DE3206210A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht

Info

Publication number
DE3206210A1
DE3206210A1 DE19823206210 DE3206210A DE3206210A1 DE 3206210 A1 DE3206210 A1 DE 3206210A1 DE 19823206210 DE19823206210 DE 19823206210 DE 3206210 A DE3206210 A DE 3206210A DE 3206210 A1 DE3206210 A1 DE 3206210A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser beam
welding
opening
sheet
sheet metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823206210
Other languages
English (en)
Inventor
Werner Dr.-Ing. 4330 Mülheim Hagen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fried Krupp AG
Original Assignee
Fried Krupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fried Krupp AG filed Critical Fried Krupp AG
Priority to DE19823206210 priority Critical patent/DE3206210A1/de
Publication of DE3206210A1 publication Critical patent/DE3206210A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/244Overlap seam welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/26Seam welding of rectilinear seams
    • B23K26/262Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/12Vessels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen an beiden
  • Seiten offener metallischer Behälterzargen mit mit Laserstrahl geschweißter Längsnaht.
  • Aus der US-PS 3 430 410 ist ein Verfahren zum Herstellen von Behälterrümpfen bekannt, bei dem ein Weißblechstreifen von einem Coil abgewickelt, vorw getrennt und zu einem Rohr mit überlappter Naht gebogen wird. Zum Schweißen der Überlappnaht werden Elektrodenrollen benutzt, von denen die innere an der Formstation befestigt ist. Nach dem Schweißen wird das aus dem vorgetrennten Blech gebildete Rohr in einzelne rohrförmige Teile separiert, indem es einen gekrümmten Durchgang durchläuft, wo die nicht durchgetrennten stegartigen Querschnittsteile durch Überschreiten der Zugfestigkeit getrennt werden.
  • Beim Widerstandsschweißen von Behältern insbesondere aus Werkstoffen mit Überzügen aus Zinn (Weißblech) werden Elektroden in Form von Rollen verwendet, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Durch die physikalischen Gegebenheiten beim Schweißen (Anpreßdruck, Wärme) bedingt, geht das Kupfer an der Berührungsfläche der Elektrode Legierungen mit dem Zinnüberzug des Weißblechs ein, wodurch sich die Schweißbedingungen sehr schnell derart verschlechtern, daß eine befriedigende Schweißung nicht mehr möglich ist.
  • Außerdem ergeben sich bei der Verwendung von Wechselstrom mit der üblichen Frequenz der öffentlichen Stromversorgung von 50 Hz Schweißnähte, die - durch den Nulldurchgang der Spannung bedingt - im wesentlichen als Feinpunktnaht ausgebildet sind, wobei zwischen den einzelnen Punkten häufig nur eine unvollkommene Schweißung stattfindet. Das Widerstandsschweißen von Behältern, insbesondere von Konservendosen stößt zudem noch an eine geometrische Grenze: Die Notwendigkeit einer innerhalb der zu schweißenden Dose angeordneten Elektrodenrolle bedingt, daß das bekannte Verfahren nicht bei beliebig kleinen Durchmessern angewandt werden kann.
  • Aus der DE-OS 27 01 427 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von an beiden Seiten offenen Dosenzargen aus Weißblech bekannt, bei dem ein rechteckiger Zuschnitt zylindrisch derart gebogen wird, daß seine Seitenkanten stumpf gegeneinander stehen, und bei dem der so vorbereitete Rumpf mit der Stoßnaht unter einem von außen einwirkenden Laserstrahl entlang geführt wird.
  • Schließlich ist aus der DE-OS 29 47 445 ein weiteres Verfahren bekannt, bei dem ein endloses Metallblech von einem Coil abgewickelt, zu einem Rohr mit stumpf gegeneinander stehenden Seitenkanten geformt und mit der Stoßnaht unter einem von außen einwirkenden Laserstrahl entlang geführt wird und nach dem Schweißen in einer Abtrennstation in einzelne Dosenrümpfe separiert wird.
