DE69316148T3

DE69316148T3 - Verfahren und Vorrichtung zum Schweissen eines Werkstoffes mit einem Laserstrahl

Info

Publication number: DE69316148T3
Application number: DE69316148T
Authority: DE
Inventors: Koichi Haruta; Yuichiro Terashi
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2013-10-23
Also published as: EP0594210B2; CA2108761A1; EP0594210A1; DE69316148D1; KR940008797A; EP0594210B1; US5624585A; DE69316148T2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestrahlen eines Laserstrahls auf ein Material zum Schweißen des Materials mit den folgenden schritten: Erzeugen eines Laserstrahls mit einer Strahlgestalt in der Form einer Ellipse und Strahlen des Laserstrahls auf eine Außenfläche des Materials. Solche Verfahren und Vorrichtungen sind im nächstliegenden Stand der Technik, JP-A-02 108 486 offenbart. Das hierin nachfolgend zu offenbarende Verfahren ist zum Schweißen von Material einschließlich Metall durch einen Laserstrahl geeignet, und insbesondere für ein Laserschweißverfahren für eine Lapverbindung, eine Stoßverbindung, eine Kehlnahtverbindung, und ähnliches eines metallischen Materials, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung. Insbesondere kann das Laserschweißverfahren zum Saumschweißen für diese Verbindungen verwendet werden.
Die durch JIS (den japanischen Industriestandard) H4000-H4100 definierte Aluminiumlegierung wird weit verbreitet in einer Kraftfahrzeugindustrie, einer Lichtindustrie und einer Schwerindustrie als strukturelles Material verwendet, das ein niedriges spezifisches Gewicht, eine Antikorrosionseigenschaft, ein ästhetisches Aussehen und eine Tiefzieheigenschaft hat, aber als Legierung bekannt ist, an welcher es schwierig ist, einen Schweißprozess durchzuführen. Ein Bogen- oder Punktschweißen, wie beispielsweise MIG und TIG und ein Laserschweißen unter Verwendung eines Laserstrahls vom CW-Typ oder vom Pseudo-CW-Typ, wie beispielsweise eines CO&sub2;-Lasers, ist für lange Zeit als Schweißverfahren zum Schweißen eines solchen metallischen Materials ausgeführt worden, das schwierig zu schweißen sein würde.
Im Fall eines Schweißens durch einen YAG-Laser wird ein Laserstrahl durch eine optische Faser und/oder ein festes optisches System zu einem Kondensorlinsensystem übertragen, um einen Strahl mit kreisförmigem Querschnitt zu bilden, der zu einem Schweiß-Werkstück zum Ausführen des Schweißens gestrahlt wird.
Jedoch leidet ein solches herkömmliches Schweißverfahren für ein schwierig zu schweißendes Material, wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung, an Problemen, das wahrscheinlich Schweißdefekte, wie beispielsweise Schweißbrüche, Risse bzw. Sprünge und Blasen bzw. Hohlräume auftreten würden. Insbesondere mit einem Impuls-YAG-Laser ist es unvermeidbar, Erstarrungsrisse zu verhindern, welche eine Art von Schweißrissen sind. Dies macht es schwierig, schwierig zu schweißendes Material auf einem industriellen Gebiet weit verbreitet einzusetzen.
Es ist wohlbekannt, dass selbst im Fall eines Pseudo-CW-Typ- YAG-Lasers die Erstarrungsrisse um so wahrscheinlicher im schwierig zu schweißenden Material durch das Laserschweißen auftreten, um so höher die Schweißtemperatur und die Schweißgeschwindigkeit werden.
Es wird Bezug genommen auf JP-A-02 020 681 und WO-A-88/08353, wobei ein Strahl mit elliptischem Querschnitt aus einem Strahl mit kreisförmigem Querschnitt gebildet wird.
Zum Überwinden der oben angegebenen Defekte ist gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Strahlen eines Laserstrahls auf ein Material zum Schweißen des Materials geschaffen, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen eines Laserstrahls; und Strahlen des Laserstrahls auf eine Außenfläche des Materials, wobei der Laserstrahl eine Strahlgestalt in der Form eines kreisförmigen Querschnitts hat, der Laserstrahl unter einem schrägen Winkel 0 von 16º < θ < 90º relativ zu einer Normalen zur bestrahlten Oberfläche des Materials gestrahlt wird, um eine Strahlgestalt in der Form einer Ellipse auf der bestrahlten Oberfläche des Materials zu haben, und unter einer Im-Fokus-Bedingung ein Verhältnis e = Lmi/Lma zwischen der kleineren Achse (Lmi) und der größeren Achse (Lma) der Ellipse auf der Oberfläche des Materials folgende Bedingung erfüllt:
