DE4316829A1 - Method of machining material by diode radiation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Material bearbeitung mit Diodenstrahlung, insbesondere Laserdiodenstrah lung, bei dem Werkstücke geschweißt, geschnitten, gebohrt, ge lötet und wärmebehandelt werden, jeweils unter Berücksichtigung der Werkstoffe der Werkstücke.The invention relates to a method for material processing with diode radiation, in particular laser diode beam in which workpieces are welded, cut, drilled, ge be soldered and heat treated, taking into account the materials of the workpieces.
Es ist allgemein bekannt, Materialbearbeitung mit Laser strahlung durchzuführen. Die Laserstrahlung wird von CO2-, Eximer-, oder Nd-YAG-Lasern erzeugt, mit denen die erforderli chen Intensitäten von mehr als 10³ Watt/cm ohne weiteres er reicht werden können. Nachteilig ist jedoch der geringe Wir kungsgrad von <10% und die auf durchschnittlich ca. 10 000 Stun den begrenzte Lebensdauer der Lasersysteme. Des weiteren ist die hohe thermische und mechanische Empfindlichkeit der Laser und deren damit verbundene arbeits- und kostenintensive Wartung nachteilig. Kühlleistung, Netzteilleistung und Raum für den Aufbau der Lasersysteme sind vergleichsweise groß.It is well known to process materials with lasers radiation. The laser radiation is from CO2, Eximer, or Nd-YAG lasers generated with which the required intensities of more than 10³ watts / cm can be enough. The disadvantage is the low we Degree of efficiency of <10% and that on average approx. 10,000 hours the limited life of the laser systems. Furthermore is the high thermal and mechanical sensitivity of the lasers and their associated labor and cost-intensive maintenance disadvantageous. Cooling capacity, power supply capacity and space for the The structure of the laser systems is comparatively large.
Das Strahlprofil des Laserstrahls ist durch den Resonator des Lasers vorbestimmt. Es kann mit Fokussieroptiken, Zylinder spiegeln, Parabolspiegeln, Facettenspiegeln und Integratoren verändert werden. Die Veränderung ist jedoch zeit- und kosten aufwendig. Eine Veränderung des Strahlprofils während der Mate rialbearbeitung und insbesondere unter Berücksichtigung des je weiligen Bearbeitungsergebnisses ist derzeit nicht möglich.The beam profile of the laser beam is through the resonator predetermined by the laser. It can use focusing optics, cylinders mirrors, parabolic mirrors, faceted mirrors and integrators to be changed. However, the change is time and cost complex. A change in the beam profile during the mate rial processing and especially taking into account each due processing result is currently not possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Materialbearbeitung mit Diodenstrahlung, insbesondere La serdiodenstrahlung, so zu verbessern, daß eine Anpassung des Strahlprofils während der Materialbearbeitung problemlos mög lich ist.The invention has for its object a method for material processing with diode radiation, especially La serdiode radiation to improve so that an adjustment of the Beam profile possible during material processing is.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die von einer Viel zahl von Dioden emittierte Strahlung mit einem vorbestimmten Strahlprofil auf den Bearbeitungsbereich des Werkstücks gerich tet wird, und daß eine Veränderung der Intensitätsverteilung im Strahlprofil durch Steuerung der Diodenausgangsleistung er folgt.This problem is solved in that the of a lot number of diodes emitted radiation with a predetermined Beam profile on the machining area of the workpiece tet, and that a change in the intensity distribution in the Beam profile by controlling the diode output power follows.
Für die Erfindung ist zunächst von Bedeutung, daß zur Ma terialbearbeitung Diodenstrahlung eingesetzt wird, die von ei ner Vielzahl von Dioden herrührt. Die Strahlungsanteile der zur Bearbeitung eingesetzten Gesamtstrahlung können beeinflußt wer den, indem die Dioden oder mehrere Dioden umfassende Diodenein heiten angesteuert werden. Die Ansteuerung beeinflußt die Di odenausgangsleistung und damit die Intensität der Strahlung und auch deren Verteilung auf dem Werkstück. Die Ansteuerung kann in sehr kurzer Zeit erfolgen, beispielsweise in weniger als ei ner Millisekunde. Infolgedessen kann die Veränderung der Inten sitätsverteilung im Strahlprofil während des Verfahrens bzw. on-line erfolgen. Hierdurch ist im Vergleich zu den herkömmli chen Lasern eine wichtige weitere Möglichkeit eröffnet, nämlich die Anpassung des Strahlprofils bzw. der Intensitätsverteilung auf dem Werkstück entsprechend den Anforderungen des Bearbei tungsprozesses.For the invention it is important that Ma material processing diode radiation is used by ei ner variety of diodes originates. The radiation components of the Processing used total radiation can be influenced who by being diodes comprising diodes or multiple diodes units can be controlled. The control influences the Di ode output power and thus the intensity of the radiation and also their distribution on the workpiece. The control can in a very short time, for example in less than one egg a millisecond. As a result, the change in intensity sity distribution in the beam profile during the procedure or done online. This is compared to the conventional opened another important possibility, namely lasers the adjustment of the beam profile or the intensity distribution on the workpiece according to the requirements of the machining process.
Das vorbeschriebene Verfahren ist insbesondere für Laser dioden bestimmt, die sich gegenüber anderen lichtemittierenden Dioden durch die Emission von Laserstrahlung auszeichnen. Das Verfahren ist jedoch auch vorteilhaft einsetzbar, wenn die Ei genschaften der Laserstrahlung für die Materialbearbeitung nicht benötigt werden. Auch derartige Dioden bzw. Diodeneinhei ten können unabhängig voneinander in ihrer Ausgangsleistung verändert werden, so daß sich eine entsprechende Änderung des Strahlprofils bzw. der Intensitätsverteilung der Strahlung auf dem Werkstück ergibt.The method described above is particularly for lasers determines diodes that differ from other light emitting Characterize diodes by the emission of laser radiation. The However, the method can also be used advantageously if the egg properties of laser radiation for material processing are not needed. Also such diodes or diode units can output independently be changed so that a corresponding change in the Beam profile or the intensity distribution of the radiation the workpiece.
