DE60303058T2

DE60303058T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung des Laserschweissens und zum Geben eines Schweissqualitätsstatutes

Info

Publication number: DE60303058T2
Application number: DE60303058T
Authority: DE
Inventors: Cesare Strada Torino 50 Alippi; Giuseppe D'angelo; Matteo Strada Torino 50 Matteucci; Giorgio Pasquettaz; Vincenzo Strada Torino 50 Piuri; Fabio Strada Torino 50 Scotti
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: DE60303058D1; EP1371443B1; ITTO20020508A1; ATE314900T1; EP1371443A1; ES2253599T3; DK1371443T3; ITTO20020508A0

Description

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System und ein Verfahren zum Monitoren von Laserschweißungen jeweils gemäß der Präambel der Ansprüche 1 und 13 (siehe z.B. den Artikel "Aspects of quality assurance with plasma monitoring system during laser beam welding" von K. Zimmermann et al., in LASER IN DER TECHNIK, 1994, Seiten 503 bis 510).
Prompte Erkennung von Defekten in industriellen Prozessen ist äußerst wichtig geworden in Anbetracht ihres Einflusses auf die Analyse der Produktqualität, wie auch auf den industriellen Prozess selber. Automatisiertes Laserschweißen hat in den letzten Jahren eine vergrößerte Verbreitung insbesondere in Anbetracht seiner Vielseitigkeit miterlebt, was das Herstellen von Verbindungen zwischen Metallen oder Nichtmetallen bei einer hohen Geschwindigkeit ermöglicht, mit einer relativ geringen Zufuhr von Wärme. Lasertechnologie macht die Fertigung von Schweißungen in einer Freiluftumgebung oder Vakuumbedingungen oder in einer kontrollierten Atmosphäre oder wiederum in einer druckbeaufschlagten Kammer mit hoher Automatisierung und einem zuverlässigen Prozess möglich. Zusätzlich kann ein Laserstrahl auf ein sehr kleines Gebiet fokussiert werden. Hauptsächlich ist die Analyse der Qualität des Prozesses visueller Offline-Inspektion für jede geschweißte Komponente anvertraut. Der Inspektionsschritt bildet eine Aktivität, die eine beträchtliche Zeitverschwendung involviert und die selten dem Bediener mit nutzvollen Hinweisen versorgt, wie der Prozess selber vervollkommend werden kann, z.B. durch Verfeinern einiger seiner Parameter. Zusätzlich verursacht externe visuelle Inspektion der geschweißten Produkte eine kostspielige Prozedur, die dann häufiger nicht ausgeführt wird unter Verwendung von Ultraschallgeräten. Ein anderer Ansatz besteht in dem Bereitstellen einer Online-Analyse der Qualität, die direkt ausgeführt wird während des Prozesses. Die Systeme dieser Art, die bisher hergestellt wurden, sind jedoch nur in der Lage, einige der möglichen Schweißdefekte zu identifizieren, und weiterhin in einer Art und Weise, die eher nicht zufrieden stellend ist, wie sie auch etwas insensitiv auf unterschiedliche Einstellungen des Lasergerätes ist. Ein weiterer Nachteil der gegenwärtig erhältlichen Systeme liegt in der Tatsache, dass sie auf Referenzsignalen basieren, die einen optimalen Prozess oder, in einigen Fällen, einen Prozess anzeigen, der Defekte aufweist, und die das Signal, das mit dem aktuellen Prozess verbunden ist, mit den vorgenannten speziell konstruierten Referenzsignalen vergleichen. Das Hauptproblem solcher Systeme ist, dass sie die Benutzung einer Anzahl von Referenzsignalen involvieren, die von einem Minimum von zwei bis mehr als zehn reicht. Die Vorbereitung solcher Referenzsignale wirft verschiedene Probleme auf. An erster Stelle bedingt die Vorbereitung einer bestimmten Anzahl von wiederholbaren Referenzsignalen die Gegenwart eines fähigen Bedieners, der in der Lage ist, die Güte des Prozesses zu bescheinigen. Zusätzlich führt für bestimmte Anwendungen die Erzeugung von nur zwei Referenzen zu einer Verschwendung von Material. Schließlich gibt es dort Schwierigkeiten, Referenzen zu erhalten für einen Prozess, der Defekte zeigt.