0 < e < 0,96.
Der Laser kann ein YAG-Laser sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Laserschweißvorrichtung geschaffen, die folgendes aufweist:
Einen Laserresonator mit einer Erregungs- bzw. Anregungslampe und einem Laserstab zum Erzeugen eines Laserstrahls, eine Laserbestrahleinheit mit einem optischen System zum Empfangen des im Laserresonator erzeugten Laserstrahls und zum Erzeugen eines Laserstrahls mit einem kreisförmigen Querschnitt, gekennzeichnet durch Stützmittel zur Unterstützung bzw. zum Stützen und zum Neigen der Laserbestrahleinheit mit ihrer Achse in eine schräge Richtung relativ zu einer Normalen zu einer bestrahlten Oberfläche eines Materials, so dass die Laserstrahlgestalt auf der bestrahlten Oberfläche elliptisch ist.
Das optische System kann eine Kombinationslinse sein, die aus plan-konvexen Linsen, plan-konkaven Linsen oder ähnlichem zusammengesetzt ist.
Die Stützmittel kann ein Roboterarm oder ähnliches sein.
Für ein besseres Verstehen der Erfindung und zum Zeigen, wie dieselbe in die Praxis umgesetzt werden kann, wird nun anhand eines Beispiels auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei:
Fig. 1 eine Darstellung für ein Beispiel eines Verfahrens zum Gestalten bzw. Formen eines Strahls auf einer Strahlungsoberfläche unter Verwendung eines kreisförmigen Strahls gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung bzw. einen Zustand eines Strahlneigungswinkels θ = 20º bei einem ersten Beispiel;
Fig. 3 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 30º bei einem zweiten Beispiel;
Fig. 4 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 20º bei einem ersten Beispiel nach einem Biegetest mit konstantem Versatz;
Fig. 5 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 30º bei einem zweiten Beispiel nach einem Biegetest mit konstantem Versatz;
Fig. 6 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 0º bei einem ersten Vergleich;
Fig. 7 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 10º bei einem zweiten Vergleich;
Fig. 8 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 0º bei einem ersten Vergleich nach einem Biegetest mit konstantem Versatz;
Fig. 9 eine mikroskopische fotografische Ansicht ist, die eine Schweißbildung in einem parallelen Querschnitt eines geschweißten Werkstücks zeigt, erhalten durch eine Bedingung eines Strahlneigungswinkels θ = 10º bei einem zweiten Vergleich nach einem Biegetest mit konstantem Versatz;
Fig. 10 eine schematische Ansicht ist, die eine Laserstrahl-Schweißvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 11A und 11B Beispiele eines optischen Systems dieser Erfindung sind.
Zum Elliptischmachen einer Laserstrahlgestalt auf einer mit einem Strahl bestrahlten Oberfläche, wie es beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, wird ein Laserstrahl 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt schräg unter einem Winkel θ (der hierin nachfolgend der Neigungswinkel θ genannt wird) relativ zu einer Linie nahezu vertikal zu einer Oberfläche eines Werkstücks 1 gestrahlt, das aus einem Material mit Metall hergestellt ist, und zwar von einem optischen System (in Fig. 1 nicht gezeigt) zum Kondensieren der Strahlen in einen kreisförmigen Querschnitt. Somit kann ein Laserstrahl 3 mit einer elliptischen Gestalt auf der mit einem Strahl bestrahlten Oberfläche hergestellt werden.
Bei einem elliptischen Strahl, der durch das Verfahren der Erfindung ausgebildet wird, ist eine Elliptizität bzw. Ellipsengestalt der Ellipse innerhalb eines Bereichs von 0 < e < 0,96, um die Schweißdefekte, wie beispielsweise Risse, in den Schweißverbindungen zu verhindern.