Eine Steuerung der Diodenausgangsleistung während des Ver fahrens zur Materialbearbeitung ist vorteilhaft, wenn ein be stimmtes Verfahrensprofil vorgegeben ist, beispielsweise die Wärmebestrahlung eines transportierten Werkstücks mit unter schiedlichen Strahlbreiten. In einem solchen Fall kann das Strahlprofil dem Verfahrensprofil entsprechend schablonenmäßig gesteuert werden. Eine Rückmeldung des Bearbeitungsergebnisses ist dann nicht erforderlich. Es wird aber auch eine Vielzahl von Verfahren zur Materialbearbeitung mit Diodenstrahlung ge ben, bei dem die Beeinflussung des Strahlprofils davon abhängt, wie sich die Bearbeitung auf dem Werkstück entwickelt. Ferner kann es notwendig sein, z. B. wegen nicht erfaßter Geometrie des Werkstücks, daß das Strahlprofil bzw. der Strahlfleck auf dem Werkstück überwacht wird. Eine solche Überwachung kann zur Re gelung des Verfahrens herangezogen werden. Dieses wird daher vorteilhafterweise so durchgeführt, daß die durch das Strahl profil bewirkte Temperaturverteilung des Bearbeitungsbereichs während der Bestrahlung überwacht wird, und daß die Veränderung der Intensitätsverteilung entsprechend dem Überwachungsergebnis erfolgt. Das Überwachungsergebnis ist beispielsweise ein zwei dimensionales Wärmebild der Werkstückoberfläche. Dieses kann durch Abscannen der Oberfläche des Werkstücks und Auswertung mit einem schnellen Pyrometer erfolgen, oder beispielsweise durch die Aufnahme des Bearbeitungsbereichs mit einem Detek torarray. Die Regelung kann real-time erfolgen. Control of diode output power during the ver driving for material processing is advantageous if a be correct process profile is specified, for example Thermal radiation of a transported workpiece with under different beam widths. In such a case, it can Beam profile according to the process profile template to be controlled. A feedback of the processing result is then not necessary. But there will also be a multitude of methods for material processing with diode radiation ge where the influence of the beam profile depends on it, how the machining on the workpiece develops. Further it may be necessary e.g. B. because of undetected geometry of the Workpiece that the beam profile or the beam spot on the Workpiece is monitored. Such monitoring can lead to re success of the procedure. This is why advantageously carried out so that by the beam profile caused temperature distribution of the machining area is monitored during the irradiation, and that the change the intensity distribution according to the monitoring result he follows. For example, the monitoring result is a two dimensional thermal image of the workpiece surface. This can by scanning the surface of the workpiece and evaluating it done with a fast pyrometer, or for example by recording the processing area with a detec torarray. The regulation can take place in real time.
Das Verfahren wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß die Vielzahl von Dioden zu mindestens einer Einheit zusammenge baut ist und die Steuerung der Diodenausgangsleistung dioden einheitenweise erfolgt. Dieses Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vielzahl der Dioden zur Erreichung einer hohen Leistungsdichte verwendet werden. Die einheitenweise Steuerung der Diodenausgangsleistung ermöglicht es dann, mit vergleichsweise geringerem Steuerungs- bzw. Regelaufwand aus zu kommen.The process is advantageously carried out in such a way that the plurality of diodes are combined to form at least one unit is built and the control of the diode output diodes done in units. This procedure is especially then advantageous if the large number of diodes to achieve a high power density can be used. The units Control of the diode output power then allows using comparatively less control effort from come.
Das Verfahren wird so durchgeführt, daß die Diodeneinhei ten mit optischen Kopplungsmitteln an Strahlführungsmittel an geschlossen werden, von denen aus die Diodenstrahlung auf die Bearbeitungsstelle fokussiert wird. Die Ausbildung der opti schen Kopplungsmittel im Einzelnen richtet sich nach der Aus bildung und Anordnung der Dioden. Diese sind wegen ihrer im Vergleich zu Lasern größeren Abstrahlwinkel mit Kollimatorlin sen versehen, die Mikrolinsen für jede einzelne Laserdiode sein können, oder die für mehrere Laserdioden bestimmte zylindrische Kollimatorlinsen sein können. Die Ausbildung der Kopplungsmit tel hängt auch von der Anordnung der einzelnen Laserdioden in einem Laserdiodenbarren und/oder in einem Laserdiodenwafer ab, sowie von der Ausbildung der Kühleinrichtung für die Dioden. Insoweit und auch bezüglich der Ausbildung der Strahlführungs mittel wird im Einzelnen auf die deutsche Patentanmeldung P 42 34 342.9 hingewiesen, deren Offenbarungsinhalt im Zusam menhang mit der hier vorliegenden Beschreibung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Das gilt insbesondere auch bezüg lich der dort beschriebenen Fokussierungsmittel.The process is carried out so that the diode unit with optical coupling means to beam guiding means be closed, from which the diode radiation on the Processing point is focused. Training opti Coupling agent in detail depends on the Aus formation and arrangement of the diodes. These are because of their im Compared to lasers with a larger beam angle with collimatorlin provided that the microlenses for each individual laser diode can, or the cylindrical designed for several laser diodes Collimator lenses can be. The formation of the coupling mit tel also depends on the arrangement of the individual laser diodes a laser diode bar and / or in a laser diode wafer, and the design of the cooling device for the diodes. In this respect and also with regard to the formation of the beam guidance medium is in detail on the German patent application P 42 34 342.9 pointed out, the disclosure content in the Together Menhang with the present description subject of present invention. This also applies in particular Lich the focusing means described there.
Die Diodenstrahlung wird dadurch von den Dioden zum Werk stück übertragen, daß als Strahlführungsmittel Lichtleitfasern verwendet werden, die einzeln oder gruppenweise den Diodenein heiten zugeordnet werden. Durch die Zuordnung der Lichtleitfa sern zu den Dioden bzw. zu den Diodeneinheiten einerseits und durch die Anordnung der Lichtleitfasern vor dem Werkstück kann das Strahlprofil bestimmt werden. Eine Verteilung der Licht leitfasern über eine größere Fläche führt zu einer entsprechend großflächigen Bestrahlung des Werkstücks, was insbesondere da mit verbunden werden kann, daß die Enden der Lichtleitfasern die Fokussierungsmittel bilden. Die Lichtleitfasern können aber werkstückseitig auch so in Bezug auf z. B. eine Sammellinse an geordnet sein, daß mit dieser eine Fokussierung der Dioden strahlen auf einen gemeinsamen Punkt als Bearbeitungsbereich erfolgt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also nicht nur bei flächenmäßiger Verteilung des Strahlprofils im Bearbeitungsbe reich vorteilhaft eingesetzt, sondern auch bei dessen Konzen tration auf einen kleinen Fleck, z. B. beim keyhole-Schweißen.This turns the diode radiation from the diodes to the factory piece transfer that as a beam guide optical fibers used individually or in groups of diodes units. By assigning the light guide to the diodes or to the diode units on the one hand and by arranging the optical fibers in front of the workpiece the beam profile can be determined. A distribution of light conductive fibers over a larger area leads to a corresponding large-area irradiation of the workpiece, which is particularly there can be connected with that the ends of the optical fibers form the focus means. The optical fibers can on the workpiece side also in relation to z. B. a converging lens be ordered that with this a focusing of the diodes radiate to a common point as the processing area he follows. The method according to the invention is therefore not only used for surface distribution of the beam profile in the machining area richly used advantageously, but also in its concessions tration on a small stain, e.g. B. in keyhole welding.