Um die Aufgaben und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung zu verstehen, ist es zuerst notwendig, eine Anzahl von Basisüberlegungen bezüglich der Eigenschaften eines Laserschweißprozesses zu machen.
Das Phänomen des Schweißens kann definiert werden als die lokalisierte Koaleszenz von Metallen oder Nichtmetallen, die erzeugt wird durch Hitze und/oder Druck. Ein Laserstrahl kann in sehr kleine Gebiete fokussiert werden. Die Konzentration von Leistung ermöglicht, dass der Schweißprozess erzielt wird. Da ein Laserstrahl ein Strahl ist, der aus Lichtstrahlung besteht, bestimmen die Reflexionseigenschaften der Metalle, welcher Teil des Strahls reflektiert wird, so dass selbst ein großer Anteil der einfallenden Leistung zurückgestrahlt werden kann. Dieses Problem wird verstärkt durch die Tatsache, dass die Mehrheit der industriellen Laser Infrarotlicht emittiert, das durch Metalle sogar besser reflektiert wird als sichtbares Licht. Diese Situation ändert sich drastisch, wenn die Oberfläche der Struktur, die dem Schweißen unterzogen wird, anfängt zu schmelzen. Flüssige Metalle absorbieren sehr viel mehr Leistung von der einfallenden Strahlung verglichen mit festen Metallen, so dass der Fluss von absorbierter Hitze plötzlich ansteigt, daher steigt die Temperatur des Metalls über den Siedepunkt und erzeugt Metallverdampfung. Der Druck von diesem Dampf öffnet einen schmalen und tiefen Kanal um den Laserstrahl, so ein geschmolzenes Gebiet bildend, das ein schlüssellochähnliches Profil aufweist (das so genannte "Schlüsselloch"). Das Verhältnis zwischen der Tiefe und der Weite des lasergeschweißten Gebietes, das wie ein Schlüsselloch geformt ist, kann sich von Werten von bis zu 10:1 erstrecken, aber ist häufiger im Bereich von 4:1. Schlüssellochschweißen ist ein Schwellenprozess: Wenn die eintreffende Strahlung niedrig ist, wird wenig Leistung absorbiert; sobald die Strahlung groß genug wird, um ein Schlüsselloch zu formen, wird der Großteil der Leistung durch die geschweißte Komponente absorbiert. Kleine Variationen der Leistung in der Umgebung der Schwelle des Schlüssellochs verursachen sehr beträchtliche Änderungen in der Qualität der Schweißung.
Lasergeräte haben die würdigenswerte Eigenschaft, dünne und tiefe Schweißungen zu produzieren, so dass es üblich ist, eine Stumpfschweißkonfiguration anzuwenden. Diese Konfiguration macht eine hohe Schweißgeschwindigkeit möglich und benötigt eine geringe Versorgung mit Hitze, da das gesamte Metall der Schweißung in der Verbindung verwendet wird. Ebenfalls unabhängig von der Konfiguration ist beim Laserschweißen die korrekte Kopplung, der zu schweißenden Elemente in dem Gebiet der Verbindung, kritisch. Fast alle Laserschweißungen sind autogen; d.h. kein Schweißmaterial wird verwendet. Jeder Abstand, der in dem Gebiet der Verbindung zurückgelassen ist, kann ein Hohlraum werden in dem erhaltenen geschweißten Produkt. Selbst annehmend, dass die Hohlräume akzeptierbar sind, sollte bedacht werden, dass ein fokussierter Laserstrahl durch eine stumpfe Verbindung passieren kann, in der ein Spalt von 0,2 mm gelassen ist, ohne irgendeine Schweißung zu verursachen. Der Strahl prallt einfach von den sich gegenüberliegenden Wänden der zu schweißenden Elemente ab und tritt auf der gegenüberliegenden Seite aus.