In dem Fall, in welchem der elliptische Strahl gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Verfahren erhalten wird, wird der Neigungswinkel θ im Bereich von 16º < θ < 90º, vorzugsweise 16º < θ ≤ 45º eingestellt. Über die obere Fläche des Bereichs wird durch den Winkel der Laserbestrahleinheit entschieden, die durch Stützmittel gestützt wird, wie beispielsweise einen Roboterarm, und den Winkel der Totalreflexion der bestrahlten Oberfläche des Materials.
Die Beziehung zwischen der Elliptizität der Ellipse und dem Neigungswinkel θ ist wie folgt gegeben:
Elliptizität e = dc/de = cosθ
wobei dc der Radius des Strahls ist, der noch nicht geneigt worden ist, und de der Radius der Längsachse der Ellipse ist. Der Bereich Se des Querschnitts des Strahls, der geneigt worden ist, ist wie folgt gegeben:
Se = 4πde·dc = 4πdc²/cosθ
Der Bereich Se ist 1/cosθ-mal so breit wie derjenige des Strahls, der noch nicht geneigt worden ist.
Darüber hinaus wird dann, wenn der Winkel von φ (dem zwischen einer Strahlabtastrichtung und einem Hauptachsenradius der Ellipse definierten Winkel) 45º oder darüber wird, der Effekt dieser Erfindung nicht erreicht, so dass eine kleinere Achse einer Ellipse sich einer Richtung annähern kann, bei welcher der Laserstrahl abgetastet wird. Daher ist 0º ≤ φ < 45º, insbesondere der Bereich von 0 ≤ φ ≤ 20º, innerhalb des Bereichs des Winkels von φ wünschenswert.
Das verwendete Material ist nicht beschränkt, wenn es Metall enthält. Jedoch kann die vorliegende Erfindung gut auf Materialien angewendet werden, die einem Leiden an Rissen, Blasen und einer Porosität bei hoher Temperatur ausgesetzt sind, wie beispielsweise auf eine Aluminiumlegierung (beispielsweise eine Aluminiumlegierung, die durch JIS H4000- H4180 definiert ist), eine Kupferlegierung, eine Titanlegierung, rostfreien Stahl, Laminatmaterial aus Metall und Harz und ähnliches.
Ebenso ist es gemäß der vorliegenden Erfindung vorzuziehen, einen Festkörperlaser, wie beispielsweise einen YAG-Laser (der von entweder einem Impulstyp oder einem kontinuierlichen Typ bzw. Dauerstrichtyp sein kann), einen Gaslaser, wie beispielsweise einen CO&sub2;-Laser, einen Halbleiterlaser, einen Dampflaser und ähnliches zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter anhand der folgenden Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
Eine Laserschweißvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel hat die in Fig. 10 gezeigte Struktur, wobei ein Bezugszeichen 101 Anregungslampen bzw. Erregungslampen als eine Erregungsquelle bezeichnet und wobei ein Nd:YAG-Laserstrahl 102 zwischen den Erregungslampen angeordnet ist. Eine Leistungsquelle 103 ist mit den Erregungslampen 101 zum Zuführen einer vorbestimmten elektrischen Leistung zur Lampe 101 verbunden.
Ein Totalreflexionsspiegel 104 und ein Ausgabespiegel 105 sind in einer axialen Richtung des Laserstabs 102 angeordnet. Ein divergentes optisches System 106 zum Empfangen des Ausgabelasers ist außerhalb des Ausgangsspiegels 105 angeordnet. Der Laserstrahl, der durch das divergente optische System 6 geführt worden ist, wird in eine optische Faser 108 über eine Kopplungslinse 107 für die Faser eingeführt.
Eine Bestrahlungseinheit 109 mit einem optischen System 4a (oder 4b) ist an einem freien Ende der optischen Faser 108 angebracht, so dass das Schweißen (d. h. Schneiden) durch den von der Bestrahleinheit 109 gestrahlten Laserstrahl durchgeführt wird.
Die Bestrahleinheit 109 wird durch den Arm 110 des Roboters gestützt, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, und die Einheit wird bewegt und ist angeordnet in einer schrägen Richtung relativ zu einer Linie, die vertikal zur Bestrahlungsoberfläche des Materials ist.
Als Ergebnis kann die Bestrahleinheit den Laserstrahl zur schrägen oder vertikalen Richtung für die Bestrahlungsoberfläche strahlen.
Das Schweißen wurde unter der Bedingung ausgeführt, dass die Eingabe eine Ar-Abschirm-Gasatmosphäre war, deren Gasflussrate 20 l/Min war. Ein optisches System wurde auf die Oberfläche einer einzelnen (Wulst-auf-Platte) Al-Mg-Legierung (die 100 mm lang, 30 mm breit und 1,0 mm dick war), die durch A5052-P-O von JIS H4000 definiert ist, gestrahlt.