Für das Verfahren ist es vorteilhaft, wenn das Strahlpro fil mit einem Detektor ermittelt und das Meßergebnis des Detek tors einer zentralen Steuereinheit zur Steuerung der Diodenaus gangsleistung zugeleitet wird. Der Detektor kann in seiner räumlichen Ausbildung dem jeweiligen Strahlprofil angepaßt sein, so daß sein Einsatzort frei wählbar ist, wobei das Meßer gebnis des Detektors von einer an einer anderen Stelle befind lichen zentralen Steuereinheit verwertet wird.It is advantageous for the method if the jet pro fil determined with a detector and the measurement result of the Detek tors of a central control unit for controlling the diode out power is supplied. The detector can in its spatial training adapted to the respective beam profile be so that its location is freely selectable, the knife result of the detector from another location Lichen central control unit is used.
Der Detektor kann aber auch unabhängig von der räumlichen Ausbildung des Strahlprofils ausgebildet werden, indem ein im Strahlengang der Diodenstrahlung angeordneter teildurchlässiger Spiegel einen Bruchteil der der Bearbeitungsstelle zugeleiteten und/oder der von letzterer reflektierten Diodenstrahlung für den Detektor auskoppelt. In diesem Fall stört der teildurchläs sige Spiegel in der Bahn der Diodenstrahlung nur wenig, vor al lem, weil die von ihm ausgekoppelte Leistung gering ist. Ande rerseits vermag er die räumliche Verteilung der Strahlungsan teile der gesamten Diodenstrahlung geometrisch genau auszukop peln, so daß er ein entsprechendes präzises Abbild des Strahl profils liefert. Entsprechend genau ermittelt er von der Bear beitungsstelle reflektierte Diodenstrahlung.The detector can also be independent of the spatial Training of the beam profile can be formed by an im Beam path of the diode radiation arranged partially transparent Mirror a fraction of that sent to the processing point and / or the diode radiation reflected by the latter for decouples the detector. In this case, the partial passage interferes sige mirrors in the path of the diode radiation only a little, especially al lem because the power it decouples is low. Ande on the one hand, it is capable of distributing the radiation spatially Parts of the entire diode radiation are geometrically accurate peln so that it has a corresponding precise image of the beam profils delivers. Accordingly, he determined exactly from the Bear reflected diode radiation.
Eine Überwachung des Bearbeitungsbereichs des Werkstücks kann aber auch dadurch erfolgen, daß ein teildurchlässiger Spiegel vom Bearbeitungsbereich herrührende Wärme- und/oder Plasmastrahlung aus dem Strahlengang der Diodenstrahlung aus koppelt und einer Detektoreinheit für die Steuerung der Dioden ausgangsleistung über einen für die Diodenstrahlung undurchläs sigen Filter zuleitet. Der teildurchlässige Spiegel koppelt Wärme- und/oder Plasmastrahlung aus dem Strahlengang der Di odenstrahlung aus und der Filter verhindert, daß zugleich aus gekoppelte reflektierte Diodenstrahlung das Meßergebnis ver fälscht.Monitoring the machining area of the workpiece but can also be done in that a partially permeable Heat and / or mirror originating from the processing area Plasma radiation from the beam path of the diode radiation couples and a detector unit for the control of the diodes output power through an opaque to the diode radiation sigen filter. The semi-transparent mirror couples Heat and / or plasma radiation from the beam path of the Di ode radiation and the filter prevents that at the same time coupled reflected diode radiation ver the measurement result fakes.
Von Vorteil ist es, wenn die Temperaturverteilung des Be arbeitungsbereichs in zeitlich kurzen Abständen vollständig er mittelt und/oder vorbestimmte Bereichsorte vorbestimmten Di odeneinheiten zugeordnet werden. Die in zeitlich kurzen Abstän den erfolgende Ermittlung der Temperaturverteilung ermöglicht eine entsprechend kurzzeitige Einflußnahme auf die Diodenaus gangsleistung und damit auf das Strahlprofil. Die Zuordnung vorbestimmter Bereichsorte zu vorbestimmten Diodeneinheiten er möglicht ein vereinfachtes Zuordnungsverfahren durch Schwer punktbildung, was sich ebenfalls im Sinne einer Beschleunigung von Einstellungen, Anpassungen und Regelungen auswirkt. Für diese Ermittlungen kann eine Auswerteeinheit eingesetzt werden, die beispielsweise im Bereich einer zentralen Steuereinheit an geordnet ist.It is advantageous if the temperature distribution of the Be working area at short intervals averages and / or predetermined area locations predetermined Di can be assigned to ode units. The in short intervals enables the temperature distribution to be determined a correspondingly brief influence on the diodes power and thus on the beam profile. The assignment predetermined area locations to predetermined diode units enables a simplified assignment procedure by Schwer point formation, which is also in the sense of acceleration of attitudes, adjustments and regulations. For an evaluation unit can be used for these determinations, for example in the area of a central control unit is ordered.
Eine solche Auswerteeinheit kann auch dann eingesetzt wer den, wenn das Verfahren so durchgeführt wird, daß bei der Er mittlung der Temperaturverteilung des Bearbeitungsbereichs auf der Bearbeitungsstelle erfolgende Überlappungen der von den Di odeneinheiten herrührenden Diodenstrahlungsanteile für eine ge richtete Zuordnung zwischen den Strahlungsanteilen und den Di odeneinheiten herangezogen werden. Die Auswerteeinheit erkennt Überlappungen, erkennt die diese Überlappungen erzeugenden Di odenstrahlungsanteile bzw. die diese Anteile erzeugenden Dioden oder Diodeneinheiten und ermöglicht dadurch die Steuerung der Ausgangsleistung der verantwortlichen Dioden oder Diodeneinhei ten.Such an evaluation unit can also be used by anyone the if the procedure is carried out so that the Er averaging the temperature distribution of the machining area the processing point overlaps that of the Di diode units for a ge directed assignment between the radiation components and the Di ode units can be used. The evaluation unit recognizes Overlaps, recognizes the Di that creates these overlaps ode radiation components or the diodes producing these components or diode units and thereby enables the control of the Output power of the responsible diodes or diode units ten.
Das Verfahren kann des weiteren so durchgeführt werden, daß der das Strahlprofil ermittelnde oder von der Bearbeitungs stelle reflektierte Diodenstrahlung erfassende Detektor unmit telbar in Strahlungsrichtung hinter den Diodeneinheiten und/oder die von der Bearbeitungsstelle emittierte Wärme und/oder Plasmastrahlung erfassende Detektoreinheit in Emissi onsrichtung unmittelbar hinter einer Fokussiereinheit angeord net wird. Auf diese Weise werden zweckmäßig gruppierte Bauein heiten erreicht und Beeinflussungen der Meßergebnisse weitge hend vermieden.The method can also be carried out that the beam profile determining or processing place the detector that detects reflected diode radiation telbar in the direction of radiation behind the diode units and / or the heat emitted by the processing point and / or detector unit detecting plasma radiation in Emissi direction immediately behind a focusing unit is not. In this way, grouped units are expediently units achieved and influences on the measurement results avoided.