  • Bei der Einwirkung eines leistungsfähigen Laserstrahls, der für die Ausbringung einer vergleichbaren Maschine zum Herstellen von Behälterrümpfen nach dem Widerstandsschweißverfahren mit Elektroden notwendig ist, besteht die Gefahr, daß das Material der Randzone der Behälterzarge verdampft und weggeschleudert wird, und daß die Naht so mit Leck- oder zumindest mit Schwachstellen versehen wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schweißen von Behältern anzugeben, bei dem - unter Vermeidung des Nachteils der Legierungsbildung an Elektroden - eine in sich gleichmäßige und absolut dichte Naht der zu verschweißenden Enden des Behälterrumpfes erreichbar ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Biegen des Bleches eine Überlappung der Randbereiche gebildet wird und daß der Laserstrahl im wesentlichen auf die Mitte der Uberlappung gerichtet wird. Durch die Überlappung der Randbereiche ist immer ein Teil des Bleches unter dem Teil, der von dem Laserstrahl unmittelbar getroffen wird.
  • Dieser untere Randbereich wird in geringerem Maße von dem Laserstrahl erhitzt und verhindert damit einen Durchbruch des geschmolzenen Materials und damit das Einbrennen eines Loches.
  • Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. So ist es mit den Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 bis 4 möglich, die zum Schweißen verwendete Laserquelle besser auszunutzen. Dabei kann der zweite, zum Trennen bestimmte Laserstrahl sowohl entsprechend der Maßnahme nach Anspruch 4 oder 5 gewonnen werden.
  • Bei der zur Lösung der Aufgabe vorgesehenen Vorrichtung nach Anspruch 7 bietet der Schweißarm einen sicheren Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Durchkreuzen des Stahlenganges der Laserstrahlen.
  • Um den in Längsrichtung des Bleches praktisch ausdehnungslosen Steg eines vorgetrennten Blechbandes besser durchtrennenzu können, ist die für den Trennstrahl bestimmte Linsenanordnung gemäß Anspruch 9 mit einer zylindrischen Brechungskomponente ausgerüstet.
  • Dadurch wird erreicht, daß sich die "Brennlinie" des vorher bündelförmigen Laserstrahls in etwa mit dem restlichen Steg deckt. Zur Erzeugung eines getakteten Strahls zum restlichen Trennen eines vorgetrennten Blechmaterials ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Merkmalen des Anspruchs 14 ausgebildet.
  • Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Anlage zum Herstellen von mit Laserstrahlen geschweißten Behälterzargen in schematischer Darstellung Fig. 2 den Schweißarm der Anlage nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung Fig. 3 die Werkzeuge der Vortrenneinrichtung vor dem Trennvorgang Fig. 4 das Blechband nach dem Vortrennen Fig. 5 das aus dem vorgetrennten Blechband gebogene und fertig geschweißte Rohr in einer auszugsweisen perspektivischen Darstellung Fig. 6 die erste Walzenanordnung zum Biegen des Blechbandes Fig. 7 die letzte Walzenanordnung zum Biegen des Blechbandes Fig. 8 die Führung zweier Laserstrahlen durch den Schweißarm zum Schweißen und zum Trennen Fig. 9 einen am Ende des Schweißarms befindlichen Drehspiegel zur Erzeugung eines "taumelnden" Trennstrahls im Querschnitt Fig. 10 die Restverbindung des Rohres zwischen einer Schnittlinie und der vom Drehspiegel reflektierte Trennstrahl zu fünf verschiedenen Zeitpunkten Fig. 11 der Drehspiegel in der Stirnansicht Fig. 12 der Drehspiegel in der Draufsicht Fig. 13 bis 17 die axiale Ablenkung des Trennstrahls bei verschiedenen Drehlagen des Drehspiegels Fig. 18 eine Anlage zum Herstellen von Behälterzargen mit mechanischer Trennvorrichtung.
  • Die Vorrichtung zum Herstellen eines an beiden Stirnseiten offenen Behälterrumpfes weist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Haspel 1, eine Vortrenneinrichtung 2, eine Einroll- bzw. Rohrformvorrichtung 3, eine Schweißanordnung 4 und eine Trenneinrichtung auf.
  • Die Vortrenneinrichtung 2 weist ein Oberwerkzeug 11 und ein Unterwerkzeug 12 auf, die - in der Zeichnung lediglich symbolisch angedeutet - eine wirksame Werkzeugbreite bW aufweisen, die geringer ist als die Breite bB des Blechbandes B, so daß das Blechband B nach dem Vortrennen lediglich durch zwei an seinen Seitenkanten - und nach dem Einrollen des Bandes und dem Verschweißen zu einem Rohr R im Bereich der Schweißnaht 10 - befindlichen Stegen 13 zusammengehalten wird.
