrangement, by means of which for the purpose of forming a close to the Center line projection of the scarfing oxygen flow on the heated section lying on the workpiece surface of the desired length transversely to the surface with respect to its direction of movement at least one Laser beam can be brought to impinge on the workpiece surface and a sequence of points cuf the Surface can be heated to oxygen ignition temperature. A device for optical adjustment can be used of the laser beam can be provided along the route. A solid-state laser is particularly suitable as a laser, mainly from a Nd-YAG crystal. The laser can be pulsed or continuous.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments. In shows the drawings

("ig. 1 eine Seitenansicht, aus der das Verfahren und die dabei verwendete Vorrichtung zum Durchführen eines einzelnen gratfreien Fleckflämmschnitts mit Schnellstart zu erkennen sind,("Fig. 1 is a side view from which the method and the device used for performing a single burr-free spot flame cut with Quick start can be seen,

F'ig. 2 eine Stirnansicht der Flämmsauerstoffdüsenöffnung entsprechend der Linie 2-2 der Fig. I,F'ig. 2 is an end view of the scarfing oxygen nozzle opening corresponding to line 2-2 of Fig. I,

Fig. 3, 4 schematische Darstellungen, die, von oben entlang der Unie 3-3 der F i g. 1 gesehen, die Folge von Reaktionen erkennen lassen, die auf dem Werkstück bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Schnellstarts stattfinden,Fig. 3, 4 are schematic representations, from above along the line 3-3 of FIG. 1, show the sequence of reactions that occur on the workpiece the implementation of a quick start according to the invention take place,

F ig. 7 eine perspektivische Ansicht einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung bestimmten Vorrichtung, die zum Zwecke der Fernsteuerung an einem Ausleger montiert ist,Fig. 7 is a perspective view of a for Implementation of the method according to the invention specific device that is used for remote control purposes is mounted on a boom,

F i g. 8 und 9 abgewandelte Ausführungsformen der Vorrichtung nach F i g. 7,F i g. 8 and 9 modified embodiments of the device according to FIG. 7,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere einander benachbarte Flämmeinheiten vorgesehen sind, um in einem einzigen Durchgang für ein selektives Mehrschnitt-Fleckflämmen der vollen Werkstücksbreite mit Schnellstart zu sorgen,Fig. 10 is a perspective view of another Preferred embodiment of the invention, in which several adjacent scarfing units are provided are to be used in a single pass for a selective multi-cut spot scarfing of the full workpiece width to provide with quick start,

Fig. Il eine abgewandelte Ausführungsform der Laseranordnung nach Fig. 10,Fig. II a modified embodiment of the Laser arrangement according to Fig. 10,

Fig. 12 eine Stirnansicht der bei den Flämmeinheiten nach Fig. 10 verwendeten Flämmsauerstoffdüsenöffnungen, 12 is an end view of the scarfing units according to Fig. 10 used scarfing oxygen nozzle openings,

Fig. 13 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 10, aus der zu erkennen ist, wie mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung mehrere Fleckflämmschnitte mit Schnellstart in einem einzigen Durchgang über die volle Werkstückbreite hinweg durchgeführt werden,13 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 10, from which it can be seen how with the aid of the Method according to the invention several spot flaming cuts with quick start in a single pass be carried out over the full width of the workpiece,

Fig. 14 eine Seitenansicht, aus der eine abgewandelte Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung zu erkennen sind, bei der kein Hochintensitätssauerstoffstrahl erforderlich ist,14 is a side view showing a modified one Embodiment of the method and the device can be seen in which no high-intensity oxygen beam is required,

Fig. 15 eine Stirnansicht (ohne Flämmeinheit) der Anordnung nach Fig. 14, die eine bevorzugte Ausführungsform der Anwendung eines Lasers erkennen läßt, um eine Folge von Punkten auf der Oberfläche eines Werkstückes nacheinander auf ihre Sauerstoffzündtemperatur zu erhitzen,15 shows an end view (without scarfing unit) of the arrangement according to FIG. 14, which shows a preferred embodiment The application of a laser reveals a sequence of points on the surface of a To heat the workpiece one after the other to their oxygen ignition temperature,

Fig. 16 eine abgewandelte Ausführungsform zum Erhitzen der Oberfläche des Werkstücks mittels Laser und16 shows a modified embodiment for heating the surface of the workpiece by means of a laser and

Fig. 17 die Form eines Flämmschnitts, die erhalten wird, wenn die Anordnung gemäß Fig. 16 zur Durchführung eines fliegenden Starts verwendet wird.Fig. 17 shows the shape of a scarf cut obtained when the arrangement of FIG. 16 is used to perform a flying start.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist eine Lasereinheit 1 mit einer Fokussierlinse 4 entweder auf der Flämmaschine oder entfernt von dieser montiert und derart angeordnet, daß ein Laserfleck die Oberfläche des Werkstücks W an dem Punkt A trifft, d. h. dem Punkt, an dem die Flämmreaktion unmittelbar vor der Fehlerstelle beginnen soll. Es ist ferner eine Sauerstoffausbreitdüse 2 vorgesehen, bei der es sich um eine einfache Runddüse mit einer Bohrung von 1 bis 5 cm handeln kann. Die Düse bildet Schmelzbäder mit einer Breite von ungefähr 5 cm bis 25 cm aus. Die Düse 2 ist an ihrem austrittsseitigen Ende unter einem solchen Winkel gegenüber der Werkstücksoberfläche geneigt, daß die projizierte Mittellinie des aus der Ausbreitdüse austretenden Sauerstoffstrahls 30 die Werkstücksoberfläche an dem Punkt B trifft, der im folgenden als Sauerstoffauftreffstelle bezeichnet ist Der Punkt A kann in einem Bereich liegen, der von einer Position vor dem Punkt U bis zu einer Position reicht, die bis zum Punkt C hinter dem Punkt B liegt. Bei dem Punkt C handelt es sich um die Projektion des Innendurchmessers der Ausbreitdüse 2. Eine Flämmeinheit 3 weist herkömmliche obere und untere Vorwärmblöcke 12 bzw. 13 auf, die mit einer Reihe von Vorwärmflammenauslässen 14 bzw. 15 für vorvermischte oder nachvermischte Vorwärmflammen sowie mit zweckentsprechenden Gasdurchlässen versehen sein können. WirdIn the embodiment according to FIG. 1, a laser unit 1 with a focusing lens 4 is mounted either on the scarfing machine or remotely therefrom and is arranged such that a laser spot hits the surface of the workpiece W at point A , ie the point at which the scarfing reaction is to begin immediately before the fault location . An oxygen spreading nozzle 2 is also provided, which can be a simple round nozzle with a bore of 1 to 5 cm. The nozzle forms melt pools with a width of approximately 5 cm to 25 cm. The nozzle 2 is inclined at its outlet end at an angle relative to the workpiece surface such that the projected center line of the emerging from the Ausbreitdüse oxygen jet 30, the workpiece surface at the point B is true, which is hereinafter referred to as Sauerstoffauftreffstelle The point A is in a range which extends from a position in front of point U to a position which is behind point B up to point C. Point C is the projection of the inside diameter of the spreading nozzle 2. A scarfing unit 3 has conventional upper and lower preheating blocks 12 and 13, respectively, with a series of preheating flame outlets 14 and 15 for premixed or postmixed preheating flames and with appropriate gas passages can be provided. Will

to mit nachvermischten Vorwärmflammen gearbeitet, was im Hinblick auf eine größtmögliche Sicherheit vorzuziehen ist, tritt aus den Auslassen 14 und 15 ein Brenngas aus, das nach Zünden durch Vermischen mit einem langsamen Sauerstoffstrom brennt, der den Flämmsauerstoffdüsenschlitz 16 verläßt, der von der Unterseite 17 des oberen Vorwärmblockes 12 und der Oberseite 18 des unteren Vorwärmblockes 13 gebildet wird. Die schlitzförmige Sauerstoffdüse 16 endet in einer Auslaß-Öffnung 19. Um einen einzelnen gratfreien Fleckflämmschnitt zu erzeugen, ist die öffnung 19 in der in Fi g. 2 veranschaulichten Weise geformt. Sauerstoff und Brenngas werden der Flämmeinheit 3 in bekannter Weise über Zuleitungen 20 bzw. 21 zugeführt.to worked with post-mixed preheating flames, which is preferable in terms of the greatest possible safety Is, exits from the outlets 14 and 15, a fuel gas, which after ignition by mixing with a slow stream of oxygen burning the scarfing oxygen nozzle slot 16 leaves that of the bottom 17 of the upper preheating block 12 and the top 18 of the lower preheating block 13 is formed. The slot-shaped oxygen nozzle 16 ends in an outlet opening 19. In order to produce a single burr-free spot flame cut, the opening 19 is in the form shown in FIG. 2 shaped as illustrated. Oxygen and fuel gas are known to the scarfing unit 3 Way supplied via leads 20 and 21, respectively.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:The device according to Fig. 1 operates as follows:

Zunächst werden die von der Flämmeinheit 3 ausgehenden Vorwärmflammen gezündet, indem man Brenngas aus den Reihen der Vorwärmauslässe 14 und 15 austreten läßt und einen schwachen Sauerstoffgasstrom über die öffnung 19 zuführt. Diese bei 22 angedeuteten Vorwärmflammen erreichen die Werkstückoberfläche und werden nach oben und hinten umgelenkt. Wenn der aufzuflammende fehlerhafte Bereich des sich bewegenden Werkstücks Weine Stelle erreicht, die kurz vor dem Punkt B liegt, wird ein Hochintensitäts-Sauerstoffstrahl aus der Düse 2 abgegeben und zum Auftreffen auf der Werkstücksoberfläche am Punkt ß gebracht. Wenn der fehlerhafte Bereich den Punkt A erreicht, wird der Laserstrahl gepulst, wodurch der betreffende Fleck sofort auf Zündtemperatür gebracht und eine Flämmreaktion augenblicklich eingeleitet wird. Der die Düse 2 verlassende Sauerstoffstrahl bewirkt, daß das von dem Laserimpuls gebildete kleine Schmelzbad sehr rasch auf seine volle Breite ausgebreitet wird, worauf dieser Sauerstoffstrahl abgeschaltet und der aus der öffnung 19 austretende Flämmsauerstoffstrom, der auf den Punkt D auf der Werkstücksoberfläche gerichtet ist, auf seine Flämmdurchflußmenge gesteigert wird, um die Reaktion von der Ausbreitdüse zu übernehmen. Der Flämmsauerstoffstrom bleibt eingeschaltet, solange der Flämmschnitt fortgeführt werden soll.First of all, the preheating flames emanating from the scarfing unit 3 are ignited by letting fuel gas emerge from the rows of preheating outlets 14 and 15 and supplying a weak stream of oxygen gas through the opening 19. These preheating flames indicated at 22 reach the workpiece surface and are deflected upwards and backwards. When the defective area of the moving workpiece to be flamed reaches a point shortly before point B , a high-intensity oxygen jet is emitted from nozzle 2 and made to strike the workpiece surface at point β. When the defective area reaches point A , the laser beam is pulsed, as a result of which the relevant spot is immediately brought to ignition temperature and a scarfing reaction is initiated immediately. The oxygen jet leaving the nozzle 2 causes the small molten bath formed by the laser pulse to be expanded very quickly to its full width, whereupon this oxygen jet is switched off and the scarfing oxygen flow emerging from the opening 19, which is directed at point D on the workpiece surface, is increased its scarf flow rate is increased in order to take over the reaction from the spreading nozzle. The scarfing oxygen flow remains switched on as long as the scarfing cut is to be continued.

Die Schritte, die dem Zünden der von der Flämmeinheit 3 abgegebenen Vorwärmflammen folgen, lassen sich automatisieren und beispielsweise über eine Reihe von Taktfolgezeitgliedern, Relais und Magnetventilen so steuern, daß ein Flämmer oder ein zweckentsprechendes Signal die oben erläuterte Schrittabfolge einleitet, die dann selbsttätig durchgeführt wird. Ein zweites Signal ist erforderlich, um den Schnitt zu beenden, indem der Flämmsauerstoffgasstrom abgeschaltet oder auf einen Wert herabgesetzt wird, der gerade ausreicht, um die Vorwärmflammen weiterbrennen zu lassen. In diesem Zustand ist die Vorrichtung bereit, um sofort einen weiteren Fleckflämmvorgang durchzuführen.The steps that follow the ignition of the preheating flames emitted by the scarfing unit 3, can be automated and, for example, via a series of cycle sequence timers, relays and solenoid valves control so that a flamer or an appropriate signal the above Initiates a sequence of steps, which is then carried out automatically. A second signal is required for the End cut by shaving oxygen gas flow switched off or reduced to a value that is just sufficient to activate the preheating flames to keep burning. In this state the device is ready to immediately start another spot scarfing process perform.

Entsprechend einer abgewandeilen Ausführungsform der vorstehend erläuterten Schrittabfolge wird der Flämmsauerstoffstrom gleichzeitig mit dem Ausbreit-According to a modified embodiment the sequence of steps explained above, the scarfing oxygen flow is simultaneously with the spreading

strahl eingeschaltet. Letztere¹" hat eine wesentlich größere Wucht oder Stoßkraft und steuert daher den Ablauf der thermochemischen Operation; das heißt, er bewirkt die Ausbreitung des aufgeschmolzenen Fleckes. Wenn dann der Sauerstoffstrahl der AusVeitdüse abgeschaltet wird, übernimmt der Flämmsauerstoffstrom die Reaktion sehr allmählich und gleichmäßig, jedoch gleichwohl rasch.beam switched on. The latter ¹ "has a considerably greater impact or impact force and therefore controls the course of the thermochemical operation; that is, it causes the melted spot to spread. When the oxygen jet from the exhaust nozzle is then switched off, the scarfing oxygen flow takes over the reaction very gradually and evenly, however nevertheless quickly.

Fig. 2 zeigt die Flämmdüsenöffnung 19, die bei der Flämmeinheit nach Fig. 1 verwendet wird, um einen einzelnen gratfreien Flämmsohnitt auszubilden. Andere Flämmdüsen, die sich für die vorliegenden Zwecke eignen, sind im einzelnen in der DE-OS 26 38 304 erläutert. Hervorzuheben ist, daß ein kritisches Merkmal einer solchen Düse darin besteht, daß der erzeugte Schnitt eine geringere Breite als die Düse selbst hat. Dies ist notwendig, um einen gratfreien Fleckflämmschnitt zu erzielen. Gleichzeitig wird es dadurch jedoch unmöglich, solche Düsen Seite an Seite mit einer weiteren derariigen Düse zu benutzen, weil die dabei erhaltenen Parallelen Schnitte zwischen den einzelnen Schnitten einen nichtgeflämmten Oberflächenbereich stehenlassen würden. Infolgedessen eignen sich derartige Düsen nur zur Ausbildung von einzelnen gratfreien Schnitten. Fig. 2 läßt den oberen und den unteren Vorwärmblock 12 und 13 erkennen, die mit den Reihen von oberen und unteren Vorwärmbrenngasauslässen 14 bzw. 15 ausgestattet sind. An beiden Enden der öffnung 19 der Sauerstoffdüse befinden sich dreieckige Einsätze 25, die bewirken, daß die Intensität der Randteile des die öffnung 19 verlassenden Sauerstoffstroms allmählich abnimmt, d. h. die auf die Werkstücksoberfläche übertragene Stoßkraft geringer wird.Fig. 2 shows the scarfing nozzle opening 19, which in the Scarfing unit of Fig. 1 is used to form a single burr-free scarfing unit. Other Scarfing nozzles which are suitable for the present purposes are described in detail in DE-OS 26 38 304 explained. It should be emphasized that a critical feature of such a nozzle is that the generated Cut a smaller width than the nozzle itself. This is necessary in order to achieve a burr-free spot flame cut to achieve. At the same time, however, this makes it impossible to have such nozzles side by side with a To use another nozzle of this type, because the parallel cuts obtained are between the individual Cuts would leave a non-flamed surface area. As a result, such are suitable Nozzles only for making individual, burr-free cuts. Fig. 2 leaves the upper and lower Recognize preheating blocks 12 and 13, which are connected to the rows of upper and lower preheating fuel gas outlets 14 or 15 are equipped. There are triangular inserts at both ends of the opening 19 of the oxygen nozzle 25, which cause the intensity of the edge parts of the oxygen flow leaving the opening 19 to gradually increase decreases, d. H. the impact force transmitted to the workpiece surface decreases.

Während bei der Anordnung nach F i g. 1 der Punkt A hinter dem Punkt B liegt, kann die gegenseitige Lage und Entfernung dieser Punkte so variiert werden, daß der Punkt A von ungefähr 10 cm vor dem Punkt ßbis zu einem Abstand hinter dem Punkt B liegen kann, der durch die Projektion des Innendurchmessers der Düse 2 bestimmt wird (vergleiche Punkt CJl Der Punkt Chängt also von der Größe und der Form der Düse 2 ab. Vorzugsweise ist der gegenseitige Abstand zwischen den Punkten A und B so gewählt, daß der Punkt A ungefähr 1 cm vor dem Punkt B liegt. Der günstige Bereich für den Abstand zwischen dem Punkt A und B hängt von dem Winkel α ab, unter dem der Sauerstoffstrahl auf die Werkstücksoberfläche gerichtet wird; er ist ferner eine Funktion der Größe der Strahldüse. Der Winkel λ kann zwischen ungefähr 30° und 80° schwanken; vorzugsweise liegt der Winkel α so zwischen 50° und 60°. Wenn der Winkel α der Düse 30° beträgt und eine Runddüse mit einem Innendurchmesser von 2 cm benutzt wird, sollte der Abstand zwischen A und B zwischen 0 und 8 cm liegen. Bei Verwendung einer Düse gleicher Größe und eines Winkels <x von 80° beträgt dieser Bereich 0 bis 3 cm. Der Punkt C, bei dem es sich um den Schnittpunkt der Projektion der Rückseite der Ausbreitdüse und der Werkstücksoberfläche handelt, bildet den Grenzwert für den Abstund, den der Punkt A hinter dem Punkt B liegen kann, wenn ein fliegender Start gewährleistet sein soll.While in the arrangement according to FIG. 1 the point A is behind the point B , the mutual position and distance of these points can be varied so that the point A can lie from about 10 cm in front of the point ß to a distance behind the point B , which is determined by the projection of the inside diameter the nozzle 2 is determined (compare point CJl The point Ch depends on the size and shape of the nozzle 2. The mutual distance between points A and B is preferably chosen so that point A is about 1 cm in front of point B. The favorable range for the distance between point A and B depends on the angle α at which the oxygen jet is directed onto the workpiece surface and is also a function of the size of the jet nozzle The angle α is preferably between 50 ° and 60 °. If the angle α of the nozzle is 30 ° and a round nozzle with an inner diameter of 2 cm is used, the distance between A and B should be between n 0 and 8 cm lie. When using a nozzle of the same size and an angle <x of 80 °, this range is 0 to 3 cm. Point C, which is the intersection of the projection of the rear of the spreading nozzle and the workpiece surface, forms the limit value for the distance that point A can lie behind point B if a flying start is to be guaranteed.

Die Skizzen gemäß den F i g. 3 bis 6 zeigen, wie entsprechend dem vorliegend geschilderten Verfahren durchgeführte Schnellstarts oder fliegende Starts ablaufen. Es ist dabei hervorzuheben, daß die in den F i g. 3 bis 6 veranschaulichte Schrittfolge die Reaktion darstellt, die in ungefähr 1 s ablaufLThe sketches according to FIGS. 3 to 6 show how according to the method described here executed quick starts or flying starts run. It should be emphasized that the F i g. The sequence of steps illustrated in FIGS. 3 through 6 represents the reaction, which takes about 1 second

F i g. 3 gilt für den Zeitpunkt, zu dem der Laserstrahl den Punkt A erreicht hat, d. h. den Punkt an dem der Fleckflämmvorgang beginnen soll. Der Pfeil deutet die Richtung an, in der das Werkstück W mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 15 m/min läuft. Gleichzeitig bewirkt aus der Ausbreitdüse 2 austretender Sauerstoff ein Zünden der Werkstückoberfläche. Dadurch wird der den Punkt A umgebende Bereich 23 aufgeschmolzen. Der Schnell- oder Momentanstart hat begonnen.F i g. 3 applies to the point in time at which the laser beam has reached point A , ie the point at which the spot scarfing process is to begin. The arrow indicates the direction in which the workpiece W travels at a speed of about 15 m / min. At the same time, the oxygen emerging from the spreading nozzle 2 causes the workpiece surface to ignite. As a result, the area 23 surrounding the point A is melted. The rapid or instantaneous start has begun.

Fig.4 zeigt den gleichen Bereich ungefähr ¹As später als die F i g. 3. Während sich das Stahlwerkstück in Pfeilrichtung weiterbewegt, beginnt das Schmelzbad 24, sich unter dem Einfluß des Sauerstoffstrahls der Ausbreitdüse fächerförmig auszubreiten.FIG. 4 shows the same area about ¹ As later than FIG. 3. While the steel workpiece continues to move in the direction of the arrow, the molten bath 24 begins to expand in a fan shape under the influence of the oxygen jet from the spreading nozzle.

Fig. 5 stellt den Fehlerbereich ungefähr ^!/2s später als Fig.3 dar. Der Bereich 25' zeigt das Schmelzbad, das sich auf dem weiterbewegten Werkstück W auf Grund des fortgesetzten Austritts von Sauerstoff aus der Ausbreitdüse 2 ausgebreitet hat. Wenn das Schmelzbad auf seine maximale Breite von ungefährFig. 5 represents the margin of error approximately ^! / 2s later than FIG. When the weld pool is at its maximum width of approximately

25 cm ausgebreitet ist, wird der die Düse 2 verlassende Sauerstoff abgestellt; die Durchflußmenge des die Flämmeinheit 3 verlassenden Flämmsiiuerstoffs wird erhöht, um die Flämmreaktion zu übernehmen. Der Flämmsauerstoffstrom erfaßt das Schmelzbad und setzt den Flämmschnitt in dem Bereich 26 fort. Der BereichIs spread out 25 cm, the oxygen leaving the nozzle 2 is turned off; the flow rate of the Scarfing oxygen leaving the scarfing unit 3 is increased in order to take over the scarfing reaction. Of the Scarfing oxygen flow engages the weld pool and continues the scarfing cut in area 26. The area

26 enthält sowohl schmelzflüssiges Metall als auch Schlacke auf der Oberseite von ungeflämmtem Stahl; er ist von dem durchgehend aufgeschmolzenen Badbereich 25' klar zu unterscheiden.26 contains both molten metal and slag on top of unflamed steel; he can be clearly distinguished from the continuously melted bath area 25 '.

Die Art, in der die Reaktion fortschreitet, ist in F i g. 6 dargestellt, die die Reaktion ungefähr 1 s später als die F i g. 3 wiedergibt. Der Bereich 27 wurde geflammt; der Bereich 28 ist aufgeschmolzen, jedoch hat noch kein Metallabtrag stattgefunden; innerhalb des Bereich.·- 29 befindet sich ein Gemisch aus Schlacke und schmelzflüssigem Metall auf der Oberseite von ungeflämmtem Stahl. Während die Oberfläche des metallischen Werkstücks sich unter der Flämmvorrichtung hindurchbewegt, durchläuft sie drei deutlich unterscheidbare Stufen. Bei der ersten Stufe handelt es sich um einen Bereich von geschmolzenem Metall und Schlacke auf nichtgeflämmtem Stahl. In der zweiten Stufe ist nur schmelzflüssiges Metall anzutreffen. In der dril.jn Stufe ist der betreffende Bereich geflammt. Zu dem in F i g. 6 veranschaulichten Zeitpunkt ist der Ausbreitsauerstoffstrom ausgeschaltet; die Flämmeinheit 3 führt einen Flämmschnitt voller Breite aus. Es ist wichtig, festzuhalten, daß die Breite des von der Flämmdüse ausgeführten Schnittes gleich der Breite ist, über die hinweg die Ausbreitdüse 2 das Schmelzbad ausgebreitet hat. Dies ist wichtig, um eine Gratbildung zu vermeiden.The manner in which the reaction proceeds is shown in FIG. 6 showing the reaction approximately 1 s later than the F i g. 3 reproduces. Area 27 was flamed; the area 28 is melted, but has not yet been Metal removal has taken place; within the range. - 29 there is a mixture of slag and molten metal on top of the unflamed Stole. While the surface of the metal workpiece moves under the scarfing device, it goes through three clearly distinguishable stages. The first stage is one Area of molten metal and slag on non-flamed steel. In the second stage is only encountered molten metal. In the third level the area in question is flamed. To the one shown in FIG. 6 is the propagation oxygen flow switched off; the scarfing unit 3 carries out a full-width scarfing cut. It is important, note that the width of the cut made by the scarfing nozzle is equal to the width over which away the spreading nozzle 2 has spread the molten bath. This is important to avoid burrs.

Fig.7 zeigt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, die an einem Ausleger montiert ist, um die Flämmvorrichtung sowohl in Querrichtung über die Breite des Werkstückes W hinweg als auch in Längsrichtung entlang der Längsabmessung des Werkstückes verstellen zu können. Ein waagerechtes Rahmenteil 31 ist an einer auf Schienen geführten Steuerkanzel 32 befestigt. Die Kanzel 32 enthält die Steuerungen für den Betrieb der Vorrichtung, so unter anderem die Lasersteuerungen sowie die Steuerungen für den die Ausbreitdüse 2 verlassenden Sauerstoff sowie den Sauerstoff und die Brenngase, die der Flämmeinheit 3 über die Zuleitungen 20 bzw. 21 zugeführt werden. Die Kanzel 32 ist in seitlicher Richtung entlang dem Werkstück W auf Schienen 33 verfahrbar. Eine an einer der Schienen7 shows a perspective view of the device according to FIG. 1, which is mounted on a boom in order to be able to adjust the scarfing device both in the transverse direction over the width of the workpiece W and in the longitudinal direction along the longitudinal dimension of the workpiece. A horizontal frame part 31 is attached to a control pulpit 32 which is guided on rails. The pulpit 32 contains the controls for the operation of the device, including the laser controls and the controls for the oxygen leaving the spreading nozzle 2 as well as the oxygen and the combustion gases that are fed to the scarfing unit 3 via the feed lines 20 and 21, respectively. The pulpit 32 can be moved in the lateral direction along the workpiece W on rails 33. One on one of the rails

befestigte Zahnstange 34 steht mit einem unter der Kanzel 32 sitzenden, nicht veranschaulichten, motorisch angetriebenen Ritzel in Eingriff, wodurch die gesamte, an einem Ausleger montierte Fläminanordnung und die Kanzel in gewünschter Weise entlang den Schienen 33 bewegt werden können. Die aus der Flämmeinheit3,der Düse 2 und der Laseranordnung 5 bestehende Kaminanordnung ist an einem Wagen 37 befestigt, der an einer Platte 38 auf- und abläuft, die ihrerseits an einem Gehäuse 40 angebracht ist Mit Hilfe eines Motors 39 wild die Flämmanordnung über eine nicht veranschaulichte Kombination von Zahnstange und Ritzel in gesteuerter Weise angehoben und abgesenkt; die betreffende Zahnstange ist an der Platts: 38 befestigt.The attached rack 34 is motorized with a not shown seated under the pulpit 32 driven pinion into engagement, whereby the entire, boom mounted flame assembly and the The pulpit can be moved along the rails 33 as desired. The one from the scarfing unit3, the Nozzle 2 and the laser assembly 5 existing chimney assembly is attached to a carriage 37, the runs up and down on a plate 38, which in turn is attached to a housing 40 with the aid of a Motors 39 wildly the flame arrangement over a no illustrated combination of rack and pinion raised and lowered in a controlled manner; the rack in question is attached to the plate: 38.

Die Flämmanordnung und das Gehäuse 40 lassen sich über die B.-dte des Werkstückes W hinweg mit Hilfe eines motorisch angetriebenen Ritzels 35 verstellen, das mit einer am Rahmen 31 befestigten Zahnstange 36 zusammenwirkt.The flame arrangement and the housing 40 can be adjusted over the B.-dte of the workpiece W with the aid of a motor-driven pinion 35 which cooperates with a rack 36 fastened to the frame 31.

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können auf der Oberfläche des Werkstückes verteilte Fehlerstellen selektiv ausgeflämmt werden, indem die Vorrichtung mit der Fehlerstelle ausgerichtet und dann in Längsrichtung über die Fehlerstelle hinwegbewegt wird. Der Bereich 41 stellt einen typischen, mittels der veranschaulichten Vorrichtung ausgeführten Fleckflämmschnitt dar.flaws distributed on the surface of the workpiece can be selectively flamed out by the Device aligned with the flaw and then moved longitudinally over the flaw will. Area 41 represents a typical spot flame cut made by means of the illustrated apparatus represent.

1 i g. 8 zeigt eine abgewandelte Anordnung des Laserkopfes 5. In dieser Figur sind den Bauteilen gemäß F i g. 7 entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Laser selbst ist an entfernter Stelle angeordnet. Durch Verwendung einer optischen Anordnung, in diesem Falle eines 90°-Prismas, wird der Laserstrahl von der rechten Seite des Werkstückes aus auf den Punkt B gerichtet. Im Falle der Anordnung nach F i g. 9 ist die Düse 2 von der rechten Seite des Werkstückes Waus auf den Punkt B gerichtet, so daß das Schmelzbad in Richtung auf die linke Seite des Werkstückes vor die Flämmeinheit 3 getrieben wird. Diese Anordnung erlaubt es, das Startschmelzbad <o rascher über eine breitere Fläche hinweg auszubreiten, so daß breitere Flämmschnitte ausgeführt werden können, als dies bei Verwendung einer gleich groß bemessenen Düsenanordnung im Falle der F i g. 7 und 8 der Fall ist. Es versteht sich, daß die Düse 2 auch auf der *s linken Seite oder in einer beliebigen Zwischenstellung angebracht sein kann. Ferner kann auch mit einer Kombination von zwei derartigen Düsen gearbeitet werden; mit Hilfe der Ausbildung nach den F i g. 7 oder 8 kann das Starten erfolgen ; mittels der Anordnung nach F i g. 9 kann das Schmelzbad ausgebreitet werden.1 i g. 8 shows a modified arrangement of the laser head 5. In this figure, the components according to FIG. 7 corresponding components have been given the same reference numerals. The laser itself is located at a remote location. By using an optical arrangement, in this case a 90 ° prism, the laser beam is directed onto point B from the right side of the workpiece. In the case of the arrangement according to FIG. 9, the nozzle 2 is directed from the right side of the workpiece Waus to the point B , so that the molten bath is driven in the direction of the left side of the workpiece in front of the scarfing unit 3. This arrangement allows the starting molten bath to be spread out more quickly over a wider area, so that wider scarfing cuts can be made than when using a nozzle arrangement of the same size in the case of FIG. 7 and 8 is the case. It will be appreciated that the nozzle 2 can be mounted on the left side * s, or in any intermediate position. It is also possible to work with a combination of two such nozzles; with the help of the training according to the F i g. 7 or 8 can be started; by means of the arrangement according to FIG. 9 the weld pool can be expanded.

Fig. 10 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Mehrzahl von Flämmeinheiten, die mit Düsen ausgestattet sind, um die volle Breite eines Werkstückes Win einem einzigen Durchgang in einer Mehrzahl von Schnitten unter Durchführung von Schnellstarts oder fliegenden Starts selektiv zu flämmen. Die Flämmeinheiten 51, ein Laserkopf 52 mit einer Mehrzahl von optischen Anordnungen und Ausbreitdüsen 53 sind auf einem verfahrbaren Wagen 54 fest montiert, der auf *" Schienen 55 und 56 läuft und über einen Zahnstangcn-Ritzel-Antrieb verschoben werden kann. Die Schienen 55 und 56 sind auf Schienenträgern 57 fest montiert. Die Laseranordnung 52 kann ein Gehäuse H aufweisen, das mittels Stickstoff oder einem anderen Gas gespült wird. ^h*> In dem Gehäuse H sind in vorbestimmten Abständen teilweise durchlässige und teilweise reflektierende 90°-Prismen Pangeordnet. Die Prismen erlauben es, die Energie des Laserstrahls aufzuspalten und auf mehrere Flecke auf der Werkstücksoberfläche zu verteilen. Statt dessen können 90°-Spiegel verwendet werden, die wahlweise in den Weg des Strahls eingeschwenkt oder aus diesem herausgeschwenkt werden, um den Strahl zu dem gewünschten Fleck zu leiten. Es kann also mit jedem beliebigen optischen System gearbeitet werden, das entweder mit Strahlteilung odtr wahlweiser Strahlumlenkung arbeitet Die Gesamtanordnung der nebeneinander sitzenden, für einen fliegenden Start geeigneten Flämmeinheiten kann über die volle Länge des Werkstücks W hinweglaufen, so daß die gesamte Breite mit normaler Flämmgeschwindigkeit selektiv geflammt werden kann, indem jede der Flämmanordnungen gesondert wahlweise betätigt wird Obwohl bei der in Fig. 10 veranschaulichten Vorrichtung das Werkstück stillsteht und die Flärnmvorrichtung über das Werkstück hinwegläuft ist es möglich und in einigen Fällen günstiger, umgekehrt vorzugehen, das heißt mit einer stillstehenden F!ämrnvorric!:lii"g zu arbeiten unter der die Werkstücke auf Rollen hindurchlaufen, die mit normaler Flämmgeschwindigkek angetrieben sind.Fig. 10 is a perspective view of a plurality of scarfing units equipped with nozzles for selectively scarfing the full width of a workpiece in a single pass in a plurality of cuts, performing quick starts or flying starts. The scarfing units 51, a laser head 52 with a plurality of optical arrangements and spreading nozzles 53 are fixedly mounted on a movable carriage 54 which runs on rails 55 and 56 and can be moved via a rack and pinion drive 56 are fixedly mounted on rail supports 57th laser assembly 52 may include a housing H having, which is purged with nitrogen or another gas. ^h *> in the housing H at predetermined intervals partially transmissive and partially reflective 90 ° prisms Pangeordnet. the Prisms allow the energy of the laser beam to be split up and distributed over several spots on the workpiece surface. Instead, 90 ° mirrors can be used, which can be swiveled into or out of the path of the beam in order to bring the beam to the desired spot It is possible to work with any optical system that is either with beam splitting or with beam splitting selective beam deflection works. The overall arrangement of the adjacent scarfing units suitable for a flying start can run over the full length of the workpiece W , so that the entire width can be selectively scorched at normal scarfing speed in that each of the scarfing assemblies is selectively actuated separately Fig. 10 illustrated device, the workpiece is stationary and the Flärnmvorrichtung runs over the workpiece, it is possible and in some cases more favorable to proceed in reverse, that is to work with a stationary F! Ämrnvorric!: Lii "g under which the workpieces pass on rollers, which are driven with normal scarfing speed.

F i g. 11 zeigt eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 10. Bei dieser Ausführungsform richtel ein Spiegel M den vom Laserkopf L kommender Laserstrahl zu einer Mehrzahl von festen Spiegeln F, die so montiert sind, daß der von diesen Spiegeln aufgefangene Strahl über eine Fokussierlinse C auf die Werkstücksoberfläche ^gerichtet wird.F i g. 11 shows a further modification of the apparatus of Fig. 10. In this embodiment, a mirror M Richtel the coming from the laser head L laser beam to a plurality of fixed mirrors F, which are mounted so that the captured by these mirrors beam via a focusing lens C the workpiece surface ^ is straightened.

Wenn mit den in Fig. 10 und Il veranschaulichten Vorrichtungen selektive Mehrschnitt-Fleckflämmvorgange ausgeführt werden, bei denen zwei oder mehl Schnitte voneinander überlappender Dauer gemacht werden müssen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingeleitet werden können, bei denen in jedem Falle jedoch die Geschwindigkeit durch die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Flämmanordnung bestimmt ist, kann keine Pause oder Absenkung dei Flämmgeschwindigkeit von dem Augenblick an tolerieri werden, an dem der erste Schnitt begonnen wurde, bi; der letzte Schnitt abgeschlossen ist. Der Grund dafür ist daß eine Pause in unkontrollierbarer Weise einen vor einer benachbarten Einheit gerade durchgeführter Schnitt beeinträchtigen würde. Mit anderen Worten wenn beispielsweise die Anordnung zu dem be bekannten Anlagen üblichen Vorwärmen verlangsam! werden müßte, würde eine benachbarte Anordnung, be welcher der Flämmsauerstoff eingeschaltet ist, in detT Werkstück ein tiefes Loch ausbilden. Daraus folgt, daC bei einem selektiven Mehrschnitt-Fleckflämmvorgang keine Verlangsamung geduldet werden kann und daC für eine einwandfreie Durchführung eines solcher Verfahrens ein Sofortstart oder fliegende·· Start vor derart ausschlaggebender Wichtigkeit ist.If with the devices illustrated in FIGS. 10 and II, selective multi-slice spot flaming processes in which two or more cuts of overlapping duration are made which can be initiated at different times, at which in each case however, the speed due to the relative movement between the workpiece and the flame arrangement is determined, no pause or lowering of the scarfing speed can tolerate from that moment on when the first cut was started, bi; the final cut is complete. The reason for this is that a pause uncontrollably leads to a pause that has just been carried out in front of an adjacent unit Cut would affect. In other words, if, for example, the arrangement to the be known systems usual preheating slow down! would have to be, an adjacent arrangement would be which of the scarfing oxygen is switched on, in detT Form a deep hole in the workpiece. It follows from this that there is a selective multi-cut spot-scarfing process no slowing down can be tolerated and that such a process can be carried out properly Procedure, an immediate start or a flying start is of such importance.

Außerdem ist es wesentlich, daß bei diesem Verfahrer keine Flämmschnitte verursacht werden, die entwedei den von einer benachbarten Einheit zu flammender Bereich überlappen oder Grate oder Wülste zwischcr benachbarten Flämmschnitten verursachen. Diese; Erfordernis wird erfüllt, indem für einen Gruppendurch gang geeignete Flammsauerstoffdüsen vorgesehcr werden, d. h. mehrere nebeneinander angeordnete Flämmeinheiten mit Düsen der in Fig. 12 veranschau lichten Art.It is also essential that this process not cause scarfing cuts, either overlap the area to be flamed by an adjacent unit or have ridges or ridges between them cause neighboring scarfing cuts. These; Requirement is met by for a group Suitable flame oxygen nozzles are provided in the hall, d. H. several arranged side by side Scarfing units with nozzles shown in FIG clear art.

Fig. 12 zeigt die Stirnfläche der Flämmeinheiten, di< für die Gruppendurchgang-Flämmdüsen gemäß Fig. K vorgesehen sind. Diese Düsen umfassen jeweils ein< Reihe von oberen und unteren Nachmisch-BrenngasFig. 12 shows the end face of the scarfing units, di < for the group passage scarfing nozzles according to FIG. These nozzles each include a < Row of upper and lower post-mix fuel gas

auslassen 61 bzw. 62, die oberhalb bzw. unterhalb einer Auslaßöffnung 63 für den Flammsauerstoff sitzen. Die öffnung 63 ist typischerweise ungefähr 6 mm hoch und 20 cm breit Ihre Kanten sind durch Endwandteile 64 teilweise abgeschlossen. Diese sind im Bereich der unteren Kante typischerweise ungefähr 3 cm lang; ihre größte Höhe beträgt 4 mm; sie weisen einen Schrägschnitt mit einem Innenwinkel von ungefähr 10° auf. Derartige Endwandteile 64 sind an jedem Ende jeder Flämmsauerstofföffnung 63 vorhanden, um den Sauerstoffstrom in Richtung auf die Kanten jeder Einheit allmählich zu verringern, ohne jedoch die Kante der Einheit völlig zu verschließen, wie dies bei der in F i g. 2 veranschaulichten öffnung der Fall ist öffnungen der in F i g. 2 dargestellten Art erzeugen auf dem Werkstück einen Flämmschnitt dessen Breite geringer als die Breite der öffnung ist aus welcher der Sauerstoff austritt, wohingegen die Gruppendurchgang-Öffnung 63 gemäß Fig. 12 zu einem Schnitt führt, der zwar in Richtung auf seine Außenkanten hin flacher wird, jedoch mindestens die gleiche Breite wie die öffnung 63 selbst hatomit 61 and 62, respectively, which are above and below a Outlet opening 63 for the flame oxygen sit. The opening 63 is typically about 6 mm high and 20 cm wide. Its edges are partially closed off by end wall parts 64. These are in the field of bottom edge typically about 3 cm long; their greatest height is 4 mm; they have a bevel cut with an interior angle of approximately 10 °. Such end wall portions 64 are at each end Scarfing oxygen opening 63 is present to the flow of oxygen gradually decreasing towards the edges of each unit, but without reducing the edge of the To close the unit completely, as in the case of the FIG. The opening illustrated in FIG. 2 is the opening of the case in FIG F i g. 2 generate a scarfing cut on the workpiece, the width of which is less than that The width of the opening is from which the oxygen exits, whereas the group passage opening 63 according to FIG. 12 leads to a section which, although in In the direction of its outer edges, it becomes flatter, but at least the same width as the opening 63 himself has

Fig. 13 stellt eine Draufsicht dar, die erkennen läßt, wie die Vorrichtungen gemäß in Fig. 10 und 11 arbeiten, wenn ein Werkstück mit fliegenden Starts in mehreren Schnittbahnen selektiv fleckgeflämmt werden soll. Dabei sind in Fig. 10 mehrere nebeneinandersitzende Flämmeinheiten 51 dargestellt, von denen jede eine Sauerstoffausbreitdüse 53 und ein optisches System mit Prismen P und einer Fokussierlinse innerhalb des Rohre Taufweist und von denen jede mit Sauerstoff und Brenngas versorgt wird.13 shows a plan view which shows how the devices according to FIGS. 10 and 11 operate when a workpiece with flying starts is to be selectively spot-burned in several cutting paths. 10 shows a plurality of scarfing units 51 sitting next to one another, each of which has an oxygen spreading nozzle 53 and an optical system with prisms P and a focusing lens within the tube T and each of which is supplied with oxygen and fuel gas.

Die fehleraufweisenden Bereiche auf der Oberfläche des Werkstüchs W, die fleckgeflämmt werden sollen, sind mit 81,82, 83, 84 und 85 bezeichnet. Wenn die sich bewegende Gruppe von benachbarten Flämmeinheiten (jetzt mit den Bezugszeichen 71, 72, 73, 74 und 75 versehen) mit dem Werkstück W in Kontakt kommt, muß die Einheit 74 einen fliegenden Start durchführen, wenn sie das vordere Ende 86 des Bereiches 84 erreicht. Die Einheit 74 muß eingeschaltet bleiben, bis sie am hinteren Ende 87 des Bereichs 84 ankommt. Dann wird die Einheit 74 abgeschaltet, während die Einheiten 71 und 72 fliegend gestartet werden. Während die Gruppe der Flämmeinheiten über das Werkstück läuft, bleibt die Einheit 72 eingeschaltet, bis sie das hintere Ende des fehlerhaften Bereichs 82 erreicht. Sie wird dann entweder durch den Flämmer oder aber aufgrund eines mechanischen oder elektrischen Signals hin abgesperrt, während die Einheit 71 eingeschaltet bleibt. Die Einheit 74 wird erneut eingeschaltet, um mit dem Fleckflämmen des Bereichs 85 zu beginnen. Wenn sich die Flämmeinheitengruppe dem Anfang des Bereichs 83 nähert, wird die Einheit 73 eingeschaltet, während die Einheit 74 am Ende des Bereichs 85 abgeschaltet wird. Die Einheit 71 wird abgeschaltet, wenn das Ende des Bereichs 81 erreicht ist. Während des gesamten Fleckflämmdurchganges bleibt die Einheit 75 ausgeschaltet, da in der von dieser Einheit überlaufenen Zone des Werkstücks keine Fehler vorlagen.The defective areas on the surface of the workpiece W which are to be spot-burnished are designated by 81, 82, 83, 84 and 85. When the moving group of adjacent scarfing units (now denoted 71, 72, 73, 74 and 75) comes into contact with workpiece W , unit 74 must make a flying start when it reaches forward end 86 of area 84 achieved. The unit 74 must remain on until it arrives at the rear end 87 of the area 84. Unit 74 is then shut down while units 71 and 72 are started on the fly. While the group of scarfing units is moving over the workpiece, unit 72 remains on until it reaches the rear end of defective area 82. It is then blocked either by the flamer or on the basis of a mechanical or electrical signal, while the unit 71 remains switched on. Unit 74 is turned on again to begin spot-scarfing area 85. As the scarfing unit group approaches the beginning of the area 83, the unit 73 is switched on, while the unit 74 at the end of the area 85 is switched off. The unit 71 is switched off when the end of the range 81 is reached. During the entire passage of the spot flame, the unit 75 remains switched off, since there were no defects in the zone of the workpiece over which this unit ran.

Die Fig. 14 und 17 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform, bei der kein Hochinter.sitäts-Sauerstoffstrahl und keine Ausbreitdüse erforderlich sind.14 and 17 show a modified embodiment in which no high-intensity oxygen jet and no spreading nozzle is required.

Entsprechend Fig. 14 ist eine Lasereinheit 1 mit einer Fokussierlinse 4 auf dem (nicht gezeigten) Rahmen der Flämmaschine montiert (sie könnte auch an entfernt liegender Stelle angebracht sein) und so angeordnet, daß der Laserstrahl R an dem Punkt A, wo der Flämmschnitt beginnen soll, auf die Oberfläche des Werkstücks W trifft Die Flämmeinheit 3 weist typischerweise konventionelle obere und untere Vorwärmblöcke 12 bzw. 13 auf, die mit einer Reihe von Vormisch- oder Nachmisch-Vorwärmauslässen 14 und 15 sowie zweckentsprechenden Gasdurchlässen versehen sein können. Der Flämmsauerstoffdüsenschlitz 16 wird von der Unterseite 17 des oberen Vorwärmblocks 12 und der Oberseite 18 des unteren Vorwärmblocks 1314, a laser unit 1 with a focusing lens 4 is mounted on the (not shown) frame of the scarfing machine (it could also be attached at a remote location) and arranged so that the laser beam R is at point A where the scarfing cut begins should, on the surface of the workpiece W exceeds the scarfing unit 3 typically has conventional upper and lower preheat blocks 12 and 13, respectively, with a number of premixed or post-mixed Vorwärmauslässen 14 and 15 and suitably corresponding gas passages may be provided. The scarfing oxygen nozzle slot 16 is formed from the lower side 17 of the upper preheating block 12 and the upper side 18 of the lower preheating block 13

ίο gebildet Die schlitzförmige Sauerstoffdüse 16 endet in einer Austrittsöffnung 19. Um die thermochemische Reaktion einzuleiten, kann der Punkt A geringfügig vor dem Bereich liegen, der von den geradlinigen Projektionen der Oberflächen 17 und 18 auf die Werkstücksoberfläche begrenzt wird, oder mit diesem Bereich zusammenfallen. Sauerstoff und Brenngas werden der Flämmeinheit 3 in bekannter Weise über die Zuleitungen 20 bzw. 21 zugeführt
Die Vorrichtung nach Fig. 14 arbeitet wie folgt Zunächst werden die von der Flämmeinheit 3 ausgehenden Vorwärmflammen entzündet indem man Brenngas aus den Reihen der Vorwänr.auslässe 14 und 15 austreten läßt und einen schwachen Sauerstoffgasstrom über die öffnung 19 zuführt Die Vorwärmflammen sind bei 22 angedeutet Die Flämmvorrichtung und das Werkstück werden gegeneinander bewegt. Unmittelbar bevor der zu flammende, fehlerhafte Bereich auf der Oberfläche des Werkstücks Wden Punkt A erreicht, wird der aus der öffnung 19 austretende Sauerstoffstrom auf die Flämmsauerstoffdurchflußmenge aufgedreht. Gleichzeitig damit oder kurz danach wird der Laserstrahl R eingeschaltet was zur Folge hat, daß der Punkt A sofort die Sauerstoffzündtemperatur erreicht und ein sofortiger Flämmschnitt an der Stelle A beginnt.The slot-shaped oxygen nozzle 16 ends in an outlet opening 19. In order to initiate the thermochemical reaction, point A can lie slightly in front of the area that is delimited by the straight projections of surfaces 17 and 18 onto the workpiece surface, or it can coincide with this area. Oxygen and fuel gas are fed to the scarfing unit 3 in a known manner via the feed lines 20 and 21, respectively
The device according to FIG. 14 operates as follows.First, the preheating flames emanating from the scarfing unit 3 are ignited by letting fuel gas escape from the rows of preheating outlets 14 and 15 and supplying a weak stream of oxygen gas through the opening 19. The preheating flames are indicated at 22 Scarfing device and the workpiece are moved towards each other. Immediately before the defective area to be flamed on the surface of the workpiece W reaches point A , the oxygen flow emerging from the opening 19 is turned up to the scarfing oxygen flow rate. Simultaneously with this or shortly thereafter, the laser beam R is switched on, with the result that point A immediately reaches the oxygen ignition temperature and an immediate scarfing cut begins at point A.

Der Laserstrahl wird dann quer über die Werkstücksoberfläche bezüglich deren Laufrichtung gerichtet, wodurch die Flämmreaktion auf die gewünschte Breite ausgebreitet wird, indem sie der mittels des Lasers aufgeheizten Strecke folgt Der Flämmsauerstoffstrom bleibt für die gewünschte Flämmschnittlänge eingeschaltet, während der Laserstrahl abgeschaltet werden kann, sobald der Flämmschnitt die Sollbreite erreicht hat.The laser beam is then directed across the workpiece surface with respect to its direction of travel, whereby the scarfing reaction is spread to the desired width by using the laser the heated path follows The scarfing oxygen flow remains switched on for the desired scarfing length, while the laser beam can be switched off as soon as the scarfing cut reaches the target width Has.

Die Relativbewegung kann gestartet werden, nachdem eine Flämmreaktion der gewünschten Breite eingeleitet ist, falls kein fliegender Start gewünscht wird. Ein fliegender Start ist ein Start, der stattfindet, während sich das Werkstück und die Fläiv.mvorrichtung mit normaler Flämmgeschwindigkeit gegeneinanderThe relative movement can be started after a scarfing reaction of the desired width has been initiated if a flying start is not desired. A flying start is a start that takes place while the workpiece and the surface device with normal scarfing speed against each other

w bewegen.w move.

Die Fig. 15 und 16 zeigen zwei Ausführungsformen, gemäß denen eine Strecke der gewünschten Länge auf der Werkstücksoberfläche mittels eines Lasers auf die Sauerstoffzündtemperatur aufgeheizt werden kann.FIGS. 15 and 16 show two embodiments, according to which a distance of the desired length on the workpiece surface by means of a laser on the Oxygen ignition temperature can be heated.

Dabei stellt Fig. 15 eine Stirnansicht der Anordnung gemäß Fig. 14 entlang der Linie 2-2 dar; die Flämmeinheit selbst ist nicht veranschaulicht. Der Laser 1 und dessen optisches System werden eingeschaltet und um den Winkel β geschwenkt, so daß der15 shows an end view of the arrangement according to FIG. 14 along the line 2-2; the scarfing unit itself is not illustrated. The laser 1 and its optical system are turned on and pivoted through the angle β , so that the

m> Laserstrahl R eine kontinuierliche Folge von Punkten aufheizt. Dadurch wird auf der metallischen Werkstücksoberfläche zwischen den Punkten A und B eine Strecke auf die Sauerstoffzündtemperatur gebracht. Statt den Laser zu drehen, kann der Strahl R auch aufm> laser beam R heats up a continuous sequence of points. As a result, a distance on the metal workpiece surface between points A and B is brought to the oxygen ignition temperature. Instead of rotating the laser, the beam R can also be on

f>5 optische Weise so gerichtet werden, daß er die Strecke zwischen den Punkten A und ßüberquert.f> 5 be directed optically so that it crosses the distance between points A and ß.

Eine abgewandelte Lösung zum Aufheizen einer Strecke auf der Werkstücksoberfläche ist in Fie. 16A modified solution for heating a stretch on the workpiece surface is shown in FIG. 16

veranschaulicht Dabei wird der Laserstrahl zwischen den Punkten A und B verschoben, indem (mit Hilfe einer nicht veranschaulichten Anordnung) der reflektierende Spiegel M bzw. die Linse 4 entlang der Strecke des gewünschten Flämmschnitts in die Stellung M' und 4' bewegt werden.In this case, the laser beam is shifted between points A and B by moving the reflecting mirror M or the lens 4 along the path of the desired scarfing section into the position M ' and 4' (with the aid of an arrangement not shown).

Bei dem im Falle der Fig. 15 und 16 verwendeten Laser handelt es sich vorzugsweise um einen kontinuierlichen Laser. Es kann jedoch auch mit einem gepulsten Laser gearbeitet werden. In diesem Falle wird eine Folge von eng benachbarten Bereichen zwischen den Punkten A und B auf die Sauerstoffzündtemperatur gebracht Die einzelnen Bereiche oder Flecken fließen zusammen, wenn der Sauerstoff eingeschaltet wird. Eis versteht sich, daß andere optische Anordnungen benutzt werden können, um das gleiche Ergebnis zu erreichen; so kann unter anderem auch mit mehr als einem Laser gearbeitet werden.The laser used in the case of Figures 15 and 16 is preferably a continuous laser. However, a pulsed laser can also be used. In this case, a sequence of closely spaced areas between points A and B is brought to the oxygen ignition temperature. The individual areas or spots flow together when the oxygen is switched on. It will be understood that other optical arrangements can be used to achieve the same result; this means that it is also possible to work with more than one laser, among other things.

F i g. 17 zeigt die Form eines Flämmschnitts bei Durchführung eines fliegenden Starts unter Verwendung eines einzigen Lasers und der Anordnung gemäß F i g. 15 oder 16. Der Start des Schnittes beginnt an dem Punkt A und setzt sich zum Punkt B fort, während die Flämmvorrichtung und das Werkstück W gegeneinander bewegt werden. Der Bereich 101 stellt den Flämmschnitt dar.F i g. 17 shows the shape of a scarf cut when performing a flying start using a single laser and the arrangement according to FIG. 15 or 16. The start of the cut begins at point A and continues to point B while the scarfing device and the workpiece W are moved towards one another. Area 101 represents the scarfing section.

Diese abgewandelte Ausführungsform kann für die gleichen Zwecke benutzt werden wie die mit einem Hochintensitäts-Sauerstoffstrahl arbeitende Anordnung. Zu solchen Anwendungen gehören unter anderem konventionelle Flämmschnitte mit einem flächigen Sauerstoffstrom, d.h. das Flämmen der gesamten Oberfläche, die Durchführung ».On einzelnen gratfreien Fleckflämmschnitten, deren Breite Kleiner als, ebenso breit wie oder größer als die Breite der Flämmdüse ist, sowie die Durchführung von Fleckflämmschnitten, indem mehrere Flämmeinheiten zusammenmontiert werden, um für ein Fleckflämmen im Gruppendurchgang zu sorgen.This modified embodiment can be used for the same purposes as that with a High intensity oxygen jet working arrangement. Such applications include, among others conventional scarfing cuts with a flat Oxygen flow, i.e. the scarfing of the entire surface, carrying out ».On individual burr-free Spot flaming cuts, the width of which is less than, as wide as or greater than the width of the flaming nozzle, as well as the implementation of spot scarfing cuts by assembling several scarfing units in order to ensure a spot flaming in the group passage.

example

Die zur Durchführung des erläuterten Verfahrens notwendige Laserenergie hängt von Variablen, wie der Flämmgeschwindigkeit, der Stoffzusammensetzung und der Temperatur des Werkstücks, der Sauerstoffdurchflußmenge und -reinheit und dergleich ab. Im folgenden sei zu Erläuterungszwecken jedoch ein praktisches Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The laser energy necessary to carry out the explained method depends on variables such as the Scarfing speed, the material composition and the temperature of the workpiece, the oxygen flow rate and purity and the like. Hereinafter however, a practical embodiment is described in more detail for the purpose of explanation.