Weiterhin muss das zu schweißende Material sauber sein. Jeder nichtmetallische Kontaminationsstoff wird ausgestoßen vom Schlüsselloch, verursacht Spritzer, Porositäten und das Risiko von Beschädigung für das fokussierende optische Gerät.
Aus dem Dokument US-B1-6 399 915 ist ein Verfahren zum Monitoren von Schweißqualität bekannt, messend die Strahlung emittiert durch das Schweißbad, das ebenfalls die reflektierte Laserstrahlung durch zwei Fotodioden misst, die bei verschiedenen Winkeln platziert sind. Das Verfahren berücksichtigt ebenfalls die Analyse der DC oder niederfrequenten Komponente und der hochfrequenten Komponente des Sensorsignals als eine Funktion unterschiedlicher Parameter. Die Qualität der Schweißung wird festgestellt auf der Basis der extrahierten Parameter von solchen Signalen.
Der Prozess gemäß der Erfindung zielt ab insbesondere auf die Erkennung der folgenden Defekte der Laserschweißung:

– unzureichende Eindringtiefe;
– Dejustierung der Kopplung während der Anordnung der Stücke;
– Gegenwart von Porositäten;
– Reduktionen des Leistungsniveaus der Laserquelle; und
– Abfälle in der Leistung der Laserquelle.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Monitoringsystem und ein Verfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, tatsächlich alle zuvor genannten Defekte zu erkennen durch eine Prozess, der ebenfalls online und in Echtzeit ausgeführt werden kann.
Um die oben genannten Aufgaben zu erfüllen, ist der Gegenstand der Erfindung ein System und ein Verfahren zum Monitoren von Laserschweißungen, wie definiert jeweils in den Ansprüchen 1 und 13.
Die Erfindung wird nun beschrieben werden mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die nur auf dem Weg eines nicht begrenzenden Beispiels beigefügt sind, und in denen:
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Systems gemäß der Erfindung darstellt;
2 ein Blockdiagramm ist, das die Hauptschritte des Verfahrens gemäß der Erfindung anzeigt;
3, 4 und 5 zeigen schematische Darstellungen, die die Eigenschaften der Signale am Ausgang der Sensormittel des Systems gemäß der Erfindung zeigen; und
6 ist ein detaillierteres Blockdiagramm, das einen bevorzugten Modus der Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung zeigt.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Kopf eines Folcussierlasers (nur schematisch dargestellt), der einen Laserstrahl 2 auf eine zu schweißende Struktur 3 fokussiert, z.B. mittels zweier aufeinander folgender Reflexionen von einem halbtransparenten Spiegel 4 und einem konventionellen Spiegel 5. Dort ist eine relative Bewegung des Fokussiersystems mit Bezug auf die Struktur 3 vorgesehen, z.B. um eine Schweißlinie 6 zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der halbtransparente Spiegel 4 ein Zinkselenspiegel mit einer Absorption von 0,2%. Die Strahlung, die durch die Struktur 3 reflektiert wird, welche der Schweißung unterzogen ist, wird wiederum reflektiert durch den Spiegel 5 zu dem halbtransparenten Spiegel 4, passiert durch den letzteren und wird fokussiert durch eine Filterlinse 7 auf einen Fotodiodensensor B. Das Signal am Ausgang des Sensors 8 wird an eine elektronische Verarbeitungseinheit 9 gesendet, die an einem Ausgang 10 die Qualität der Schweißung anzeigt. Die Verarbeitungsein heit 9 kann z.B. eine Datenerfassungskarte umfassen, von dem NI 6110E-PC-Kartentyp, mit einer Erfassungsfrequenz von 5 MAbtastungen/s, wie auch eine Mehrzahl von Personal Computern, z.B. vom 800 MHz Pentium III-Typ. Die Analyse der Qualität der Schweißung, die erhalten wird unter Verwendung des Systems gemäß der Erfindung, ist nicht nur basiert auf dem Signal am Ausgang der Fotodiode 8, das im Zusammenhang steht mit der Strahlung, die durch den Schweißprozess produziert wird und von der zu schweißenden Struktur kommt, sondern auch von dem Signal, das den Gitterstrom des Lasers anzeigt, was im Zusammenhang steht mit der Leistung des Lasers und was ebenfalls von der geschweißten Komponente kommt. Das Gitterstromsignal wird verwendet zum Identifizieren von Reduktionen im Leistungsniveau der Laserquelle und von Abfällen in der Leistung der Laserquelle. Das Signal, das von der Fotodiode kommt, wird verwendet zum Identifizieren möglicher Defekte, wie z.B. unzureichender Eindringtiefe, Dejustagen in der Kopplung der Teile oder Porositäten.