Die Diodenstrahlung kann vorteilhafterweise mit einem Fa serbündel von Lichtleitfasern von einer Diodeneinheit zum Bear beitungsbereich transportiert werden. Vorteilhaft ist, daß ein Lichtleitfaserbündel nur zu einem Teil der Führung der Dioden strahlung zum Bearbeitungsbereich dient und zum anderen Teil für die Weiterleitung der von dem Bearbeitungsbereich emittier ten Wärme- und/oder Plasmastrahlung herangezogen wird. Es er gibt sich eine dementsprechend einfache Möglichkeit der Detek tion des Wärmebildes bzw. der Temperaturverteilung im Bearbei tungsbereich des Werkstücks durch Lichtleitfasern, welche die Diodenlaserstrahlung nicht zum Werkstück übertragen, dafür aber in umgekehrter Richtung die Werkstückoberfläche auf einer ent sprechenden Sensoreinheit abbilden, wobei also das Abbild der Werkstückoberfläche durch die Fokussieroptik hindurch ermittelt wird.The diode radiation can advantageously with a bundle of optical fibers from a diode unit to the bear processing area. It is advantageous that a Optical fiber bundles only part of the guide of the diodes radiation to the processing area and the other part for forwarding the emitted from the processing area heat and / or plasma radiation is used. It he Accordingly, there is an easy way to detect tion of the thermal image or the temperature distribution in the machining area of the workpiece by optical fibers, which the Diode laser radiation is not transmitted to the workpiece, but it is in the opposite direction the workpiece surface on an ent map talking sensor unit, so the image of the Workpiece surface determined through the focusing optics becomes.
Um irgendwelche Beeinflussungen der die Diodenstrahlung zum Bearbeitungsbereich leitenden Lichtleitfasern durch der Ab bildung des Bearbeitungsbereichs des Werkstücks dienende Licht leitfasern zu vermeiden, wird das Verfahren so durchgeführt, daß der andere Teil des Lichtfaserbündels außen an dessen einem Teil angeordnet wird.To have any influence on the diode radiation to the processing area of conductive optical fibers through the Ab Formation of the machining area of the workpiece serving light to avoid conductive fibers, the process is carried out so that the other part of the optical fiber bundle on the outside of one Part is arranged.
Vorteilhaft ist die Verwendung von Diodenstrahlung beim Umwandlungshärten metallener Werkstückbereiche oder beim loka len Schmelzen mit einem vorbestimmten Temperaturprofil, unab hängig von lokalen Besonderheiten. In beiden Bearbeitungsfällen wird mit der Diodenstrahlung ein vorbestimmtes Temperaturprofil erzeugt, das unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Bearbeitungsbereichs, unabhängig von der lokalen Absorption der Strahlung sowie unabhängig von der Werkstückgeommetrie konstant gehalten bzw. gezielt geändert werden kann, in dem die Dioden ausgangsleistung gesteuert wird.The use of diode radiation is advantageous Transformation hardness of metal workpiece areas or at the loka len melting with a predetermined temperature profile, unab depending on local peculiarities. In both processing cases becomes a predetermined temperature profile with the diode radiation generated, regardless of the surface quality of the Machining area, regardless of the local absorption of the Radiation and constant regardless of the workpiece geometry can be held or changed specifically in which the diodes output power is controlled.
Diodenstrahlung kann auch beim Umformen und Biegen eines Werkstücks eingesetzt werden, wobei die Temperaturverteilung des Bearbeitungsbereichs und dessen jeweilige durch die Bear beitung bestimmte Geometrie der Steuerung der Diodenausgangs leistung dienen. Das Umformen und Biegen des Werkstücks erfolgt also unter Berücksichtigung des Verformungsvorgangs, wobei ent sprechend mehr oder weniger Leistung zum Verformen eingesetzt wird, indem die Diodenausgangsleistung gesteuert wird.Diode radiation can also be used when forming and bending a Workpiece are used, the temperature distribution the processing area and its respective by the Bear Processing certain geometry of the control of the diode output serve performance. The workpiece is formed and bent So taking into account the deformation process, where ent speaking more or less power used to deform is controlled by controlling the diode output power.
Die Verwendung von Diodenstrahlung beim lokalen Erwärmen zur Änderung der Gefügestruktur, zur Verringerung von Eigen spannungen, oder beim Schneiden von Werkstücken, insbesondere beim abbrandstabilisierten Laserstrahlbrennschneiden, jeweils unter Steuerung des Strahlprofils, wird jeweils durchgeführt, indem das Strahlprofil bzw. die Intensitätsverteilung der Di odenstrahlung gesteuert wird, wobei auf die Rekristallisie rungseigenschaften, die Eigenspannungsbildung bzw. die Sauer stoffreaktion Rücksicht genommen werden kann. Insbesondere kön nen beim Konturschneiden von kleinen Radien, Kanten oder Ecken Überreaktionen verursacht durch einen Wärmestau in Spitzen und auf der Innenseite von Rundungen vermieden werden.The use of diode radiation for local heating to change the microstructure, to reduce self tensions, or when cutting workpieces, in particular in burn-stabilized laser beam cutting, each under control of the beam profile, is carried out in each case by the beam profile or the intensity distribution of the Di ode radiation is controlled, focusing on the recrystallization tion properties, the formation of residual stress or the acid substance reaction can be taken into account. In particular, when cutting contours of small radii, edges or corners Overreactions caused by heat buildup in peaks and be avoided on the inside of curves.
Beim Schweißen von Werkstücken zum lokalen Vor- und Nach wärmen in der Nähe der Schweißstelle, insbesondere unter Steue rung des Strahlprofils kann vorteilhafterweise Diodenstrahlung verwendet werden. Das Vorwärmen findet in der Regel nur wenige Millimeter vor der Schweißstelle statt und ermöglicht eine Ver ringerung der einzukoppelnden Energie. Die Steuerung der Di odenausgangsleistung kann aber auch dazu benutzt werden, daß die Diodenstahlung den gesamten zu regelnden Energieanteil beim Schweißen übernimmt, so daß der Hauptschweißstrahl ungesteuert bleiben kann, zumindest aber mit erheblich verringertem Steue rungsaufwand auskommt. Beim Nachwärmen kann die entstandene noch heiße Oberflächenraupe durch erneutes Anschmelzen bzw. langsameres Erstarren geglättet werden, wodurch Einbrandkerben oder Nahtüberhöhungen auszugleichen sind. Bei noch schmelzflüs siger Fügezone kann die Bildung von Schmelzbadinstabilitäten vermieden werden.When welding workpieces for local before and after warm near the welding point, especially under tax The beam profile can advantageously be diode radiation be used. Preheating usually only takes a few Millimeters in front of the welding point and enables ver reduction of the energy to be injected. The control of the Di ode output power can also be used to the diode steel the entire amount of energy to be regulated Welding takes over so that the main welding beam is uncontrolled can remain, but at least with significantly reduced tax expenses. When reheating, the resulting still hot surface bead by remelting or slower solidification can be smoothed out, causing penetration notches or compensate for seam increases. With still melting rivers The joining zone can lead to the formation of melt instabilities be avoided.
Diodenstrahlung kann vorteilhafterweise auch eingesetzt werden, um Verunreinigungen oder Beschichtungen von Werkstücken lokal zu verdampfen, beispielsweise Zink, Lack, Wachs, Kunst stoffe usw. Diode radiation can advantageously also be used to avoid contamination or coating of workpieces evaporate locally, e.g. zinc, paint, wax, art fabrics etc.
Diodenstrahlung kann auch verwendet werden, um ein Schmelzbad beim Schweißen lokal zu erwärmen, insbesondere im Bereich der Rückseite einer Dampfkapillaren. Oberflächenspan nungen, welche aufgrund von Temperaturgradienten im Schmelzbad hervorgerufen werden, werden abgebaut, so daß die Schmelzebewe gungen gleichmäßiger erfolgen und die Ausbildung von Humping tropfen vermieden wird. Die Verwendung von Diodenstrahlen zu sätzlich zur Laserstrahlung beim Schweißen ermöglicht durch die einfache Steuerung der Diodenausgangsleistung eine vorteilhafte Einflußnahme im Sinne einer Verbesserung des Schweißergebnis ses.Diode radiation can also be used to create a Heat the weld pool locally during welding, especially in the Area of the back of a steam capillary. Surface chip that occur due to temperature gradients in the weld pool are caused, are broken down so that the melt movement conditions more evenly and the formation of humping dripping is avoided. The use of diode beams too in addition to laser radiation during welding made possible by the easy control of the diode output power an advantageous Influencing in the sense of improving the welding result ses.
Vorteilhaft ist weiterhin die Verwendung von Diodenstrah lung beim lokalen Erwärmen eines Werkstücks zur Unterstützung der spanabhebenden Werkstückbearbeitung. Die Erwärmung dient insbesondere zum Unterstützen beim Drehen oder Fräsen, um hö here Standzeiten des Schneidwerkzeugs zu ermöglichen und das Bearbeitungsergebnis zu verbessern.The use of a diode beam is also advantageous support when locally heating a workpiece machining workpieces. The warming serves especially to support turning or milling to here to allow downtimes of the cutting tool and that To improve machining result.
Die Steuerung der Intensitätsverteilung von Diodenstrah lung kann auch beim Löten von Werkstücken mit Steuerung der Di odenausgangsleistung zum Anschmelzen des Lotes und einer über hitzungsfreien Erwärmung der Werkstücke verwendet werden, wo durch die Benetzung der zu verbindenden Teile ohne lokale Überhitzung und ohne Spritzerbildung durch Flußmittel erreicht wird.Controlling the intensity distribution of diode beams can also be used when soldering workpieces with control of the Di ode output power for melting the solder and an over heat-free heating of the workpieces can be used where by wetting the parts to be connected without local Overheating and no spattering caused by flux becomes.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestell ten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated in the drawing th embodiments explained. It shows
Fig. 1 eine blockschaltbildartige schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit Diodenstrahlung, undFig. 1 is a block diagram-like schematic representation of a device for material processing with diode radiation, and
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung mit abgeänderten Komponenten. Fig. 2 is a view similar to Fig. 1 with modified components.
In Fig. 1 ist eine Diodeneinheit 12 dargestellt, die in physikalischer Ausführung aus einer Vielzahl einzelner Dioden oder aus einer Mehrzahl von Diodeneinheiten als Baugruppen be steht, die ihrerseits eine Vielzahl von Dioden aufweisen. Das ergibt sich insbesondere aus dem dargestellten Block 22 von Netzgeräten 1, 2 . . . u, die für jeweils eine Diodeneinheit be stimmt und dementsprechend mit 12 verschaltet sind.In Fig. 1 , a diode unit 12 is shown, the physical version of a plurality of individual diodes or from a plurality of diode units as assemblies be, which in turn have a plurality of diodes. This results in particular from the block 22 of power supply units 1 , 2 shown . . . u, which determines be for each diode unit and are accordingly connected to 12.
Von der Diodeneinheit 12 gelangt emittierte Strahlung dem Strahlengang 18 entsprechend mit Strahlführungsmitteln 13 zu einem Werkstück 11, wobei eine Fokussiereinheit 23 zwischenge schaltet ist, welche die Diodenstrahlung auf eine Bearbeitungs stelle 14 des Bearbeitungsbereichs 10 des Werkstücks 11 fokus siert. Die Strahlführungsmittel 13 sind beispielsweise Licht leitfasern 15 in Gestalt eines Faserbündels 20. Von diesen Lichtleitfasern 15 nimmt die Fokussiereinheit 23 die Dioden strahlung auf, beispielsweise mit einer Sammellinse.Emitted radiation arrives from the diode unit 12 in accordance with the beam path 18 with beam guiding means 13 to a workpiece 11 , a focusing unit 23 being interposed which focuses the diode radiation on a processing point 14 of the processing area 10 of the workpiece 11 . The beam guiding means 13 are, for example, optical fibers 15 in the form of a fiber bundle 20 . Of these optical fibers 15 , the focusing unit 23 receives the diode radiation, for example with a converging lens.
Zwischen der Diodeneinheit 12 und den Strahlführungsmit teln 13 ist ein Detektor 16 vorhanden, der das Strahlprofil der Diodenstrahlung ermittelt. Hierzu besitzt der Detektor 16 einen teildurchlässigen Spiegel 16′, der einen geringen Bruchteil 24 der Diodenstrahlung auskoppelt. Dabei ist aus der schematischen Darstellung ersichtlich, daß die von den Diodeneinheiten her rührenden Diodenstrahlungsanteile 25 ortsgetreu ausgekuppelt werden und so eine Bestimmung der flächenmäßigen Verteilung der Diodenstrahlungsanteile 25 bzw. eine Bestimmung des Strahlpro fils gestatten. Des weiteren wird mit dem teildurchlässigen Spiegel 16′ Diodenstrahlung ausgekoppelt, die vom Werkstück 11 reflektiert wird. Dieser Anteil der reflektierten Diodenstrah lung gelangt vom Werkstück 11 über die Strahlführungsmittel 13 zu dem teildurchlässigen Spiegel 16′ des Detektors 16. Die von der Bearbeitungsstelle bzw. aus dem Bearbeitungsbereich 10 re flektierte Diodenstrahlung 25 wird entsprechend ihrer örtlichen Verteilung ermittelt, so daß ein entsprechendes zweidimensiona les Reflektionsbild des Bearbeitungsstelle bzw. des Bearbei tungsbereichs 10 entsteht. Der Detektor 16 ist seinen beiden Detektionsergebnissen entsprechend jeweils mit einer zentralen Steuereinheit 17 verbunden, in der das Meßergebnis ausgewertet wird. Entsprechend der Auswertung steuert die Steuereinheit 17 die Netzgeräte des Blocks 22 und damit die Ausgangsleistung der Dioden bzw. der Diodeneinheiten 12. Da die Detektion der Di odenstrahlung in zeitlich kurzen Abständen durchgeführt werden kann, ist eine entsprechend kurzzeitige bzw. on-line erfolgende Steuerung der Diodenausgangsleistung möglich.Between the diode unit 12 and the beam guide means 13 there is a detector 16 which determines the beam profile of the diode radiation. For this purpose, the detector 16 has a partially transparent mirror 16 ', which couples out a small fraction 24 of the diode radiation. It can be seen from the schematic illustration that the diode radiation components 25 originating from the diode units are disengaged according to location and thus allow a determination of the area distribution of the diode radiation components 25 or a determination of the beam profile. Furthermore, with the semitransparent mirror 16 'diode radiation is coupled out, which is reflected by the workpiece 11 . This portion of the reflected diode beam development passes from the workpiece 11 via the beam guiding means 13 to the partially transparent mirror 16 'of the detector 16 . The re fl ected diode radiation 25 from the processing point or from the processing area 10 is determined in accordance with its local distribution, so that a corresponding two-dimensional reflection image of the processing point or processing area 10 is produced. According to its two detection results, the detector 16 is connected to a central control unit 17 , in which the measurement result is evaluated. In accordance with the evaluation, the control unit 17 controls the power supply units of the block 22 and thus the output power of the diodes or the diode units 12 . Since the detection of the diode radiation can be carried out at short time intervals, a corresponding short-term or on-line control of the diode output power is possible.
In Fig. 2 ist der Aufbau der Vorrichtung dahingehend modi fiziert, daß anstelle eines Detektors eine Detektoreinheit 19 eingesetzt wird, die aus dem Bearbeitungsbereich 10 emittierte Wärme- und/oder Plasmastrahlung erfaßt. Die Einheit 19 ist mit der Fokussiereinheit 23 über einen Teil 21 des Faserbündels 15 gekoppelt, wobei dieser Teil 21 außen an dem anderen Teil des Lichtleitfaserbündels 20 angeordnet ist, der ausschließlich zur Führung des Diodenstrahlung zum Bearbeitungsbereich 10 dient.In Fig. 2 , the structure of the device is modified in that a detector unit 19 is used instead of a detector, which detects heat and / or plasma radiation emitted from the processing area 10 . The unit 19 is coupled to the focusing unit 23 via a part 21 of the fiber bundle 15 , this part 21 being arranged on the outside of the other part of the optical fiber bundle 20, which is used exclusively for guiding the diode radiation to the processing region 10 .
Mit der Detektoreinheit 19, die in Emissionsrichtung un mittelbar hinter der Fokussiereinheit 23 angeordnet sein kann, wird ein Wärmebild der Bearbeitungsstelle 14 bzw. des Bearbei tungsbereichs 10 ermittelt, welches beispielsweise durch die Anzahl und Zuordnung der Lichtleitfasern des Bündelteils 21 zu jeweils unterschiedlichen Stellen des Bearbeitungsbereichs 10 eine ortsaufgelöste Überwachung ermöglicht. Durch Kopplung der Detektoreinheit 19 an die zentrale Steuereinheit 17 wird das ermittelte Wärmebild ausgewertet und zur Ansteuerung der ein zelnen Diodeneinheiten benutzt, so daß die Strahlungsverteilung so beeinflußt wird, daß das Werkstück in geeigneter Weise bear beitet werden kann.With the detector unit 19 , which can be arranged un directly behind the focusing unit 23 in the emission direction, a thermal image of the processing point 14 or of the processing area 10 is determined, which, for example, by the number and assignment of the optical fibers of the bundle part 21 to different locations in the processing area 10 enables spatially resolved monitoring. By coupling the detector unit 19 to the central control unit 17 , the determined thermal image is evaluated and used to control the individual diode units, so that the radiation distribution is influenced in such a way that the workpiece can be processed in a suitable manner.
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US08/557,070 US5705788A (en) | 1993-05-19 | 1994-03-08 | Process for treatment of materials with diode radiation |
DE59403740T DE59403740D1 (en) | 1993-05-19 | 1994-03-08 | METHOD FOR PROCESSING MATERIAL WITH DIODE RADIATION |
JP6524844A JPH09501104A (en) | 1993-05-19 | 1994-03-08 | Material processing method using diode beam |
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---|---|
DE (2) | DE4234342C2 (en) |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19514285C1 (en) * | 1995-04-24 | 1996-06-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Device for forming workpieces with laser diode radiation |
DE19529888A1 (en) * | 1995-08-14 | 1997-02-20 | Anemometerbau Gmbh Rostock | Sequential soldering of multi-pole microelectronic surface mount devices (SMD) |
EP0836905A1 (en) * | 1996-10-20 | 1998-04-22 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Method and arrangement for surface treatment with temperature control, particularly for superficial hardening with laser radiation |
DE19804577A1 (en) * | 1998-02-05 | 1999-08-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method and apparatus for eliminating form deviations in metal workpieces |
DE19937277C2 (en) * | 1999-08-06 | 2001-10-18 | Advanced Photonics Tech Ag | Method and device for denting a sheet metal part |
DE10020820A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-29 | Astrium Gmbh | Laser welder especially suitable for low absorption materials, includes intensifier causing chemical or physical action increasing thermal energy delivery to weld |
DE10243367A1 (en) * | 2002-09-18 | 2004-04-01 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Coherent combining method for laser beams using optical injection of reference laser light for synchronizing frequency and phase of each laser source |
DE10261422A1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-08 | Volkswagen Ag | Laser welding and soldering method involves adjusting sub-beams in respect of their energy distribution, focal point rotation and/or working point separation by adjusting beam separating devices |
DE20308097U1 (en) * | 2003-05-23 | 2004-09-23 | Kuka Schweissanlagen Gmbh | Laser processing device for workpiece processing has beam producer emitting at least one laser beam, used in welding operations |
DE10329014A1 (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-13 | Daimlerchrysler Ag | Method of eliminating local weakening of cast or sheet metal component involves heating restricted area outside zone of weakening |
WO2007101900A1 (en) | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas | Continuous furnace with coupled laser for the surface treatment of materials |
EP1918062A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-07 | Danmarks Tekniske Universitet | Method and system for laser processing |
WO2008052547A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Univ Danmarks Tekniske | Method and system for laser processing |
EP1945400A1 (en) * | 2005-11-10 | 2008-07-23 | Quintessence Photonics Corporation | Apparatus for dynamic control of laser beam profile |
DE10290217B4 (en) * | 2001-02-19 | 2009-06-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Laser processing device and thus feasible processing method |
WO2009124802A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Welding method with a controlled temperature profile and device therefor |
DE10037109C5 (en) * | 2000-07-27 | 2010-02-25 | Vaw Aluminium Ag | Method and device for welding seam smoothing during beam welding |
EP2514553A3 (en) * | 2011-04-20 | 2012-12-19 | Rolls-Royce plc | Method of manufacturing a component |
EP2538263A1 (en) * | 2011-06-20 | 2012-12-26 | Delphi Technologies, Inc. | Infrared light distribution pattern control using object detection and electrowetting devices |
WO2016150425A1 (en) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Scansonic Mi Gmbh | Laser beam joining method and laser machining optics |
DE102006013960B4 (en) * | 2006-03-27 | 2017-02-16 | Robert Bosch Gmbh | Method and apparatus for laser welding a first workpiece to a second workpiece |
EP3251783A1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-12-06 | Macsa ID, S.A. | Procedure for controlling a laser marking matrix system |
EP3626378A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-25 | Laserssel Co., Ltd | Laser reflow soldering apparatus and method for reflow soldering electronic components |
WO2022223660A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for welding components by means of a laser beam |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4339661C2 (en) * | 1993-11-22 | 1996-09-26 | Fraunhofer Ges Forschung | Process for the production of tubular blanks from thin or very thin sheet |