Beispiele 1 und 2

Ein optisches System wurde unter einem Neigungswinkel θ = 20º (erstes Beispiel; die Elliptizität der zu dieser Zeit erhaltenen Ellipse ist e = 0,94) und unter dem Neigungswinkel θ = 30º (zweites Beispiel; die Elliptizität der zu dieser Zeit erhaltenen Ellipse ist e = 0,87) gestrahlt.
Das Schweißen wurde unter der Bedingung ausgeführt, dass die Schweißgeschwindigkeit 1,0 mm/sek über 10 mm war. Übrigens war ein Winkel φ zwischen einer Abtastrichtung des Strahls und der Hauptachse der Ellipse 0º, d. h. die Abtastrichtung des Strahls war parallel zur axialen Richtung der Hauptachse der Ellipse.
Laser: Impulse-YAG-Laser (Wellenlänge von 1,06 um) Multimode
Wiederholfrequenz 14 PPS
Laserausgabewellenform: zweistufige Wellenform
Spitzenausgabe (erste Stufe) 1,52 kW
(zweite Stufe) 0,58 kW
Impulsbreite (erste Stufe) 10 msek.
(zweite Stufe) 10 msek.
Durchschnittsausgabe 294 W
Optisches System: Brennweite f 120 mm
Brennpunkt wie Fokus Strahlgestalt bzw. -form kreisförmig (Durchmesser 1,1 mm)
Die Kombinationslinse, die zweifach plan-konvex angeordnet ist, wie es in Fig. 11B gezeigt ist, oder die Einzellinse, deren beide Seiten in Fig. 11A konvex zusammengesetzt wurden, können als Beispiel eines optischen Systems angeführt werden, durch welches solche Abschnitte einen runden Strahl erzeugen.
Zum Bewerten bzw. Auswerten der so gebildeten Schweißnähte wurden die Zustände der Risse in den geschweißten Oberflächen und der Risse oder Blasen des Inneren der Schweißnähte mikroskopisch beobachtet.
Weiterhin wurde ein Biegetest mit konstantem Versatz, bei welchem ein Werkstück einer Biegung mit konstantem Versatz unterzogen wurde, durchgeführt. Auf dieselbe Weise wurde der Zustand der Risserzeugung mikroskopisch untersucht. Übrigens wurden beim Biegetest mit konstantem Versatz Risse parallel zu einer Schweißverbindungsrichtung im Schweißteil erzeugt. In diesem Fall wurden dann, wenn die Erstarrungsrisse im Schweißteil erzeugt wurden, die jeweiligen Erstarrungsrisse aufgrund der Biegespannung in lineare Risse entwickelt, und dieser Zustand wurde als die langen Risse parallel zur Schweißrichtung beobachtet. Andererseits wurden dann, wenn die Erstarrungsrisse im Schweißteil nicht vorhanden waren, weil die Risse in verschiedenen Teilen erzeugt wurden, die kurzen Risse in verschiedenen Teile verstreut erzeugt.
Die Ergebnisse der Beobachtung (außer für die Oberflächenbeobachtung vor dem Biegetest mit konstantem Versatz) sind in den Fig. 2 bis 5 gezeigt. Fig. 2 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 20º beim ersten Beispiel 1 erhalten wird. Fig. 3 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 30º beim zweiten Beispiel 2 erhalten wird. Fig. 4 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 20º beim ersten Beispiel 1 nach dem Biegetest mit konstantem Versatz erhalten wird. Fig. 5 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 30º beim zweiten Beispiel 2 nach dem Biegetest mit konstantem Versatz erhalten wird.
Die folgende Tatsache wurde aus diesem Ergebnis gesehen. Das bedeutet, dass es keinen langen Riss in irgendeiner der Proben über die Oberflächenbeobachtung des Schweißteils gab. Es wurde durch die Oberflächenbeobachtung herausgefunden, dass die Erstarrungsrisse unterdrückt wurden. Ebenso wurde aus den Ergebnissen des Biegetests mit konstantem Versatz herausgefunden, dass die Risse um so mehr verstreut werden würden, um so größer der Neigungswinkel θ ist, und somit die Erzeugung von Erstarrungsrissen unterdrückt werden würde.