  • Zwischen den Stegen 13 bzw. außerhalb des Überlappungsbereichs befinden sich die durch das Vortrennen erzeugten Schnittstellen bzw. Schnittlinien 14, deren Abstand gleich der Höhe h einer Behälterzarge beträgt (vgl.
  • Fig. 4 und 5).
  • Die Rohrformvorrichtung 3 besteht aus hintereinander angeordneten Formwalzenanordnungen 15/16 (15a/16a, 15b/16b, ...) mit mindestens einer faßförmigen Formwalze 15 und weiter außen angeordneten, in ihrer Mitte verjüngten Formwalzen 16. Die innen liegende faßförmige Formwalze 15 bzw. Formwalzen 15a, 15b, werden durch den Bogen eines Umkreises 17 beschriebeng der mit zunehmender Einrollung des Blechbandes B von Walzenanordnung zu Walzenanordnung kleiner wird und schließlich im wesentlichen den Innendurchmesser des Rohres R aufweist. Die äußeren Formwalzen 16a, 16bS ..
  • werden von dem Bogen eines Inkreises 18 beschrieben, der jeweils größer ist als der entsprechende Umkreis der zugehörigen inneren Formwalzen 15 (15a, ...).
  • Der Inkreis wird von Walzenanordnung zu Walzenanordnung kleiner und entspricht am Ende des Verformungsvorgangs im wesentlichen dem Außendurchmesser der Dosenzargen. Die Differenz k zwischen dem Umkreis 18 und dem zugehörigen Inkreis 17 ist am Ende des Verformungsvorgangs am kleinsten und entspricht an allen Stellen im wesentlichen der Dicke s des Blechbandes B.
  • Zu Beginn des Verformungsvorgangs kann k stellenweise einen größeren Wert aufweisen (vgl. Fig. 6). Da die Verformung von einem ebenen Blechband ausgeht,braucht die erste Walzenanordnung 15a/16a noch nicht in sich geschlossen ausgebildet zu sein. Die inneren Walzen 15a, 15b, ... sind um einen rohrförmigen Schweißarm 19 angeordnet. Der Schweißarm 19 ist an einem in der Zeichnung nur angedeuteten Maschinengestell 20 befestigt. An seinem Anfang besitzt der Schweißarm 19 eine senkrecht zu seiner Längsachse, insbesondere waagerecht angeordnete öffnung 21 mit einem Anschlag 22. Nach einem Abstand a von der ersten öffnung 21 besitzt der Schweißarm 19 eine zweite öffnung 23, die nach unten auf die Überlapptnaht des rohrförmig gebogenen Blechbandes gerichtet ist. Der Abstand a ist so groß, daß die zweite öffnung 23 erst dort angeordnet ist, wo das Rohr bereits fertig geformt ist, d.h. in Vorschubrichtung des Blechbandes B nach der letzten Walzenanordnung 15z/16z.
  • Zwischen der ersten Walzenanordnung 15a/16a und der zweiten öffnung 23 ist eine Z-förmige Schiene 24 angeordnet, in deren winkelförmige öffnungen die Randbereiche des gerollten Blechbandes B mit ihren Seitenkanten 25 eingeführt werden. Die Schiene 24 sorgt dafür, daß die überlappten Randbereiche eine vorgegebene Überlappungsbreite ü nicht übersteigen.
  • Zwischen der Z-förmigen Schiene 24 und der zweiten öffnung 23 ist ein weiteres Walzenpaar 26 angeordnet, das die nahtbildenden Randbereiche des Blechbandes aneinanderdrückt. In Abwandlung dieser Ausführungsform ist es auch möglich, das innen liegenden Auflageteil 24a der Z-förmigen Schiene 24 weiterzuführen und den Überlappungsbereich des rohrförmig gebogenen Blechbandes B darauf abzustützen.
  • Der Schweißarm 19 ist mit seiner ersten öffnung 21 gegenüber dem Strahlenausgang einer Laserquelle 29 angeordnet, wobei eine an dem Anschlag 22 angeordnete Schutzeinrichtung 30 den Strahlenweg zwischen der Laserquelle 29 und dem Schweißarm 19 umgibt.