DE4429913C1 (en) * | 1994-08-23 | 1996-03-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Device and method for plating |
DE4438368C3 (en) * | 1994-10-27 | 2003-12-04 | Fraunhofer Ges Forschung | Arrangement for guiding and shaping beams of a straight-line laser diode array |
US6331692B1 (en) * | 1996-10-12 | 2001-12-18 | Volker Krause | Diode laser, laser optics, device for laser treatment of a workpiece, process for a laser treatment of workpiece |
DE19734484B4 (en) * | 1997-03-10 | 2005-08-25 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method for attaching laser diodes to a carrier and laser diode stack |
JP3484414B2 (en) * | 1997-07-23 | 2004-01-06 | インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト | Apparatus and method for forming chip substrate joint |
DE19751195C1 (en) * | 1997-08-01 | 1999-04-29 | Fraunhofer Ges Forschung | Method and device for welding by means of laser radiation |
US6444947B1 (en) * | 1997-08-01 | 2002-09-03 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method and device for laser beam welding |
ES2140341B1 (en) * | 1998-03-17 | 2000-10-16 | Macsa Id Sa | LASER MARKING SYSTEM. |
DE19834805C2 (en) * | 1998-08-01 | 2002-03-07 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Method and device for the symmetrization of laser beams from laser diode arrays |
US6205160B1 (en) * | 1998-09-24 | 2001-03-20 | Branson Ultrasonics Corporation | Laser diode array |
JP3287318B2 (en) * | 1998-10-13 | 2002-06-04 | 松下電器産業株式会社 | Light beam heating device |
US6243940B1 (en) * | 1999-05-11 | 2001-06-12 | Larry D. Rund | Laser gapping of magnetic cores |
DE19915666A1 (en) * | 1999-04-07 | 2000-10-19 | Fraunhofer Ges Forschung | Method and device for selective contacting of solar cells |
JP3302672B2 (en) * | 2000-03-23 | 2002-07-15 | ファナック株式会社 | Laser processing equipment |
US6826224B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-power semiconductor laser array apparatus that outputs laser lights matched in wavelength and phase, manufacturing method therefor, and multi-wavelength laser emitting apparatus using such high-power semiconductor laser array apparatus |
EP1143584A3 (en) * | 2000-03-31 | 2003-04-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser array |
EP1146617A3 (en) * | 2000-03-31 | 2003-04-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-powered semiconductor laser array apparatus |
DE10021230C1 (en) * | 2000-04-29 | 2001-12-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Beam guidance and/or formation device for divergent laser radiation, has optically transparent medium exhibiting total internal reflection in shape of light guidance funnel |
EP1365883B2 (en) * | 2001-03-06 | 2007-06-27 | Linde Aktiengesellschaft | Laser welding of nonferrous metals by using laser diodes and process gas |
FR2832813B1 (en) * | 2001-11-27 | 2004-02-27 | Ecole Polytech | BEAM JUXTAPOSITION SYSTEM OF A LASER DIODE NETWORK |
US6799619B2 (en) | 2002-02-06 | 2004-10-05 | The Boeing Company | Composite material collation machine and associated method for high rate collation of composite materials |
EP1340583A1 (en) * | 2002-02-20 | 2003-09-03 | ALSTOM (Switzerland) Ltd | Method of controlled remelting of or laser metal forming on the surface of an article |
US7005601B2 (en) * | 2002-04-18 | 2006-02-28 | Applied Materials, Inc. | Thermal flux processing by scanning |
US6987240B2 (en) | 2002-04-18 | 2006-01-17 | Applied Materials, Inc. | Thermal flux processing by scanning |
DE10246198A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-22 | Jenoptik Automatisierungstechnik Gmbh | Arrangement for welding using laser radiation |
WO2005055288A2 (en) * | 2003-12-03 | 2005-06-16 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method and device for the alternating contacting of two wafers |
DE10361521A1 (en) | 2003-12-03 | 2005-07-07 | Pac Tech - Packaging Technologies Gmbh | Method of alternate contacting of two wafers especially a semiconductor and a functional component wafer uses selected laser wavelength to fuse contact metallization only |
DE102004001276A1 (en) * | 2004-01-08 | 2005-08-04 | Mtu Aero Engines Gmbh | Method for heating components |
DE102004003696B4 (en) * | 2004-01-24 | 2017-02-16 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg | Device for simultaneous laser welding |
FR2878185B1 (en) | 2004-11-22 | 2008-11-07 | Sidel Sas | PROCESS FOR MANUFACTURING CONTAINERS COMPRISING A HEATING STEP BY MEANS OF A COHERENT ELECTROMAGNETIC RADIATION BEAM |
US7425296B2 (en) * | 2004-12-03 | 2008-09-16 | Pressco Technology Inc. | Method and system for wavelength specific thermal irradiation and treatment |
US10857722B2 (en) | 2004-12-03 | 2020-12-08 | Pressco Ip Llc | Method and system for laser-based, wavelength specific infrared irradiation treatment |
US7279721B2 (en) * | 2005-04-13 | 2007-10-09 | Applied Materials, Inc. | Dual wavelength thermal flux laser anneal |
US7897891B2 (en) | 2005-04-21 | 2011-03-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Laser welding system |
EP1935546A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-25 | Ford Global Technologies, LLC | Laser brazing heating assembly with optic fibre having at least at a distal end a non-circular cross section ; Laser brazing tool and robot with such a laser brazing heating assembly ; Useof such optical fibre with at least at a distal end a non-circular cross section for laser brazing |
FR2913210B1 (en) | 2007-03-02 | 2009-05-29 | Sidel Participations | IMPROVEMENTS IN THE HEATING OF PLASTIC MATERIALS BY INFRARED RADIATION |
US7919723B2 (en) * | 2007-04-03 | 2011-04-05 | Renewable Thermodynamics, Llc | Apparatus and method for cutting lawns using lasers |
FR2917005B1 (en) | 2007-06-11 | 2009-08-28 | Sidel Participations | HEATING FACILITY FOR PREFORMING BODIES FOR BLOWING CONTAINERS |
JP5043764B2 (en) * | 2008-06-30 | 2012-10-10 | 株式会社ジャパンユニックス | Laser type soldering method and apparatus |
US8986497B2 (en) | 2009-12-07 | 2015-03-24 | Ipg Photonics Corporation | Laser lift off systems and methods |
US9669613B2 (en) | 2010-12-07 | 2017-06-06 | Ipg Photonics Corporation | Laser lift off systems and methods that overlap irradiation zones to provide multiple pulses of laser irradiation per location at an interface between layers to be separated |
US9315903B2 (en) * | 2011-01-13 | 2016-04-19 | Siemens Energy, Inc. | Laser microcladding using powdered flux and metal |
CN103534055B (en) * | 2011-05-02 | 2016-05-04 | Ipg光子公司 | Laser instrument disjunction mark note method and apparatus |
DE112012006616T5 (en) * | 2012-06-28 | 2015-04-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Fiber laser beam machine |
WO2014144482A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Matterfab Corp. | Apparatus and methods for manufacturing |
US20140305910A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-16 | Ipg Photonics Corporation | System and Method Utilizing Fiber Lasers for Titanium Welding Using an Argon Cover Gas |
US11084132B2 (en) | 2017-10-26 | 2021-08-10 | General Electric Company | Diode laser fiber array for contour of powder bed fabrication or repair |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1186691B (en) * | 1982-04-13 | 1987-12-04 | Gd Spa | DEVICE FOR DRILLING PERFORATIONS IN BAR-SHAPED ITEMS |
US4963714A (en) * | 1988-10-24 | 1990-10-16 | Raytheon Company | Diode laser soldering system |
US5099488A (en) * | 1991-03-27 | 1992-03-24 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Ribbed submounts for two dimensional stacked laser array |
-
1992
- 1992-10-12 DE DE4234342A patent/DE4234342C2/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-19 DE DE4316829A patent/DE4316829A1/en not_active Withdrawn
Cited By (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19514285C1 (en) * | 1995-04-24 | 1996-06-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Device for forming workpieces with laser diode radiation |
DE19529888A1 (en) * | 1995-08-14 | 1997-02-20 | Anemometerbau Gmbh Rostock | Sequential soldering of multi-pole microelectronic surface mount devices (SMD) |
EP0836905A1 (en) * | 1996-10-20 | 1998-04-22 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Method and arrangement for surface treatment with temperature control, particularly for superficial hardening with laser radiation |
DE19804577A1 (en) * | 1998-02-05 | 1999-08-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Method and apparatus for eliminating form deviations in metal workpieces |
DE19804577C2 (en) * | 1998-02-05 | 2001-10-31 | Fraunhofer Ges Forschung | Method and device for eliminating shape deviations on metallic components |
DE19937277C2 (en) * | 1999-08-06 | 2001-10-18 | Advanced Photonics Tech Ag | Method and device for denting a sheet metal part |
US6684677B1 (en) | 1999-08-06 | 2004-02-03 | Advanced Photonics Technologies Ag | Method and device for removing dents from sheet metal parts |
DE10020820A1 (en) * | 2000-04-28 | 2001-11-29 | Astrium Gmbh | Laser welder especially suitable for low absorption materials, includes intensifier causing chemical or physical action increasing thermal energy delivery to weld |
DE10020820C2 (en) * | 2000-04-28 | 2002-03-28 | Astrium Gmbh | Laser beam welding device and method for laser beam welding |
DE10037109C5 (en) * | 2000-07-27 | 2010-02-25 | Vaw Aluminium Ag | Method and device for welding seam smoothing during beam welding |
DE10290217B4 (en) * | 2001-02-19 | 2009-06-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi | Laser processing device and thus feasible processing method |
DE10243367A1 (en) * | 2002-09-18 | 2004-04-01 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Coherent combining method for laser beams using optical injection of reference laser light for synchronizing frequency and phase of each laser source |
DE10243367B4 (en) * | 2002-09-18 | 2006-11-09 | MAX-PLANCK-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Method and apparatus for the coherent superposition of laser beams from different laser sources |
DE10261422A1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-08 | Volkswagen Ag | Laser welding and soldering method involves adjusting sub-beams in respect of their energy distribution, focal point rotation and/or working point separation by adjusting beam separating devices |
DE10261422B4 (en) * | 2002-12-30 | 2014-04-03 | Volkswagen Ag | Laser welding and soldering method and device |
DE20308097U1 (en) * | 2003-05-23 | 2004-09-23 | Kuka Schweissanlagen Gmbh | Laser processing device for workpiece processing has beam producer emitting at least one laser beam, used in welding operations |
DE10329014A1 (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-13 | Daimlerchrysler Ag | Method of eliminating local weakening of cast or sheet metal component involves heating restricted area outside zone of weakening |
EP1945400A1 (en) * | 2005-11-10 | 2008-07-23 | Quintessence Photonics Corporation | Apparatus for dynamic control of laser beam profile |
EP1945400A4 (en) * | 2005-11-10 | 2009-07-01 | Quintessence Photonics Corp | Apparatus for dynamic control of laser beam profile |
WO2007101900A1 (en) | 2006-03-07 | 2007-09-13 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas | Continuous furnace with coupled laser for the surface treatment of materials |
DE102006013960B4 (en) * | 2006-03-27 | 2017-02-16 | Robert Bosch Gmbh | Method and apparatus for laser welding a first workpiece to a second workpiece |
WO2008052547A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-08 | Univ Danmarks Tekniske | Method and system for laser processing |
US9044824B2 (en) | 2006-10-30 | 2015-06-02 | Flemming Ove Olsen | Method and system for laser processing |
EP1918062A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-07 | Danmarks Tekniske Universitet | Method and system for laser processing |
WO2009124802A1 (en) * | 2008-04-10 | 2009-10-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Welding method with a controlled temperature profile and device therefor |
US8847106B2 (en) | 2008-04-10 | 2014-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Welding process with a controlled temperature profile and a device therefor |
EP2514553A3 (en) * | 2011-04-20 | 2012-12-19 | Rolls-Royce plc | Method of manufacturing a component |
US8379302B2 (en) | 2011-06-20 | 2013-02-19 | Delphi Technologies, Inc. | Infrared light distribution pattern control using object detection and electrowetting devices |
EP2538263A1 (en) * | 2011-06-20 | 2012-12-26 | Delphi Technologies, Inc. | Infrared light distribution pattern control using object detection and electrowetting devices |
WO2016150425A1 (en) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Scansonic Mi Gmbh | Laser beam joining method and laser machining optics |
DE102015104411A1 (en) | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Scansonic Mi Gmbh | Laser beam joining process and laser processing optics |
DE102015104411B4 (en) | 2015-03-24 | 2017-02-16 | Scansonic Mi Gmbh | Laser beam joining process and laser processing optics |
EP3251783A1 (en) * | 2016-05-27 | 2017-12-06 | Macsa ID, S.A. | Procedure for controlling a laser marking matrix system |
US10265967B2 (en) | 2016-05-27 | 2019-04-23 | Macsa Id, S.A. | Control procedure for a laser marking matrix system |
EP3626378A1 (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-25 | Laserssel Co., Ltd | Laser reflow soldering apparatus and method for reflow soldering electronic components |
US11276665B2 (en) | 2018-09-18 | 2022-03-15 | Laserssel Co., Ltd. | Laser reflow apparatus and method for electronic components with micron-class thickness |
WO2022223660A1 (en) * | 2021-04-23 | 2022-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for welding components by means of a laser beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4234342A1 (en) | 1994-04-14 |
DE4234342C2 (en) | 1998-05-14 |
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