Wie in 2 gesehen werden kann, ist der erste Schritt der Prozedur der Verarbeitung stromabwärts der Abtastung der Signale ein Tiefpass-Vorfilterschritt, der notwendig ist zum Reduzieren des Hochfrequenzrauschens, das typischerweise in dem industriellen Kontext zugegen ist. Die geeignete Filterfrequenz wird festgestellt mittels einer Spektralanalyse, welche die höheren Frequenzkomponenten der Signale identifiziert. Darauf folgend wird eine Operation der Dezimierung ausgeführt, um die Kardinalität des Satzes von Daten zu reduzieren, mit der Intention der Beschleunigung der Operation der Extraktion der Eigenschaften der Signale und der folgenden Klassifikation. Das Verhältnis der Dezimierung wird stromabwärts identifiziert, nach vorheriger Definition eines maximal tolerablen Limits für die Ausführung der Prozedur. Es ist notwendig aus dem gefilterten und angemessen dezimierten Signal einen Satz von Eigenschaften zu extrahieren, die durch Beschreibung der Natur des Prozesses in einer kompakten Art und Weise die Auflösung der Anwendung der Analysen der Qualität der Schweißung ermöglichen werden. Der Schritt der Extraktion der Eigenschaften von den Signalen basiert auf Erzeugung einer Funktion, die das Signal interpoliert, und darauf folgender Extraktion von angemessenen Kennziffern der Abweichung. Beispiele für eine Kennziffer von Abweichung extrahiert aus den Signalen, die im fraglichen Prozess involviert sind, sind:

– für das Leistungssignal (3):
– mittlere Intensität A und Dauer T des nützlichen Teils des Signals;
– maximale positive Abweichung F₁ und maximale negative Abweichung F₂ pro Signal mit Bezug auf seinen Mittelwert;
– Fluktuation der maximalen Leistung während des Schweißens F_max;
– für das Signal der Fotodiode (4 und 5): – mittlere Intensität und Varianz;
– zeitliche Dauern T_i und entsprechende Amplituden A_i für die Hauptabweichungen zwischen Signal und interpoliertem Referenzsignal;
– Differenzen zwischen den Koordinaten des Minimums und des Maximums, genommen auf der interpolierten Kurve: Eigenschaft D und H.

Der finale Schritt des Algorithmus bringt die Konstruktion eines Klassifizierers mit sich, der durch Empfangen der identifizierten Eigenschaften am Eingang (oder einer Untermenge davon), die Qualität der Schweißung evaluiert als: "korrekt"/"inkorrekt"/"unzureichende Eindringung"/"diskontinuierliche Laserleistung"/"inlcorrekte Anordnung"/"Porosität".