  • Hinter der ersten öffnung 21 ist in dem Schweißarm 19 ein Reflexionsspiegel 31 angeordnet, der von der Laserquelle 29 ankommende Strahlen L in Längsrichtung des Schweißarms 19 umlenkt. Hinter der zweiten öffnung 23 ist ein zweiter Reflexionsspiegel 32 angeordnet, der in Längsrichtung des Schweißarms 19 verlaufende Strahlen als Schweißstrahl LS senkrecht durch die zweite öffnung 23 nach außen ablenkt. Eine ebenfalls in der zweiten öffnung 23 angeordnete Lin senanordnung 33 ergibt eine entsprechende Konzentration des Strahlenbündels des Schweißstrahls LS in einem Brennfleck 34. Die Brechkraft der Linsenanordnung 33 ist dabei derart, daß der Brennfleck 34 in den Randbereich der Überlappung des eingerollten Blechbandes B fällt und zwar im wesentlichen in deren Mitte.
  • Durch die Einwirkung des Schweißstrahls LS wird in dem Überlappungsbereich des gebogenen Blechbandes B eine Schweißnaht 10 erzeugt, die die beiden ehemaligen Randzonen des Blechbandes B miteinander verbindet, wodurch das in Fig, 5 auszugsweise dargestellte geschweißte Rohr R entsteht. Da die Schnittlinien 14 die Länge bW haben (vgl. Fig. 4), ergibt sich die Restbreite br des nicht vorgetrennten Querschnitts des Rohres R zu br = U - kw, wobei U die Umfangslänge des Rohres R bedeutet.
  • Der Schweißarm 19 weist eine dritte auf die Überlappungsnaht gerichtete öffnung 28 auf, in deren Bereich ein weiterer Reflexionsspiegel 35 angeordnet ist, der einen im wesentlichen in Längsrichtung des Schweißarms 19 verlaufenden Strahl als Trennstrahl LT senkrecht nach außen ablenkt. Da der hier umgelenkte Strahl zum Trennen der Verbindung der ursprünglichen nicht vorgetrennten Stege 13 dient, ist die in der öffnung 28 angeordnete Linsenanordnung 36 im wesentlichen mit einer zylindrischen Brechungskomponente ausgebildet, so daß der als zylindrisches Strahlenbündel ankommende Trennstrahl LT nicht zu einem Brennpunkt bzw. Brennfleck sondern zu einer Brennlinie 37 von im wesentlichen der Breite b r konzentriert wird.
  • Da der Trennstrahl LT nur beim Passieren der nicht vorgetrennten Stegverbindung (Stege 13) durch die öffnung 28 austreten darf, wird er für den größten Teil der Zeit taktweise unterbrochen. Diese Unterbrechung kann mechanisch durch einen Drehkörper 38 mit einer entsprechenden, in Fig. 8 übertrieben groß dargestellten öffnung bzw. Unterbrechung 39 am Umfang erfolgen. Zur Einhaltung des Taktes ist die Welle des Drehkörpers 38 über eine (nicht dargestellte) Einrichtung mit dem Vorschubäntrieb der Walzenanordnung 15/16 gekoppelt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird als Trennstrahl LT ein zweiter Laserstrahl L' aus der Laserquelle 29 ausgesandt, der von dem Spiegel 31 auf den Spiegel 35 reflektiert wird. Der Spiegel 32 ist dabei so niedrig bzw. so klein gehalten, daß der Laserstrahl L' ungehindert über ihn hinweggehen kann. Der Drehkörper 38 ist dazu an der Schutzeinrichtung 30 angeordnet und greift in diese hinein.
  • In Abwandlung von diesem Ausführungsbeispiel kann der zweite Strahl L' auch elektronisch getaktet werden, wobei zum Auslösen des Taktes die Lage der Schnittlinien 14 durch einen (nicht dargestellten) optischen Sensor abgetastet werden kann.
  • Der Trennstrahl LT kann aber vorzugsweise auch dadurch erzeugt werden, daß der zweite Spiegel 32 als halbdurchlässiger Spiegel ausgebildet ist, der einen Teil des als Lichtbündel ankommenden Laserstrahls L als Schweißstrahl LS reflektiert und den anderen Teil als Trennstrahl LT zum nächsten Spiegel 35 durchläßt. In diesem Fall wäre eine vergleichbare Unterbrechungseinrichtung, wie der Drehkörper 38, zwischen den beiden Spiegeln 32 und 35 innerhalb des Schweißarms anzuordnen.