Es wurde eine Anlage der in F i g. I veranschaulichten Art verwendet. Die Breite der Flämmeinheit betrug 15 cm. Sauerstoff wurde in einer Menge von 570 NmVIi durch die öffnung 19 hindurchgeleitet. Die Durchflußmenge des Brenngases betrug 40 NmVh. Das Werkstück wurde gegenüber der Flämmeinheit mit 14 m/min bewegt. Die Sauerstoffausbreitdüse hatte einen kreisförmigen Querschnitt und einen Innendurchmesser von 2 cm. Der Düsenwinkel mit Bezug auf das Werkstück; betrug 50°. Durch die Ausbreitdüse wurde Sauerstoff inIt was a system of the in F i g. I used illustrated type. The width of the scarfing unit was 15 cm. Oxygen was passed through opening 19 in an amount of 570 NmVIi. The flow rate of the fuel gas was 40 NmVh. The workpiece was compared to the scarfing unit at 14 m / min emotional. The oxygen spreading nozzle had a circular cross-section and an inner diameter of 2 cm. The nozzle angle with respect to the workpiece; was 50 °. Oxygen was in einer Menge von 850 NmVh hindurchgeleitet Bei dem Laser handelte es sich um einen gepulsten Nd-YAG-Festkörperlaser. Der Durchmesser des aus dem Laser austretenden Strahls betrug 1 cm. Die Strahldivergenz lag bei 5 mrad. Der Laserimpuls hatte eine Breite von 11,0 |is. Die Laserenergie betrug 50 Joule. Der Laserneck hatte einen Durchmesser von 2,0 mm. Der Laserfleck (A) lag 1 cm vor der Projektion (B) der Mittellinie der Ausbreitdüse. Es wurde eine Linse mitan amount of 850 NmVh passed. The laser was a pulsed Nd-YAG solid-state laser. The diameter of the beam emerging from the laser was 1 cm. The beam divergence was 5 mrad. The laser pulse had a width of 11.0 | is. The laser energy was 50 joules. The Laserneck had a diameter of 2.0 mm. The laser spot (A) was 1 cm in front of the projection (B) of the center line of the spreading nozzle. It was using a lens

to 50 cm Brennweite benutzt um den Strahl auf einen Fleck zu fokussieren.to 50 cm focal length used to focus the beam on a spot.

Im Betrieb wurde die Flamme der Flämmeinheit gezündet; die Relativbewegung zwischen der Flämmtinheit und dem Werkstück wurde eingeleitet. EinThe flame of the scarfing unit was ignited during operation; the relative movement between the scarfing unit and the workpiece has been initiated. A

is Signal, mit dem Fleckflämmen zu beginnen, startete den durch die Ausbreitdüse hindurchgeleiteten Sauerstoffstrom; als die volle Durchflußmenge erreicht war, wurde der Laser gepulst wodurch in dem Stahl ein schmelzflüssiger Fleck ausgebildet und die thermocheis signal to start spot flame scarfing, started the oxygen flow passed through the spreading nozzle; when the full flow rate was reached, was the laser pulsed causing a molten spot to be formed in the steel and the thermoche mische Reaktion augenblicklich gestartet wurde. Unge fähr </2 s nach dem Laserimpuls wurde der Sauerstoffstrom aus der Ausbreitdüse allmählich zugedreht so daß eine ³A Sekunde nach dem Impuls der Strom durch die Ausbreitdüse Null erreichte. Der FlämmsauerstoffstromMix reaction was started immediately. Approximately ½ s after the laser pulse, the flow of oxygen from the spreading nozzle was gradually turned off so that one ³ A second after the pulse the current through the spreading nozzle reached zero. The flame oxygen flow wurde derart aufgedreht daß mindestens 50% der vollen Durchflußmevtge erreicht wurden, wenn der Laser gepulst wurde. Der Flämmsauerstoff hielt dann den Flämmschnitt aufrecht bis dieser durch ein vorbestimmtes Signal beendet wurde. Die Breite deswas turned up in such a way that at least 50% of the full flow rate were reached when the Laser was pulsed. The scarfing oxygen then kept the scarfing cut upright until it passed through predetermined signal has ended. The width of the ausgebildeten Schnittes betrug 15 cm; der Schnitt hatteformed incision was 15 cm; the cut had eine Tiefe von 3 mm. Die Temperatur des Stahls betruga depth of 3 mm. The temperature of the steel was 20°C. Es handelte sich um einen niedriggekohlten Stahl.20 ° C. It was a low-carbon steel.

Als Brenngas wurde Erdgas verwendetNatural gas was used as the fuel gas Falls erwünscht kann das erläuterte Verfahren in derIf desired, the illustrated method can be found in

Weise ausgeführt werden, daß die Flamme der Flämmeinheit durch das Schmelzbad gezündet wird, das mittels des Lasers oder der Ausbreitdüse gebildet wird.Be carried out in such a way that the flame of the scarfing unit is ignited by the weld pool, the is formed by means of the laser or the spreading nozzle.

Vorstehend wurden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen erläutert. Es versteht sich jedoch, daßVarious preferred embodiments have been explained above. It is understood, however, that hinsichtlich der Anordnung der verschiedenen Baugruppen oder der Schrittfolge zahlreiche Abwandlungen getroffen werden können. Beispielsweise ist es möglich, einen kontinuierlichen Laserstrahl zu verwenden, weil es von einem solchen Strahl ausgebildete Linie mitnumerous modifications with regard to the arrangement of the various assemblies or the sequence of steps can be taken. For example, it is possible to use a continuous laser beam because it with a line formed by such a ray

•«5 fortschreitender Flämmreaktion ausgeflämmt würde. Es lassen sich auch zwei oder mehr Sauerstoffstrahlen vorsehen, die aus zwei oder mehr Düsen von unterschiedlicher Form und Größe austreten können, um den mittels eines Lasers erzeugten Schmelzfleck auf• «5 would be scorched out as the scarfing reaction progresses. It it is also possible to provide two or more oxygen jets emanating from two or more nozzles from different shape and size can emerge around the melt spot generated by means of a laser jede gewünschte Fieckflämmbreite auszubreiten. Falls erforderlich oder erwünscht, lassen sich ferner zwei oder mehr Laserköpfe benutzen. Während die vorstehende Erläuterung auf das thermochemische Flämmen von Eisenmetallkörpern gerichtet ist, versteht es sichto spread out any desired triangular flame width. If necessary or desired, two can also be used or use more laser heads. While the above explanation is based on thermochemical scarfing is directed by ferrous metal bodies, it goes without saying ferner, daß jeder beliebige Metallkörper bearbeitet werden kann, der ein thermochemisches Flämmen unter Verwendung von Sauerstoff zuläßt.furthermore that any metal body can be machined which allows thermochemical flaming using oxygen.

Hierzu 9 Blatt ZeichnungenIn addition 9 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Verfahren zum Durchführen eines thermochemischen Schnellstarts auf der Oberfläche eines zu flammenden metallischen Werkstückes, bei dem ein Oberflächenbereich des Werkstückes auf Zündtemperatur gebracht, ein Sauerstoffgasstrahl auf die Oberfläche gerichtet und ein Schmelzbad ausgebildet sowie auf vorbestimmte Breite ausgedehnt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an der die Flämmreaktion beginnen soll, mittels eines Laserstrahles ein Fleck der Werkstückoberfläche auf Zündtemperatur erhitzt und als Sauerstoffgasstrahl ein auf den Fleck gerichteter, die Flämmreaktion sofort einleitender und auf die ij Flämmbreite ausdehnender Strahl mit höherer Strömungsintensität als zur Durchführung der Flämmreaktion erforderlich verwendet wird.1. Method of performing a thermochemical quick start on the surface of a too flaming metallic workpiece, in which a surface area of the workpiece is brought to ignition temperature, an oxygen gas jet on the Surface is straightened and a weld pool is formed and expanded to a predetermined width, characterized in that at the point at which the scarfing reaction is to begin, a spot on the workpiece surface is heated to ignition temperature by means of a laser beam and Oxygen gas jet directed at the stain, initiating the scarfing reaction immediately and acting on the ij Flame width expanding jet with a higher flow intensity than for carrying out the Scarfing reaction required is used.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d=iß zum Ausführen eines fliegenden Starts die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Flämmvorrichtung vor und während des Flämmens ohne Unterbrechung mit der normalen Flämmgeschwindigkeit erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that d = iß for performing a flying start the relative movement between the workpiece and the scarfing device before and during the Scarfing takes place without interruption at the normal scarfing speed.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und der Flämmvorrichtung mit normaler Flämmgeschwindigkeit erst in dem Augenblick eingeleitet wird, in dem der Laserstrahl mit der Stelle in Berührung kommt. Jo3. The method according to claim 1, characterized in that the relative movement between the Workpiece and the scarfing device with normal scarfing speed only at that moment is initiated in which the laser beam comes into contact with the point. Yo

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserstrahl ein .einzelner Laseren^rgieimpuls verwendet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a single Laseren ^ rgieimpuls used as a laser beam will.

5. Verfahren nach Ansprucf 2, dadurch gekenn- « zeichnet, daß der Laserstrahl auf einen Punkt der Werkstückoberfläche gerichtet wird, der in einem Bereich von hinter der Auftreffstelle des Sauerstoffgasstrahls bis zu 10 cm vor dieser Stelle liegt.5. The method according to claims 2, characterized thereby- « draws that the laser beam is directed to a point on the workpiece surface, which in a Area from behind the point of impact of the oxygen gas jet up to 10 cm in front of this point.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hinter der Sauerstoffauftreffstelle liegende Auftreffstelle des Laserstrahles durch die Projektion des Innendurchmessers der Düse bestimmt wird, aus welcher der Sauerstoffgasstrahl austritt. 4^r>6. The method according to claim 5, characterized in that the point of impact of the laser beam located behind the oxygen impact point is determined by the projection of the inner diameter of the nozzle from which the oxygen gas jet emerges. 4 ^r >

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgasstrahl von einer solchen Lage aus auf die Stelle gerichtet wird, daß der von der Mittelachse des Strahls und der Bewegungslinie der Werstückoberfläche gebildete >ⁿ eingeschlossene Winkel zwischen 30° und 80° beträgt und das Schmelzbad parallel zu der Richtung der Relativbewegung ausgebreitet wird.7. The method according to claim 2, characterized in that the oxygen gas jet is directed from such a position to the point that the> ⁿ included angle formed by the central axis of the jet and the movement line of the workpiece surface is between 30 ° and 80 ° and that Molten bath is spread out parallel to the direction of relative movement.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgasstrahl von einer ^Γ>^Γ> solchen Lage aus auf die Stelle gerichtet wird, daß der von der Mittelachse des Strahls und der Werkstückoberfläche gebildete eingeschlossene Winkel zwischen 30° und 80° beträgt und das Schmelzbad senkrecht zur Richtung der Relativbe- ^h() wcgung ausgebreitet wird.8. The method according to claim 2, characterized in that the oxygen gas ^{jet is directed from a Γ} > ^Γ > such a position to the point that the included angle formed by the central axis of the beam and the workpiece surface is between 30 ° and 80 ° and that is spread molten bath perpendicular to the direction of ^h Relativbe- ⁽⁾ wcgung.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Flämmen der Werkstückoberfläche ein flächiger Flämmsauerstoffstrom in einem spitzen Winkel zu ^M der Oberfläche zum Auftreten auf dem Schmelzbad gebracht wird.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, for scarfing the workpiece surface, a planar scarfing oxygen flow is made to occur on the molten bath ^{at an acute angle to M of the surface.}

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines einzelnen gratfreien Fleckflämmschnitles, dessen Breite kleiner als die Breite der Düsenaustrittsöffnung für den Flämmsauerstoffstrom ist, durch Verwendung einer Düse mit seitlich verengter Düsenaustrittsöffnung die Intensität des nächigen Flämmsauerstoffstroms in Richtung auf die Ränder des Stroms allmählich bis auf die Intensität Null an den Seitenkanten dieser Austrittsöffnung vermindert wird.10. The method according to claim 9, characterized in that for the formation of an individual burr-free Fleckflämmschnitles, the width of which is smaller than the width of the nozzle outlet opening for the Scarfing oxygen flow is achieved by using a nozzle with a laterally narrowed nozzle outlet opening the intensity of the next scarfing oxygen flow towards the edges of the flow gradually up to is reduced to zero intensity at the side edges of this outlet opening.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines gratfreien Fleckflämmschnittes, dessen Breite gleich der Breite der Austrittsöffnung für den Flämmsauerstoffstrom ist und der übermä3ig hohe Vorsprünge oder tiefe Ausnehmungen zwischen gleichzeitig und auf die gleiche Weise hergestellten, nebeneinanderliegenden Schnitten vermeidet, durch Verwendung einer Düse mit seitlich verengter Düsenaustrittsöffnung die Intensität des flächigen Flämmsauerstoffstroms in Richtung auf die Ränder des Stroms allmählich vermindert, jedoch auf einem Intensitätswert von über Null an den Seitenkanten der Düsenaustrittsöffnung gehalten wird.11. The method according to claim 9, characterized in that to form a burr-free Spot flame cut, the width of which is equal to the width of the outlet opening for the flame oxygen flow is and the excessively high projections or deep recesses between at the same time and on the avoids adjacent cuts produced in the same way by using a Nozzle with a laterally narrowed nozzle outlet opening the intensity of the flat scarfing oxygen flow gradually decreased towards the edges of the current, but to an intensity value of is kept above zero at the side edges of the nozzle outlet opening.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung eines herkömmlichen Flämmschnittes mit einem flächigen Sauerstoffstrom gearbeitei wird, der über die gesamte Breite der zugehörigen Austrittsöffnung im wesentlichen gleichförmige Intensität hat.12. The method according to claim 9, characterized in that for the formation of a conventional Scarfing is done with a flat stream of oxygen that extends over the entire width of the associated outlet opening has substantially uniform intensity.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des ausgebildeten Schnittes gleich oder größer als die Breite des anfänglichen Schmelzbades gemacht wird.13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the width of the cut formed is equal to or greater than the width of the initial weld pool.

14. Verfahren zum Durchführen eines thermochemischen Schneilstarts auf der Oberfläche eines zu flammenden metallischen Werkstückes, bei dem ein Oberflächenbereich des Werkstückes auf Zündtemperatur gebracht, ein Sauerstoffgasstrahl auf die Oberfläche gerichtet und ein Schmelzbad ausgebildet sowie auf vorbestimmte Breite ausgedehnt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem als Flämmsauerstoffgasstrom ausgebildeten Sauerstoffgasstrahl gesorgt und gleichzeitig damit unter Ausbildung einer aufgeheizten Strecke von gewünschter Länge quer zur Oberfläche bezüglich deren Bewegungsrichtung mindestens ein Laserstrahl auf die Werkstückoberfläche gerichtet sowie mittels des Laserstrahls eine Folge von Punkten auf der Oberfläche auf Sauerstoffzündtemperatur gebracht wird, daß unter Einleiten eines Sofortflämmschnittes entlang der Strecke ein Flämmsauerstoffstrom zum Auftreffen auf die aufgeheizte Strecke gebracht wird, und daß der Flämmsauerstoffstrom fortgesetzt wird, bis die geüwünschte Schnittlänge erzeugt ist.14. Method of performing a thermochemical quick start on the surface of a zu flaming metallic workpiece, in which a surface area of the workpiece is brought to ignition temperature, an oxygen gas jet on the Surface is straightened and a weld pool is formed and expanded to a predetermined width, characterized in that for a relative movement between the workpiece and the as Scarfing oxygen gas flow provided oxygen gas jet and at the same time thus under Forming a heated stretch of the desired length across the surface with respect to whose direction of movement is directed at least one laser beam onto the workpiece surface as well by means of the laser beam, a sequence of points on the surface is brought to oxygen ignition temperature so that, with the initiation of an instant flame cut along the route, a flow of scarfing oxygen to strike the heated route is brought, and that the flow of scarfing oxygen is continued until the desired length of cut is generated.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeheizte Strecke erzeugt wird, indem ein kontinuierlicher Laserstrahl quer über der Werkstückoberfläche gedreht wird.15. The method according to claim 14, characterized in that the heated path is generated by rotating a continuous laser beam across the workpiece surface.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeheizte Strecke ausgebildet wird, indem ein gepulster Laserstrahl quer über die Werkstückoberfläche gedreht wird.16. The method according to claim 14, characterized characterized in that the heated path is formed by applying a pulsed laser beam transversely is rotated over the workpiece surface.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeheizte Strecke ausgebildet wird, indem ein reflektierender Spiegel und eine Strahlfokussierlinse quer über die Werkstück-17. The method according to claim 14, characterized in that the heated path is formed by a reflective mirror and a beam focusing lens across the workpiece

surface can be moved.

18. The method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the scarfing oxygen is formed flat.

19. Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 13 with a scarfing machine which has a scarfing unit with means that allow a preheating flame and a scarfing oxygen flow to escape in the direction of a workpiece to be flamed, characterized by a scarfing machine mounted on and before the scarfing unit (3,51, 71 to 75) seated oxygen spreading nozzle (2, 53, 76) which is inclined at its outlet end in such a way that the oxygen jet with a higher flow intensity than the scarfing oxygen flow is formed at an angle to the workpiece surface at a predetermined distance in front of the scarfing oxygen flow as well as a laser (1,5,52) sitting on the scarfing machine with an associated optical system (4, G) for focusing a laser beam on the workpiece surface.

20. The device according to claim 19, characterized in that a feed device is provided which ensures a relative movement between the scarfing machine and the workpiece.

21. Apparatus according to claim 19 or 20, characterized in that several scarfing units (51, 71 to 75) each with an associated oxygen spreading nozzle (53, 76) and at least one laser (52) with an associated optical system (P. F, M, G ) are provided, by means of which several focused laser spots can be formed on the workpiece.

22. The device according to claim 21, characterized in that the optical system of the laser (52) has a plurality of partially transparent and partially reflective devices (P) which are arranged in a laser housing (H) at predetermined intervals such that the energy of the laser beam can be split up and distributed over several spots on the workpiece surface.

23. The device according to claim 21, characterized in that the optical system of the laser has a plurality of mirrors (M, F) which are arranged in a laser housing at predetermined intervals in such a way that the mirrors can each be selectively introduced into the laser beam path or brought out of this path to direct the beam to a preselected spot on the workpiece surface.

24. The device according to claim 21, characterized in that several on the scarfing machine Lasers are arranged, to which an optical system is assigned, by means of which several laser spots can be formed on the workpiece.

25. Device for performing the method according to one of claims 14 to 18 with a scarfing nozzle arrangement, by means of which a controlled scarfing oxygen flow can be directed onto the surface of a workpiece to be flamed, and a device which ensures a relative movement between the nozzle arrangement and the workpiece, characterized by a laser arrangement (1), by means of which at least one laser beam (R) can be brought to impinge on the workpiece surface and a series of points can be brought to impinge on the workpiece surface in order to form a heated section of the desired length transversely to the surface with respect to the direction of movement lying near the center line projection of the scarfing oxygen flow the surface can be heated to oxygen ignition temperature

26. The device according to claim 25, characterized by a device for optical adjustment of the laser beam along the route.

27. Device according to one of claims 19 to ίο 26, characterized in that the laser (1,5,52) is a solid state laser

28. Device according to one of claims 19 to

27, characterized in that the laser (1,5,52) is a Nd-YAG crystal

is

29. Device according to one of claims 19 to

28, characterized in that the laser (1,5,52) is a pulsed laser

30. Device according to one of claims 25 to 28, characterized in that as a laser arrangement (1) a continuous laser is provided