Die Struktur des Klassifikationsalgorithmus ist in 6 gezeigt. Der Algorithmus basiert auf einem hierarchischen Ansatz zur Erkennung von Schweißdefekten, so früh wie möglich. Die rechteckigen Boxen beziehen sich auf Aktivitäten der Signalbehandlung, wo Techniken der Extraktion der Eigenschaften angewendet werden. Wohingegen Blöcke, die durch elliptische Umrisse hervorgehoben sind, Klassifikationsmodule repräsentieren. Die Klassifikationen der Leistungssignale und der Eindringtiefe werden unabhängig voneinander vorgenommen, und erst nach ihrer Verarbeitung wird die Erkennung der Fehler der Anordnung durchgeführt. Wenn eine Probe als "korrekt angeordnet" klassifiziert ist, kann dann dort das darauf folgende Modul zum Monitoren der möglichen Gegenwart von Porositäten aktiviert werden. Sobald die wichtigen Eigenschaften identifiziert wurden, ist der nächste Schritt den Klassifizierer zu entwickeln, der durch Verarbeiten der Eigenschaften die endgültige Qualitätsanalyse implementiert. Mögliche Klassifikationstechniken, die verwendet werden können, schließen die so genannte "k-nächste Nachbarregel" ein (siehe z.B. B.D. Ripley, "Pattern Recognituon and Neural Networks", Cambridge University Press, 1996) oder neurale Netzwerke vom "vorwärts-gekoppelten" Typ.
Natürlich können, ohne Präjudiz zu dem Prinzip der Erfindung, die Details der Konstruktion und der Ausführungsformen stark variiert werden mit Bezug auf das, was hierin beschrieben und illustriert ist nur auf dem Wege eines Beispiels, ohne dadurch vom Umfang der vorliegenden Erfindung, wie definiert in den angehängten Ansprüchen, abzuweichen.

Claims

System zum Monitoren von Laserschweißungen, umfassend: – Laserschweißmittel (1, 4, 5) zum Fokussieren eines Laserstrahls (2) auf eine Struktur (3), die zu schweißen ist; – Sensormittel (8), ausgelegt zum Erfassen der Strahlung, die im Schweißgebiet produziert wird, und zum Emittieren von Signalen, die die Strahlung anzeigen; – Mittel zum Emittieren von Signalen, die im Zusammenhang mit der Leistung des Laserstrahls stehen; und – Verarbeitungsmittel (9) zum Verarbeiten der vorgenannten Signale am Ausgang der Sensormittel (8) und der Mittel zum Emittieren von Signalen, die im Zusammenhang mit der Leistung des Laserstrahls stehen, die Verarbeitungsmittel (9) sind vorgesehen für: –das Extrahieren von gegebenen Qualitätseigenschaften des Signals, das von den Sensormitteln (8) kommt, mittels der Erzeugung einer Funktion, die das Signal interpoliert und darauf folgende Extraktion von Kennziffern von Abweichung des Signals mit Bezug auf die interpolierte Funktion; und – Klassifizierung der extrahierten Qualitätseigenschaften, gebend einen Hinweis der Qualität der Schweißung; dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Emittieren von Signalen, die im Zusammenhang mit der Leistung des Laserstrahls stehen, den Gitterstrom des Lasers verwerten, die Verarbeitungsmittel (9) sind weiter vorgesehen für: das Extrahieren gegebener Leistungseigenschaften von den Signalen, die im Zusammenhang mit der Leistung des Laserstrahls stehen, mittels Erzeugung einer Funktion, die das Signal interpoliert, und darauf folgende Extraktion von Kennziffern der Abweichung des Signals mit Bezug auf die interpolierte Funktion, worin die Extraktions- und Klassifikationsschritte des Signals, um einen Hinweis auf die Qualifikation der Schweißung zu geben, auf dem folgenden hierarchischen Weg ausgeführt werden: i) Extrahieren und Klassifizieren des Leistungssignals in einer unabhängigen Weise; ii) Extrahieren und Klassifizieren der Eindringtiefe in einer unabhängigen Weise basierend auf dem Schweißsignal, und Vergleichen dieses Resultats mit dem Resultat der Klassifikation des Leistungssignals; iii) Filtern, Verarbeiten, Extrahieren und Klassifizieren der Anordnung und Vergleichen dieses Resultats mit dem Resultat des vorherigen Vergleichs, erhalten in Schritten i) und ii); iv) Filtern, Verarbeiten, Extrahieren und Klassifizieren der Porosität und Vergleichen dieses Resultats mit dem Resultat des vorherigen Vergleichs, erhalten im Schritt iii); v) Produzieren einer finalen Aussage über die Schweißungsqualität gemäß dem Resultat der Vergleichsschritte, erhalten in Schritt iv).