  • In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem im Bereich des Trennstrahls LT statt des Spiegels 35 und der Linse 36 ein mit einer reflexionsfähigen Oberfläche versehener, um eine Achse 42 drehbarer Körper 43 - im folgenden kurz "Drehspiegel" genannt - vorgesehen ist. Die reflexe onsfähige Oberfläche des Drehspiegels 43 kann dabei vorzugsweise aus blankem Kupferblech hergestellt sein. Damit der Trennstrahl LT vom Drehspiegel 43 räumlich weitgehend ungehindert reflektiert werden kann, ist der geschlossene rohrförmige Querschnitt des Schweißarms 19 um den Drehspiegel 43 herum weggelassen. Zur Abstützung bzw. Lagerung des Drehspiegels 43 ist lediglich ein schmaler am Schweißarm 19 befestigter Steg 44 vorgesehen. Zur Synchronisation der Drehbewegung ist der Drehspiegel 43 über eine mit dem Vorschubantrieb der Walzenanordnungen 15/16 gekoppelte-flexible Welle 45 angetrieben.
  • Der von dem Drehspiegel 43 reflektierte Trennstrahl LT soll den zwischen den Schnittlinien 14 befindlichen restlichen Querschnitt des Rohres R trennen.
  • Dazu muß der reflektierte Trennstrahl - in Umfangs richtung des Rohres R gesehen - den Weg br zurücklegen (vgl. Fig. 5 und 10), wozu eine endliche "Trennzeit" tT vorgesehen ist. Die wirksame Oberfläche des Drehspiegels 43 erstreckt sich deshalb - in Umfangsrichtung - im wesentlichen nur um einen Winkel von # = 2#. tT/to, wobei to die Taktzeit für die Handhabung bzw. Herstellung eines Behälterrumpfes bedeutet.
  • Da das Rohr R ständig mit der Vorschubgeschwindigkeit v5 bewegt wird, verändert es seine axiale Lage während der Trennzeit tT um den Weg 1T = v5 tT.
  • In Fig. 10 ist die Lage des vom Drehspiegel 43 reflektierten Trennstrahls zu Beginn (A) und am Ende (Z) des restlichen Trennvorgangs und während dreier dazwischen liegender Zeitpunkte (G, M, W) dargestellt, wobei die verschiedenen axialen und die dazu senkrechten Komponenten aus der Zeichnung ersichtlich sind.
  • Der Einfachheit halber sind in Fig. 10 nur die Auftreffpunkte A', ..., Z' des Trennstrahls auf den Drehspiegel 43 zu den verschiedenen Zeitpunkten (A, ..., Z) symbolisch angedeutet.
  • In Fig. 11 ist der Drehspiegel 43 in der Frontansicht - in Richtung des ankommenden Trennstrahles LT bzw.
  • in Richtung der Vorschubbewegung des Rohres R gesehen - dargestellt. Darin bedeuten A', Z' die Auftreffpunkte des Trennstrahls LT auf die Oberfläche 43 zu Beginn (A) und gegen Ende (Z) des Trennvorgangs und G', M' und W' die Auftreffpunkte zu drei dazwischen liegenden Zeitpunkten.
  • Der während der Trennzeit tT in der beschriebenen Weise getaktete Trennstrahl LT steht in einem Abstand rT über der Drehachse 42 des Drehspiegels 43, so daß sich zunächst der Punkt A' und - nach den Punkten G', M' und W' - schließlich der Punkt Z' über der Drehachse 42 befindet. Damit die jeweils reflektierten Trennstrahlen LT(A), ..., LT(Z) die in Fig. 10 angedeuteten axialen Komponenten einnehmen, weist die Oberfläche des Drehspiegels 43 in dem jeweils axialen Längsschnitt durch den Punkt A' den größten Steigungswinkel YA und - abnehmend -durch den Punkt Z' den kleinsten Steigungswinkel Yz au£.