Vergleiche 1 und 2

Die Experimente wurden auf dieselbe Weise wie bei den vorangehenden Beispielen durchgeführt, außer dass ein kreisförmiger Laserstrahl auf ein Werkstück unter einem Neigungswinkel θ von 0º (d. h. die Elliptizität ist e = 1, der kreisförmiger Laserstrahl wurde nicht geändert) beim Vergleich 1 und von 10º (die Elliptizität ist e = 0,98) beim Vergleich 2 gestrahlt wurde. Auf dieselbe Weise wurden die Ergebnisse beobachtet.
Die Ergebnisse (außer für die Oberflächenbeobachtung vor dem Biegetest mit konstantem Versatz) sind in den Fig. 6 bis 9 gezeigt. Übrigens ist Fig. 6 eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 0º beim Vergleich 1 erhalten wird. Fig. 7 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 10º beim Vergleich 2 erhalten wird. Fig. 8 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 0º nach dem Biegetest mit konstantem Versatz beim Vergleich 1 erhalten wird. Fig. 9 ist eine mikroskopische fotografische Ansicht, die eine Schweißnahtausbildung an einem parallelen Querschnitt des geschweißten Werkstücks zeigt, die durch die Schweißbedingung des Strahlneigungswinkels θ = 10º nach dem Biegetest mit konstantem Versatz beim Vergleich 2 erhalten wird.
Aus diesen Ergebnissen der Oberflächenbeobachtung der Abtastungen wurde herausgefunden, dass lange Risse in der geschweißten Oberfläche erzeugt wurden. Aus der Oberflächenbeobachtung wurde herausgefunden, dass die Erstarrungsrisse erzeugt wurden. Dies wurde durch die Oberflächenbeobachtung des Biegetests mit konstantem Versatz bestätigt. Das bedeutet, dass es gemäß der Oberflächenbeobachtung durch den Biegetest mit konstantem Versatz eine Entwicklung eines großen Risses gab. Es wurde herausgefunden, dass die Erstarrungsrisse von der geschweißten Werkstückoberfläche zum tiefen Inneren entwickelt wurden.
Wie es oben beschrieben worden ist, ist es durch Bestrahlen eines Werkstücks mit einem Laserstrahl zum Schweißen unter einer spezifischen Bedingung, dass die Strahlgestalt in der Form einer Ellipse mit einer vorbestimmten Elliptizität an der Bestrahlungsoberfläche des Werkstücks ist, das aus einem Material hergestellt ist, das Metall enthält, wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung oder ähnliches, möglich, die Schweißdefekte, wie beispielsweise Schweißrisse, insbesondere Erstarrungsrisse, die durch die Anwendung des herkömmlichen Laserstrahls verursacht werden, merklich zu unterdrücken.

Claims

1. Ein Verfahren zum Bestrahlen eines Materials mit einem Laserstrahl zum Schweißen des Materials, umfassend die Schritte:

Erzeugen eines Laserstrahls; und

Bestrahlen einer äußeren Oberfläche des Materials mit dem Laserstrahl,

dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl eine Strahlgestalt in Form eines kreisförmigen Querschnitts hat, der Laserstrahl unter einem schrägen Winkel Θ von 16º < Θ < 90º relativ zu einer Normalen zur bestrahlten Oberfläche des Materials aufgestrahlt wird, um so auf der bestrahlten Oberfläche des Materials eine Strahlgestalt in Form einer Ellipse zu erhalten, und unter einer Im-Fokus-Bedingung ein Verhältnis e = Lmi/Lma zwischen der kleineren Achse (Lmi) und der größeren Achse (Lma) der Ellipse auf der Oberfläche des Materials folgende Bedingung erfüllt:

0 < e < 0,96.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Material Metall beinhaltet.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wie an Anspruch 1 angehängt, wobei die elliptische Strahlgestalt des Laserstrahls durch Aufstrahlen eines Laserstrahls mit kreisförmigem Querschnitt unter einem schrägen Winkel Θ von 16º < Θ < 45º relativ zu einer Normalen zur bestrahlten Oberfläche gebildet wird.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, wie an Anspruch 2 angehängt, wobei das Metall eine Aluminiumlegierung, eine Kupferlegierung, eine Titanlegierung und rostfreier Stahl ist.

5. Eine Laserschweißvorrichtung, umfassend:

einen Laserresonator mit einer Anregungslampe (101) und einem Laserstab (102) zum Erzeugen eines Laserstrahls,

eine Laserbestrahleinheit (109) mit einem optischen System (4a, 4b) zum Empfangen des im Laserresonator gebildeten Laserstrahls und zum Erzeugen eines Laserstrahls mit einem kreisförmigen Querschnitt, gekennzeichnet durch:

Stützmittel (110) zur Unterstützung und zum Neigen der Laserbestrahleinheit (109) mit ihrer Achse in eine schräge Richtung relativ zu einer Normalen zu einer bestrahlten Oberfläche eines Materials, so dass die Laserstrahlgestalt auf der bestrahlten Oberfläche elliptisch ist.