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Tiefpassfilter umfasst zum Filtern des Signals, das durch die Sensormittel initiiert wird vor seiner Verarbeitung.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsmittel (9) ausgelegt sind zum Ausführen einer Dezimierungsoperation.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Verarbeitungsmittel (9) ausgelegt sind zum Filtern einer oder mehrerer Kennziffern der Abweichung von dem Signal, das die Leistung des Laserstrahls anzeigt, ausgewählt unter: mittlere Intensität (A) und Dauer (T) des nutzvollen Teils des Signals, maximale positive Abweichung (F₁) und maximale negative Abweichung (F₂) des Signals mit Bezug auf seinen Mittelwert, und Fluktuation der mittleren Leistung während der Schweißung (F_max).
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsmittel ausgelegt sind zum Extrahieren einer oder mehrerer Kennziffern der Abweichung von dem Signal, das durch die vorgenannten Sensormittel (8) emittiert wird, und Anzeigen der Eigenschaften der Strahlung, die durch die zu schweißende Struktur reflektiert wird, ausgewählt unter: mittlere Intensität und Varianz, Zeitdauern (T_i) und jeweiligen Amplituden (A_i) der prinzipiellen Abweichungen zwischen Signal und interpoliertem Referenzsignal, und Differenzen zwischen den Koordinaten des Minimums und des Maximums, genommen auf der interpolierten Kurve (Eigenschaften D und H).
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserschweißmittel umfassen: einen Fokussierkopf (1); und ein optisches System zum Ausrichten des Laserstrahls, der auf die zu schweißende Komponente fokussiert ist, das einen halbtransparenten Spiegel (4) einschließt, der die Aufgabe der Reflexion hat, in der Richtung der Struktur, die zu schweißen ist, des Laserstrahls, der vom Fokussierkopf (1) kommt, im Gegenzug des Empfangens der Strahlung, die von der zu schweißenden Struktur reflektiert wird, und des Transmittierens der Strahlung (die durch den halbtransparenten Spiegel (4) selber passiert) zu den vorgenannten Sensormitteln (8), die Sensormittel (8) sind hinter dem vorgenannten halbtransparenten Spiegel (4) eingerichtet.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Sensormittel durch eine Fotodiode (8) gebildet werden.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der halbtransparente Spiegel (4) aus einem Zinkselen-optischen Element besteht.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der halbtransparente Spiegel einen Absorptionsfaktor ungefähr gleich 0,2% aufweist.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannte Fotodiode (8) eine Spektralempfindlichkeit im Wesentlichen gleich 190 bis 1100 nm aufweist.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem halbtransparenten Spiegel (4) und der Fotodiode (8) ein optisches Filter (7) eingefügt ist, das ein optisches Band aufweist, das im Wesentlichen umfasst ist zwischen 200 nm und 405 nm zur Selektion der Strahlung, die von der Struktur kommt, die geschweißt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Verarbeitungsmittel (9) eine NI 6110E-Datenerfassungs-PC-Karte umfassen, mit Frequenzen der Erfassung von 5 MAbtastungen/s [Msamples per second], wie auch eine Mehrzahl von Personal Computern.