  • In den Fig. 13 bis 17 ist die Oberfläche des Drehspiegels 43 mit dem zugehörigen Steigungswinkel y und das darüber liegende Stück des Rohres R in einem auszugsweisen axialen Längsschnitt durch die Punkte al, ..., Z' dargestellt. In jedem Fall trifft der ankommende Trennstrahl auf eine konkave Oberfläche, wodurch der auf die Oberfläche als Lichtbündel auftreffende Lichtstrahl zu einem Brennfleck FA ' ', FA F Z konzentriert wird, Um den reflektierten Trennstrahl LT(A), ..., LT(Z) die in Fig. 10 angedeuteten senkrecht zum ankommenden Trennstrahl gerichteten Komponenten zu verleihen, sind die - im Abstand rT von der Drehachse 42 befindlichen - Auftreffpunkte A', ..., Z' nicht in einem gemeinsamen Querschnitt senkrecht zur Drehachse 42, vielmehr liegen die Punkte G' und W' weiter in Richtung des Trennstrahls und M' noch weiter weg (vgl. Fig. 12). Damit ergibt sich - zumindest in dem Bereich der Auftreffpunkte A' bis Z' - auch senkrecht zur Drehachse 42 die zur Konzentration notwendige konkave Oberfläche des Drehspiegels 43.
  • Die Oberfläche des Drehspiegels 43 hat an ihrem -in Vorschubrichtung des Rohres R gesehen - Anfang geringere radiale Abmessungen, die in der Vorschubrichtung größer werden, so daß der Trennstrahl LT auf die Oberfläche des Drehspiegels 43 auftreffen kann. Zur besseren Orientierung sind die Linien auf der Oberfläche des Drehspiegels 43 mit gleichem Abstand zur Drehachse 43 in Fig. 11 gestrichelt eingetragen. Aus den aus den Fig. 13 bis 17 ersichtlichen Steigungen ergibt sich, daß die Oberfläche des Drehspiegels 43 im axialen Längsschnitt durch den Punkt A' am Anfang den kleinsten und am Ende den größten Abstand von der Drehachse 42 aufweist, während in dem Längsschnitt durch den Punkt Z' die Werte zwischen den Extremen des Längsschnitts durch Au liegen. In Fig. 12 sind die Linien gleichen Abstandes (rT + j Jr; j = + 1, 2,...) ebenfalls gestrichelt eingezeichnet, wobei bei dem Längsschnitt durch den Punkt Z' weniger "Höhenlinien" geschnit ten werden als bei dem Längsschnitt durch den Punkt A'.
  • Die Drehzahl des Drehspiegels 43 muß dabei der Ausbringung Q <Behälter/min) der Vorrichtung entsprechen.
  • In Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist bei einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 18 zum Trennen des in der beschriebenen Art und Weise vorgetrennten, geschweißten Rohres R eine mechanische Trenneinrichtung vorgesehen. Diese-Einrichtung besteht aus in der Mitte verjüngten Profilwalzen 41, die außen an dem geschweißten Rohr anliegen. Sie bestehen zumindest an ihrer Oberfläche aus einem Material mit erhöhtem Reibwert, z.B.
  • Gummi.
  • Die Profilwalzen 41 weisen einen (nicht dargestellten) Antrieb auf, der ihnen eine Umfangsgeschwindigkeit verleiht, die größer ist als die Vorschubgeschwindigkeit v5 des geschweißten Rohres R. Durch die höhere Umfangsgeschwindigkeit und die mit erhöhtem Reibwert ausgeführte Oberfläche wird auf das jeweilige Ende des Rohres eine Kraft ausgeübt, die das jeweilige Ende, das fast nur noch über den verschweißten Steg mit dem übrigen Rohr R verbunden ist, abzureißen trachtet. Da die von den Profil- bzw. "Trennwalzen" 41 aufzubringende Kraft begrenzt ist, werden sie vorteilhafterweise unmittelbar hinter der durch das Fenster 23 gegebenen Schweißstelle angeordnet.Durch diese Maßnahme wird der Umstand nutzbar gemacht, daß die Zugfestigkeit des durch die Schweißung bis über die Schmelztemperatur erwärmten und noch nicht wieder ganz erkalteten Restquerschnittes geringer ist als im kalten Zustand. Bei der Verwendung eines solchen Trenneinrichtung kommt in vorteilhafter Weise hinzu, daß der Schweißarm 19 unmittelbar hinter dem zweiten Fenster 33 enden und damit wesentlich kürzer ausgeführt werden kann.
  • In Abwandlung des beschriebenen Ausführungsbeispiels kann der aus den Randbereichen des Blechbandes B gebildete Überlappungsbereich auch an der oberen Seite des gebogenen Rohres R gebildet werden. In diesem Fall wird der Laserstrahl LS von außen an die Überlappungsstelle herangeführt, wobei es darauf ankommt, daß der Laserstrahl jeweils von oben auf die schweiß stelle trifft.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die kontinuierliche Fertigung aus einem endlosen Blechband.
  • In Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es auch möglich, die Behälterzargen aus einzelnen Zuschnitten quasi diskontinuierlich herzustellen. Leerseite

Claims (16)

  1. Ansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen an beiden Seiten offener metallischer Behälterzargen, bei dem ein Blech rohrförmig gebogen wird und bei dem die beiden Randbereiche des Bleches unter Anwendung eines Laserstrahls miteinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Biegen des Bleches eine Uberlappung der Randbereiche gebildet wird und daß der Laserstrahl im wesentlichen auf die Mitte der Uberlappung gerichtet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech in Form eines Blechbandes verwendet wird, das vor dem Verschweißen in an sich bekannter Weise bis auf eine geringe Restbreite vorgetrennt wird, und daß die Restverbindung des vorgetrennten Bleches nach dem Schweißen durch einen weiteren, taktweise einwirkenden Laserstrahl gänzlich getrennt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbündel des weiteren Laserstrahls durch eine Linsenanordnung mit zylindrischer Brechungskomponente auf der nicht vorgetrennten Restverbindung des Bleches zu einer Brennlinie von im wesentlichen der Breite der Restverbindung abgebildet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Laserstrahl im Innern des rohrförmig gebogenen und verschweißten Blechbandes gleichzeitig mit einer axialen und einer dazu senkrechten Komponente auf den Bereich der Restverbindung gerichtet wird, wobei die axiale Geschwindigkeitskomponente der Bewegung des Auftreffpunktes des Laserstrahls auf dem Blech der Vorschubgeschwindigkeit des rohrförmigen Blechbandes angepaßt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Trennen bestimmte weitere Laserstrahl der Laserquelle direkt entnommen wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Trennen bestimmte weitere Laserstrahl durch einen halbdurchlässigen Spiegel erzeugt wird.
  7. 7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einer Formvorrichtung zum Biegen eines Bleches und einer Schweißanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißanordnung (4) einen Schweißarm (19) einschließt, der eine für den Eintritt eines Laserstrahls (L) bestimmte und mit einem Reflexionsspiegel (31) versehene erste öffnung (21) und eine zum Austritt des Laserstrahls (LS) bestimmte, nach unten angeordnete und ebenfalls mit einem Refelxionsspiegel (32) versehene zweite öffnung (23) aufweist, wobei die erste öffnung (21) gegenüber dem Strahlenausgang einer Laserquelle (29) angeordnet ist, und die zweite öffnung (23) hinter der mit Anschlägen (24) zur Bestimmung der Überlappungsbreite (ü) der Randbereiche (25) des gebogenen Bleches (B) versehenen Formvorrichtung (3) angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißarm (19) eine für den Austritt eines getakteten Laserstrahls (LT) zum restlichen Durchtrennen des vorgetrennten Materials bestimmte weitere, ebenfalls mit einem Reflexionsspiegel (35) versehenen öffnung (28) aufweist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere öffnung (28) zur Fokussierung des Laserstrahls (LT) mit einer Linsenanordnung (36) mit zylindrischer Brechungskomponente ausgerüstet ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißanordnung (4) im Bereich des zum Trennen bestimmten Laserstrahls (LT) einen Drehspiegel (43) mit einer parallel zum Strahlengang des Laserstrahls (LT) angeordneten Drehachse (42) und einer Oberfläche aufweist, die zumindest über einen Teil ihres Umfangs sowohl in axialer Richtung als auch senkrecht dazu konkav ausgebildet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Drehspiegels (43) aus blankem Kupfer besteht.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der für den Aus- tritt des Schweißstrahls (LS) bestimmten zweiten öffnung (23) befindliche Reflexionsspiegel (32) als halbdurchlassiger Spiegel ausgebildet ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der für den Austritt des Schweißstrahls (LS) bestimmten öffnung (23) befindliche Reflexionsspiegel (32) außerhalb des Strahlenganges eines weiteren Laserstrahls (L') angeordnet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißanordnung (4) eine in dem Strahlengang des zum Trennen bestimmten Laserstrahls (LT) angeordnete, taktweise arbeitende Unterbrechnungseinrichtung (38) aufweist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißanordnung (4) von der Formvorrichtung (3) umschlossen wird.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand von weniger als der Höhe (h) eines Behälterrumpfes hinter der zweiten Austrittsöffnung (23) in der Mitte verjüngte Profilwalzen (41) angeordnet sind, die zumindest an ihrer Oberfläche aus einem Material mit erhöhtem Reibwert bestehen und deren Profil den Behälterrümpfen angepaßt ist.