Verfahren zum Monitoren von Laserschweißungen, umfassend die Schritte von: – Fokussieren eines Laserstrahls (2) auf eine Struktur (3), die zu schweißen ist; – Erfassung der Strahlung, die in dem Schweißgebiet produziert wird, und Erzeugen von Signalen, die die Strahlung anzeigen; und – Emittieren von Signalen, die im Zusanmenhang mit der Leistung des Laserstrahls stehen – Verarbeiten der vorgenannten Signale, – Extrahieren gegebener Qualitätseigenschaften des vorgenannten Signals mittels Erzeugung einer Funktion, die das Signal interpoliert, und darauf folgender Extraktion von Kennziffern der Abweichung des Signals mit Bezug auf die interpolierte Funktion; und – Klassifizierung der extrahierten Eigenschaften, gebend einen Hinweis auf die Qualität der Schweißung; dadurch gekennzeichnet, dass das emittierte Signal, das im Zusammenhang steht mit der Leistung des Laserstrahls, Verwerten des Gitterstroms des Lasers einschließt; und das Verarbeiten weiter einschließt: Extrahieren gegebener Leistungseigenschaften von den Signalen, die im Zusammenhang mit der Laserstrahlleistung stehen, mittels Erzeugung einer Funktion, die das Signal interpoliert, und darauf folgender Extraktion von Kennziffern der Abweichung des Signals mit Bezug auf die interpolierte Funktion, worin die Extraktions- und Klassifikationsschritte des Signals, um einen Hinweis auf die Qualität der Schweißung zu geben, in der folgenden hierarchischen Weise durchgeführt werden: i) Extrahieren und Klassifizieren des Leistungssignals in einer unabhängigen Weise; ii) Extrahieren und Klassifizieren der Eindringtiefe in einer unabhängigen Weise basierend auf dem Schweißsignal, und Vergleichen dieses Resultats mit dem Resultat der Klassifikation des Leistungssignals; iii) Filtern, Verarbeiten, Extrahieren und Klassifizieren der Anordnung und Vergleichen dieses Resultats mit dem Resultat des vorherigen Vergleichs, erhalten in Schritten i) und ii); iv) Filtern, Verarbeiten, Extrahieren und Klassifizieren der Porosität und Vergleichen dieses Resultats mit dem Resultat des vorherigen Vergleichs, erhalten im Schritt iii); v) Produzieren einer finalen Aussage über die Schweißungsqualität gemäß dem Resultat der Vergleichsschritte, erhalten in Schritt iv).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgenannte Signal vorgefiltert wird, bevor es verarbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Verarbeitung des vorgenannten Signals dort die Operation der Dezimierung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Kennziffern der Abweichung des Signals, das die Leistung des Laserstrahls anzeigt, extrahiert werden, ausgewählt unter: mittlere Intensität (A) und Dauer (T) des nützlichen Teils des Signals, maximale positive Abweichung (F₁) und maximale negative Abweichung (F₂) des Signals mit Bezug auf seinen Mittelwert, und Fluktuation der mittleren Leistung während der Schweißung (F_max).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Kennziffer der Abweichung des Signals, das die Eigenschaften der reflektierten Strahlung anzeigt, extrahiert werden, ausgewählt unter: mittlerer Intensität und Varianz, Zeitdauern (T_i) und jeweiligen Amplituden (A_i) der Hauptabweichungen zwischen Signal und interpoliertem Referenzsignal, Differenzen zwischen den Koordinaten des Minimums und des Maximums, genommen auf der interpolierten Kurve (Eigenschaften D und H).
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualitätseigenschafts- und Leistungseigenschafts-Klassifizierungsoperationen eingeschlossen sind in einem finalen Schritt der Konstruktion eines Klassifizierers zur Lieferung am Ausgang weiterer Hinweise auf die Qualität der Schweißung, z.B. ausgewählt unter: korrekte Schweißung, inkorrekte Schweißung, diskontinuierliche Laserleistung, inkorrekte Anordnung der zu schweißenden Elemente.