DE19823206210 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht Withdrawn DE3206210A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206210 DE3206210A1 (de) 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823206210 DE3206210A1 (de) 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3206210A1 true DE3206210A1 (de) 1983-09-01

Family

ID=6156305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823206210 Withdrawn DE3206210A1 (de) 1982-02-20 1982-02-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3206210A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4574176A (en) * 1983-11-28 1986-03-04 Sws Incorporated Method and apparatus for pulsed high energy density welding
DE4228740A1 (de) * 1991-10-25 1993-04-29 Brother Ind Ltd Laserbearbeitungsvorrichtung
DE4339661A1 (de) * 1993-11-22 1995-05-24 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Herstellen von röhrenförmigen Rohlingen aus Fein- oder Feinstblech
DE19729825C1 (de) * 1997-07-11 1998-11-12 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren für das Ablängen (Schneiden) von Rohren und anderen zylindrischen Bauteilen beliebiger Querschnittsform

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4574176A (en) * 1983-11-28 1986-03-04 Sws Incorporated Method and apparatus for pulsed high energy density welding
DE4228740A1 (de) * 1991-10-25 1993-04-29 Brother Ind Ltd Laserbearbeitungsvorrichtung
DE4228740C2 (de) * 1991-10-25 1999-10-21 Brother Ind Ltd Laserbearbeitungsvorrichtung
DE4339661A1 (de) * 1993-11-22 1995-05-24 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Herstellen von röhrenförmigen Rohlingen aus Fein- oder Feinstblech
DE4339661C2 (de) * 1993-11-22 1996-09-26 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Herstellen von röhrenförmigen Rohlingen aus Fein- oder Feinstblech
DE19729825C1 (de) * 1997-07-11 1998-11-12 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren für das Ablängen (Schneiden) von Rohren und anderen zylindrischen Bauteilen beliebiger Querschnittsform

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1005944B1 (de) Laserstrahl-Schweissverfahren für Überlappnähte an beschichteten Blechen
EP2533935B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum kontinuierlichen verschweissen von bändern und/ oder blechen unter verwendung zweier zueinander versetzter schweissköpfe
EP0281024B1 (de) Aus Metallblech gefertigter Behälter
EP0299358A1 (de) Vorrichtung zum kontinuierlichten Verschweissen von Bändern und/oder Blechen
DE2520610C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schraubennahtrohren
WO1993023196A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum schweissen mit mehreren hochenergie-schweissstrahlen
DE10261422B4 (de) Laserschweiß- und lötverfahren sowie Vorrichtung dazu
EP2699379A2 (de) Laserstrahlschweissvorrichtung und laserstrahlschweissverfahren
DE102016222402A1 (de) Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen mittels Laserstrahlung und Verwendung des Verfahrens
DE3206210A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen an beiden seiten offener metallischer behaelterzargen mit mit laserstrahl geschweisster laengsnaht
DE2841062C3 (de) Verfahren zum Trennschweißen von Kunststoffolien mit Laserstrahlen
DE19545713C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stumpfschweißen zweier Bleche oder Bänder
EP0855235A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Dosenrümpfen aus Blech
DE4339661C2 (de) Verfahren zum Herstellen von röhrenförmigen Rohlingen aus Fein- oder Feinstblech
DE4411246C2 (de) Anschlußende für Wickelschläuche
DE3843841A1 (de) Laserstrahlschweissverfahren
DE19758001C2 (de) Verfahren und Gerätesystem zur schweißtechnischen Fertigung von Großrohren
DE4017634A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von geschweisstem metallrohr
DE4328515A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Schweißkonstruktion
DE3407417A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verschweissen der laengskante eines dosenmantels
DE2920428A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen geschweisster hohlprofile
WO2021175555A1 (de) Verfahren zum laserschweissen zweier beschichteter werkstücke
EP0211970B1 (de) Vorrichtung zum Verschweissen der Längskante eines Dosenmantels
DE19750263A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verschließen einer Kunststoff-Tube in einer Tubenfüllmaschine
DE10159459B4 (de) Mitlaufende Andrückvorrichtung zum Aufeinanderspannen zweier oder mehrerer Bleche

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee