ES2616796T3

ES2616796T3 - Dispositivo para la unión de dos partes de pieza de trabajo con zonas de diferentes propiedades mediante una soldadura de irradiación láser y un homogeneizador

Info

Publication number: ES2616796T3
Application number: ES13189207.7T
Authority: ES
Inventors: Werner Wollmann; Christoph Steiner; Wilfried Krämer; Alexander Voitsch
Original assignee: Jenoptik Automatisierungstechnik GmbH
Current assignee: Jenoptik Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: EP2724812A1; DE102012110165A1; CN103770324B; US20140110383A1; CN103770324A; US9321127B2; EP2724812B1

Abstract

Dispositivo para la unión de dos partes de pieza de trabajo (11, 12) en una pieza de trabajo mediante soldadura de irradiación, por cordones de soldadura (13) que transcurren en un patrón de cordón de soldadura predefinido, en zonas (B1, B2) de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo, con un alojamiento (4), que está diseñado para posicionar dos partes de pieza de trabajo (11, 12), extendidas en dirección x-y una con respecto a otra, en dirección x, y y z de un sistema de coordenadas cartesiano, con una fuente de rayo láser (2) dirigida con su dirección de irradiación sobre el alojamiento (4) y con ello sobre partes de pieza de trabajo (11, 12) posicionadas en este, que se compone de una multitud de emisores de rayo láser dirigibles individualmente, dispuestos en dirección x uno junto al otro, con un equipo de transporte (5) para el transporte relativo de la fuente de rayo láser (2) al alojamiento (4) en dirección y, así como con una unidad de almacenamiento y de mando (6), caracterizado por que después de la fuente de rayo láser (2) en dirección de irradiación está dispuesto un homogeneizador (3), en el que al menos están previstos dos canales de reflexión (33) que transcurren paralelos uno al otro en dirección y, que atraviesan con una profundidad de canal (T) completamente el homogeneizador (3) en dirección z, que están dimensionados de manera correspondiente a un patrón de cordón de soldadura predefinido y dispuestos uno con respecto a otro, y a los al menos dos canales de reflexión (33) está asignado en cada caso uno de los emisores de rayo láser de diferente potencia láser (21.1, 21.2), por que los canales de reflexión (33) presentan superficies de pared de canal (34) reflectoras opuestas, en las que al menos una parte de la radiación láser (22) proveniente del emisor de rayo láser (21.1, 21.2) asignado se refleja varias veces de un lado a otro, por que los emisores de rayo láser de diferente potencia láser (21.1, 21.2) comprenden al menos emisores de rayo láser de una potencia láser (21.2) comparativamente menor y emisores de rayo láser de una potencia láser (21.1) comparativamente más alta, para en caso de un tiempo de actuación igual en cada caso de radiación láser (22) que se emite poder generar al mismo tiempo cordones de soldadura (13) paralelos de la misma calidad en zonas (B1, B2) de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo (11, 12), por que las superficies de pared de canal (34) están dispuestas de manera angular con respecto a la dirección de irradiación de la fuente de rayo láser (2), de modo que la radiación láser (22) reflejada en las superficies de pared de canal (34) presenta un ángulo de reflexión más agudo, por lo que la cantidad de reflexiones de la radiación láser (22) se puede aumentar y por que las superficies de pared de canal (34) que forman un canal de reflexión (33) en el homogeneizador (3) se pueden intercambiar individualmente y se pueden posicionar libremente.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo para la union de dos partes de pieza de trabajo con zonas de diferentes propiedades mediante una soldadura de irradiacion laser y un homogeneizador

La invencion se refiere a un dispositivo para unir preferentemente partes de pieza de trabajo con extension de superficie grande por cordones de soldadura mediante soldadura de irradiacion de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 (vease, por ejemplo, el documento DE10 2010 007 717 A1).

En principio, para la soldadura de irradiacion se juntan dos partes de pieza de trabajo que se unen una con otra de tal manera, que estas a lo largo de al menos una zona de contacto directamente se tocan. Solo en el interior de una zona de contacto de este tipo se pueden soldar las partes de pieza de trabajo unas con otras. Las uniones soldadas resultantes pueden tener forma de llnea o ser planiformes. La zona por la que se genera la union soldada, a menudo tambien se denomina como zona de junta. En el caso de soldadura de irradiacion la primera parte de pieza de trabajo transmite para la radiacion laser y esta dirigida a una fuente laser. La segunda parte de pieza de trabajo es absorbente para la radiacion laser. La radiacion laser penetra la primera parte de pieza de trabajo, incide sobre la superficie de la segunda parte de pieza de trabajo, se absorbe en una zona contigua a la superficie y se transforma en energla termica. La correspondiente zona de la segunda parte de pieza de trabajo se funde, llevando por la conduccion termica a que se funda tambien una zona contigua de la primera parte de pieza de trabajo y con ello a una union con union de materiales de ambas partes de pieza de trabajo a una pieza de trabajo.

Cuando ambas partes de pieza de trabajo se deben unir una con otra por una zona de junta, que es mas pequena que la zona de contacto, entonces se debe limitar el impacto de la radiacion laser sobre la zona de junta, para evitar una soldadura tambien de otras zonas dentro de la zona de contacto.

En el documento de patente EP 997 261 se desvela un procedimiento, con el que se unen dos partes de pieza de trabajo mediante soldadura de irradiacion en una zona de junta una con otra. A este respecto se cubre la superficie libre de una parte de pieza de trabajo que transmite por una mascara permeable a la luz laser y la mascara se expone por radiacion laser en forma de una pantalla laser, que se genera por colimacion y enfoque de la radiacion laser de una o varias fuentes laser. La mascara esta perforada con correspondencia a la zona de junta, por lo que aquellas zonas de la zona de contacto, que no se deben unir una con otra, estan sombreadas. La radiacion laser sombreada por la mascara se reflecta.

La radiacion laser impacta a lo largo de una llnea laser sobre la superficie de la parte de pieza de trabajo absorbente, pudiendo estar la llnea laser subdividida por la conformacion de una mascara en secciones de llnea. Cuando la mascara esta perforada con correspondencia a una seccion de llnea, entonces la seccion de llnea se ilumina con toda la potencia de la radiacion laser; en el caso de una mascara no perforada la correspondiente seccion de llnea permanece no iluminada. Las partes de pieza de trabajo y la llnea laser se mueven relativamente unas a la otra, por lo que la llnea laser se pasa por las zonas de junta. A este respecto la llnea laser constantemente se amoldada a la situation y a la extension de las zonas de junta sobrepasadas en un momento. La extension de la pantalla laser, y con ello la extension maxima de la llnea laser, se puede ajustar por un cambio de la distancia de trabajo de fuente laser y mascara. Ademas, la iluminacion de la llnea laser se puede amoldar, por que se cambia la potencia de la radiacion laser.

Es desventajoso energeticamente hablando, que una parte de la radiacion laser emitida no se use y ademas se reflecte mas o menos difusa, lo que significa una carga termica aumentada del dispositivo o de la fuente laser y ademas requiere medidas de protection de trabajo. Ademas, para un uso distinto puede ser desventajoso, que no esten previstos medios, con los que se puede influenciar la distribution de la densidad de potencia de la radiacion laser sobre la superficie de pieza de trabajo.

Un dispositivo en el que esta desventaja se puede remediar, se conoce por el documento abierto a inspection publica DE 100 07 391 A1. Con el dispositivo aqul presentado se puede influenciar tanto la distribucion de la densidad de potencia como tambien la forma de la mancha focal generada sobre la pieza de trabajo.

Para esto se dispone un modulador de rayo plano o con resolution espacial para la generation de una distribucion de la densidad de potencia definible entre la fuente de rayo laser y la pieza de trabajo. La resolucion espacial lograda por el modulador de rayo se logra por una matriz de celulas que se pueden activar individuales dispuestas en un nivel, que esta dispuesta vertical a este nivel en la trayectoria de rayos de la fuente de rayo laser. Segun la cantidad de celulas una radiacion laser que proviene de la fuente de rayos laser se separa en rayos parciales individuales. Con cada una de estas celulas independientes una de otra se puede influenciar la transmision del correspondiente rayo parcial. Con ello en la zona de la matriz se puede ajustar de manera precisa la distribucion de la densidad de potencia del rayo laser competo sobre el corte transversal del canal, antes de que impacte sobre la pieza de trabajo.

Para la modulation de los rayos parciales, las celulas presentan o bien un espejo microscopico que se puede mover o un micro-polarizador o estan realizadas como celulas de cristal llquido. Con estos equipos la transmision de cada

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celula se puede ajustar con progresion continua desde un paso maximo hasta la completa interrupcion de radiacion. De esto resultan multiples posibilidades en el procesamiento de material secuencial o simultaneo. En una realizacion del dispositivo tiene lugar por ejemplo un procesamiento simultaneo de la pieza de trabajo en una superficie limitada por el modulador de rayo, por que al mismo tiempo solo se liberan los rayos parciales, que son necesarios para el procesamiento de un contorno plano dispuesto en la pieza de trabajo. Por una graduacion de la transmision de las celulas liberadas individualmente entre si, tiene lugar al mismo tiempo el ajuste de una distribucion de la densidad de potencia uniforme en el recorrido de todo el contorno.

Ya que el modulador de rayo esta dispuesto directamente en la trayectoria de rayos, los materiales usados para su estructuracion deben presentar una barrera de destruccion lo mas alta posible. Para evitar, que una radiacion laser que impacta sobre el modulador de rayo, que por norma general presenta heterogeneidades en su perfil de rayo, que puntualmente ya pueden encontrarse cerca de la barrera de destruccion, y para aumentar el margen dinamico del modulador de rayo, son necesarias medidas adicionales, que homogeneizan la radiacion laser incluso antes de impactar sobre el modulador de rayo. Las altas exigencias en cuanto a las propiedades del material y a la estructura funcional del modulador de rayo, el uso de instrumentos opticos adicionales para homogeneizar la radiacion laser que impacta sobre el modulador de rayo y la elaboracion de un manejo necesario evidencian un esfuerzo no insignificante en la fabricacion del dispositivo. Ademas, el principio que se usa aqul solo se puede usar de manera practica en el procesamiento de piezas de trabajo mas pequenas.

En un dispositivo desvelado en el documento abierto a inspeccion publica DE 10 2010 007 717 A1 se describe una posibilidad claramente sencilla, con la que puede tener lugar la union de dos partes de pieza de trabajo planas por una zona de contacto extendida de superficie grande en varias zonas de junta mediante una fuente de rayo laser en forma de llnea, que se compone de varios radiadores individuales dirigibles, sin usar una mascara.

El dispositivo comprende un soporte (aqul: alojamiento), que esta disenado para posicionar dos partes de pieza de trabajo que se extienden de manera plana en direccion x-y una a otra, un esquema de llneas dirigido al alojamiento, alineado en direccion x (aqul: fuente de rayo laser), se compone de una multitud de radiadores individuales dirigibles, preferentemente emisores de rayo laser, que juntos forman un esquema de llneas, un equipo para el transporte relativo del esquema de llneas al alojamiento en direccion y, as! como un manejo para el accionamiento con resolucion espacial de los radiadores individuales. De acuerdo con un ejemplo de realizacion el esquema de llneas se compone de diodos laser, que estan dispuestos uno al lado del otro en direccion a su eje lento y cuya radiacion laser en direccion al eje rapido colima por una lente cillndrica en direccion de irradiacion, que corresponde a la direccion z.

El esquema de llneas que reviste completamente la zona de contacto en una direccion de extension genera una pantalla laser, que respecto a las partes de pieza de trabajo lleva a cabo un movimiento relativo y a este respecto pasa completamente por encima de la zona de contacto en su segunda direccion de extension. Por un direccionamiento preciso de los diodos laser individuales durante el movimiento relativo solo se exponen las zonas de junta dentro de la zona de contacto con una correspondiente potencia laser. Las zonas fuera de la zona de junta permanecen sin influencia por la potencia laser y por ello no necesitan ser mascaradas.

Con esto se ha podido encontrar una solucion energetica comparativamente economica para soldar piezas de trabajo mas grandes. Sin embargo, la radiacion laser impacta sin influencia sobre las partes de pieza de trabajo, por lo que estas por norma general presentan una distribucion de la densidad de potencia no homogenea en forma de perfil de gauss. Por ello no es posible generar zonas de junta muy/fuertemente contorneadas con una fusion homogenea, por ejemplo, en forma de cordones de soldadura estrechos, cerrar. A menudo hay exigencias en cuanto a zonas de junta muy/fuertemente contorneadas por norma general, cuando las zonas de junta se pueden percibir visualmente determinan tambien el aspecto de una pieza de trabajo. Hay exigencias en cuanto a una fusion homogenea, cuando las partes de pieza de trabajo deben unirse una con otra de manera obturadora.

En el documento DE 10 2011 055 203.0 no publicado previamente se describe un dispositivo para la union de dos partes de pieza de trabajo mediante soldadura de irradiacion, en la que hay subordinada despues de una fuente de rayo laser en direccion de los rayos un homogeneizador, que al menos presenta un canal de reflexion en general en direccion z, que en su forma de corte transversal y en su disposicion corresponde al recorrido de un cordon de soldadura deseado, como debe introducirse en dos partes de pieza de trabajo, que se deben unir una con otra, posicionadas debajo del homogeneizador. La fuente de rayo laser comprende una multitud de que forma un esquema de llneas y emisores individuales que se pueden activar individualmente. El esquema de llneas esta alineado en direccion x y se puede usar relativamente al homogeneizador en direccion y.

El propio homogeneizador no es transparente para la radiacion laser, de modo que solo la transmite por los canales de reflexion a las partes de pieza de trabajo. De manera ventajosa por momentos deben activarse los emisores individuales, mientras que su radiacion se capta en un canal de reflexion.

Los canales de reflexion presentan paredes de canal paralelos o inclinados unos a otros. El homogeneizador tambien puede servir como cuerpo de presion para la generacion de una presion de soldadura entre ambas partes de pieza de trabajo.

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Por el documento EP 0 282 593 A1 se desvela un homogeneizador, que esta antepuesto a una fuente laser en direccion de irradiacion, de modo que la radiacion laser se dirige por el homogeneizador sobre las piezas de trabajo que se deben unir. En el homogeneizador estan dispuestas superficies de paredes de canal reflectoras, que se pueden disponer de manera angular alrededor de un angulo, por lo que se generan las reflexiones multiples de la radiacion laser. Por un ajuste del angulo al mismo tiempo en ciertos llmites se puede influenciar la distribucion de la potencia laser sobre la pieza de trabajo. Para la refrigeracion necesaria del homogeneizador estan previstos canales de refrigeracion, en los que el agua se conduce medio de refrigeracion. Ya que esta manera de refrigeracion condiciona una conexion a un correspondiente conducto de abastecimiento, los angulos realizables estan limitados.

El documento DE 100 46 361 A1 desvela un dispositivo para la soldadura de irradiacion, en la que la radiacion laser en una primera distribucion de intensidad se conduce mediante un medio formador de radiacion, que actua tambien como homogeneizador, en distribucion de intensidad de una segunda distribucion de intensidad.

La revelacion del documento DE 100 46 361 A1 indica, que se puede lograr una distribucion homogenea de una radiacion laser y con ello un cordon de soldadura homogeneo y uniforme, por que la radiacion laser de dirige por la cantidad de orificios longitudinales dispuestos uno al lado del otro de una pantalla con orificios. Los rayos perifericos sobrepuestos se suman con respecto a su efecto, por lo que se logra una llnea laser bastante uniforme.

De ninguno de los dispositivos anteriormente mencionados se puede deducir, que estos sean indicados y esten previstos para soldar partes de pieza de trabajo, que presentar por su extension un grosor de material diferente, componerse de diferentes materiales o sino presenta cordones de soldadura en diferentes niveles de soldadura y con ellos diferentes distancias a la fuente de rayo laser.

La invencion tiene como objetivo crear un dispositivo para la soldadura de irradiacion, preferentemente partes de pieza de trabajo extendidas de superficie grande con diferente grosor de material y/o se compone de diferentes materiales, con el que se pueden fabricar cordones de soldadura que se pueden reproducir, con una limitacion afilada y una fusion homogenea.

Tambien se deben unir partes de pieza de trabajo extendidas de superficie grande por cordones de soldadura, con la calidad mencionada, en diferentes niveles de soldadura. El dispositivo ademas debe presentar una estructura sencilla y hacer posible una ejecucion rapida del procedimiento de soldar con un pasando la radiacion laser unicamente una vez por encima de las partes de pieza de trabajo.

El objetivo de la invencion para un dispositivo para la union de dos partes de pieza de trabajo en una pieza de trabajo se consigue mediante soldadura de irradiacion, por cordones de soldadura que transcurren en un patron de cordon de soldadura predefinido, en zonas de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo, con un alojamiento, que esta disenado para posicionar dos piezas de trabajo extendidas en direccion x-y una hacia la otra en direccion x, y y z de un sistema de coordenadas cartesiano, con una fuente de rayo laser orientada al alojamiento y por tanto a las partes de pieza de trabajo posicionadas en este con su direccion de irradiacion, componiendose de una multitud de emisores de rayo laser dirigibles individuales, dispuestos uno al lado de otro en direccion x, con un equipo de transporte para el transporte relativo de la fuente de rayo laser del alojamiento, as! como con un equipo de almacenamiento y de mando, estando dispuesto un homogeneizador detras de la fuente de rayo laser en direccion de irradiacion, en el que al menos estan previstos dos canales de reflexion que transcurren paralelos uno al otro en direccion y, que penetran completamente con una profundidad de canal el homogeneizador en direccion z, que estan dimensionados correspondiente a un patron de cordon de soldadura predefinido y dispuestos uno a otro, y a los al menos dos canales de reflexion estan asignados emisores de rayo laser de diferente potencia laser.

El dispositivo de acuerdo con la invencion desvela, ademas, que las superficies de pared de canal estan dispuestas a la direccion de irradiacion de la fuente de rayo laser de manera angular, de modo que la radiacion laser reflectada en las superficies de pared de canal presenta un angulo de reflexion mas agudo, por lo que la cantidad de reflexiones de la radiacion laser se puede aumentar. Ademas, las superficies de pared de canal que forman un canal de reflexion se pueden intercambiar individualmente o posicionar libremente en el homogeneizador, vease la reivindicacion 1.

A este respecto, los canales de reflexion opuestos presentan superficies de pared de canal reflectoras, en las que al menos una parte de la radiacion laser proveniente del emisor de rayo laser asignado se refleja varias veces de un lado a otro. Los emisores de rayo laser de diferente potencia laser comprenden al menos emisores de rayo laser de una potencia laser comparativamente baja y emisores de rayo laser de potencia comparativamente mas alta. En el caso de un tiempo de actuacion igual de respectivamente radiacion laser que se emite, se pueden generar de esta manera al mismo tiempo cordones de soldadura paralelos de la misma calidad en zonas de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo.

Tambien es ventajoso disponer superficies de pared de canal directamente contiguas una a otra y angulares terminando en un canto comun dirigido contra la direccion de irradiacion de la fuente de rayo laser, que se estrecha formando una punta, para evitar perdidas de potencia laser.

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Tambien es ventajoso, cuando el homogeneizador presenta una estructura modular de grupos constructivos, que estan adaptados a las zonas de diferentes propiedades.

La invencion se explicara a continuacion con mas detalle mediante ejemplos de realizacion. En los dibujos pertenecientes se muestran:

la figura 1 la estructura principal de un dispositivo de acuerdo con la invencion,

la figura 2 la estructura principal del dispositivo para soldadura de partes de pieza de trabajo con zonas de

diferentes materiales y

la figura 3 la estructura principal del dispositivo para soldadura de partes de pieza de trabajo con zonas de

diferentes niveles de soldadura.

El dispositivo se puede adaptar de manera sencilla a las diferentes propiedades de las dos partes de pieza de trabajo que se deben unir una con otra, de las que una es una parte de pieza de trabajo 11 transparente para la radiacion laser 22 de una fuente de rayo laser 2 elegida y la otra una parte de pieza de trabajo 12 absorbente para la radiacion laser 22.

Para poder describir las diferentes propiedades en las partes de pieza de trabajo 11 o 12, las partes de pieza de trabajo 11, 12 a continuacion se subdividen en una primera zona B1 y una segunda zona B2, en las que se pueden diferenciar en al menos una o tambien en varias propiedades.

Ambas partes de pieza de trabajo 11, 12 pueden respectivamente o solo una de ellas componerse de zonas B1, B2 de diferente material, que presentan diferente conductibilidad termica y/o una diferente capacidad termica y/o para la radiacion laser 22 absorben de manera diferente. Para fabricar en las zonas B1, B2 de diferente material cordones de soldadura 13 de igual calidad, es necesaria entonces una penetracion de energla de diferente magnitud.

Las partes de pieza de trabajo 11, 12 respectivamente o solo una de ellas pueden ser as! llamadas piezas 3D, que presentan dispuestas en un alojamiento 4 del dispositivo en direccion a la radiacion laser 22 al menos dos zonas B1, B2, o bien de diferente grosor o de una distancia diferente a la fuente de rayo laser 2 del dispositivo. Cuando la primera corresponde a la parte de pieza de trabajo 11 transparente, la radiacion laser 22, debido a la transmision diferente en la parte de pieza de trabajo 11 transparente impacta con intensidad diferente sobre la parte de pieza de trabajo 12 absorbente. Cuando la segunda corresponde a la pieza de trabajo 12 absorbente, la radiacion laser 22, debido a la distancia diferente a la fuente de rayo laser 2, tambien impacta con intensidad diferente sobre la parte de pieza de trabajo 12 absorbente.

Para unir partes de pieza de trabajo con al menos dos zonas B1, B2 de diferentes propiedades, como se han explicado anteriormente mencionado, por cordones de soldadura 13 de igual calidad, hay que dirigir sobre las zonas B1, B2 de diferentes propiedades radiacion laser 22 de igual intensidad por un tiempo de actuacion de diferente duracion o radiacion laser 22 de diferente intensidad durante un mismo tiempo de actuacion. Para fabricar los cordones de soldadura 13 durante un unico movimiento relativo R con un mismo sentido de direccion entre la radiacion laser 22 y las partes de pieza de trabajo 11, 12 posicionadas en el alojamiento 4 unas a otras y a la radiacion laser 22, se realizan cordones de soldadura 13 en llnea recta, como cordones de soldadura 13 en angulo recto unos a otros que transcurren paralelos, transcurriendo cada cordon de soldadura 13 solo por una de las zonas B1, B2 de diferentes propiedades. A ese efecto un homogeneizador 3 descrito de manera detallada posteriormente, que esta dispuesto en direccion z del dispositivo, igual a la direccion de irradiacion de la fuente de rayo laser 2, detras de la fuente de rayo laser 2, comprende al menos dos canales de reflexion 33 que transcurren paralelos uno a otro en direccion y del dispositivo. Todos los canales de reflexion 33 forman juntos un patron de cordon de soldadura al igual que el patron, que se forma por todos los cordones de soldadura 13.

De esta manera la fuente de rayo laser 2, que se compone de una multitud de emisores de rayo laser dirigibles individuales, dispuestos uno al lado del otro en direccion x, o bien por la re-irradiacion de radiacion laser 22 de diferente intensidad por un mismo tiempo de actuacion o por la irradiacion de radiacion laser 22 de igual intensidad por tiempo de actuacion diferente, puede producir cordones de soldadura 13 de igual calidad en las zonas B1, B2 de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo 11, 12.

Para la fabricacion de cordones de soldadura 13 que transcurren paralelos en direccion y en las zonas B1, B2 la fuente de rayo laser 2 se concibe de tal manera, que para la potencia laser diferente comprende emisores de rayo laser disenado. Es decir, la fuente de rayo laser 2 comprende al menos dos grupos de emisores de rayo laser 21.1,

21.2 de diferente potencia laser, es decir, emisores de rayo laser de potencia laser comparativamente mas alta 21.1 y emisores de rayo laser de potencia laser comparativamente mas baja 21.2, pudiendo un grupo componerse aqul tambien de un solo emisor de rayo laser 21.1 o 21.2.

Para fabricar con una fuente de rayo laser 2 de este tipo en direccion x cordones de soldadura 13 que trascurren en llnea recta en las zonas B1, B2 de diferentes propiedades, se usa una penetracion de energla uniforme a lo largo de los cordones de soldadura 13 por un tiempo de funcionamiento diferenciado de los emisores de rayo laser 21.1; 21.2 individuales de los grupos.

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Un ejemplo de realizacion ventajoso para un dispositivo de acuerdo con la invencion para la fabricacion de varios cordones de soldadura 13 paralelos unos a otros o varios que para ello transcurren en angulo recto en las zonas B1, B2 de diferentes propiedades se describe a continuacion.

Con esta primera forma de realizacion del dispositivo, por ejemplo, se puede soldar una pieza de trabajo, en la que zonas B1, B2 de diferentes propiedades se forman por partes de pieza de trabajo 11, 12 rectangulares que se extienden de manera plana en direccion x e y, por las que se forman parte de pieza de trabajo 11 transparentes de diferente grosor. La parte de pieza de trabajo 11 transparente presenta una primera zona B1 con un grosor d1 comparativamente mayor y una segunda zona B2 con un grosor d2 comparativamente menor.

En la figura 1 esta representado un dispositivo de acuerdo con la invencion de acuerdo con el primer ejemplo de realizacion. Todas las formas de realizacion del dispositivo comprenden esencialmente una fuente de rayo laser 2, un homogeneizador 3, un alojamiento 4 para sujetar la union de las partes de pieza de trabajo 11, 12, un equipo de transporte 5 y un equipo de almacenamiento y de mando 6. Las formas de realizacion se diferencian en la conformacion del homogeneizador y en la realizacion de la fuente de rayo laser 2.

Como esta representado en la figura 1, el dispositivo presenta el homogeneizador 3, que se usa para generar el patron del patron de soldadura 13. El homogeneizador 3 por norma general es una herramienta en forma de paraleleplpedo, que esta conformada de manera correspondiente a la extension y a la forma tridimensional de las partes de pieza de trabajo 11, 12, as! como del patron de los cordones de soldadura 13. Esta dispuesto entre la fuente de rayo laser 2 dirigida en direccion z en el alojamiento 4 y la parte de pieza de trabajo 11 transparente que se encuentra en el alojamiento 4 y canaliza la radiacion laser 22 que saliente de la fuente de rayo laser 2, correspondiente al patron de los cordones de soldadura 13, por los canales de reflexion 33 a las partes de pieza de trabajo 11, 12.

Dependiendo del patron de los cordones de soldadura 13 el homogeneizador 3 presenta una correspondiente cantidad de canales de reflexion 33. Los canales de reflexion 33 penetran el homogeneizador 3 en direccion z, desde un lado superior 31 dirigido a la fuente de rayo laser 2 hasta un lado inferior 32 dirigido a la parte de pieza de trabajo 11 transparente del homogeneizador 3, de modo que tambien la radiacion laser 22 emitida en direccion z penetra en los canales de reflexion 33 y puede impactar sobre las partes de pieza de trabajo 11, 12. Todas las otras zonas del homogeneizador 3 no son transparentes para la radiacion laser 22 usada y cubren las partes de pieza de trabajo 11, 12 respecto a la radiacion laser 22. Por este motivo, el homogeneizador 3 tambien esta realizado al menos tan grande, que puede cubrir las partes de pieza de trabajo 11, 12 en su extension x e y.

Las superficies restantes en el lado inferior 32 del homogeneizador 3, entre las aberturas de los canales de reflexion 33, si pueden aplicar sobre la parte de pieza de trabajo 11 transparente. El homogeneizador 3 con esto al mismo tiempo se puede usar como un sujetador para ambas partes de pieza de trabajo 11, 12, con el que se ajusta una rendija cero necesaria para generarse una union soldada entre las superficies superiores superpuestas y que se sueldan de las partes de pieza de trabajo 11, 12 y se fijan con las partes de pieza de trabajo 11, 12 en el alojamiento 4.

Para posicionar las partes de pieza de trabajo 11, 12 en una situacion definida y estable una a otra y opuestas a la fuente de rayo laser 2, el alojamiento 4 presenta una cavidad con una superficie de suelo plana y con un borde que se encuentra respectivamente vertical, en los que en principio se coloca la parte de pieza de trabajo 12 absorbente y ademas la parte de pieza de trabajo 11 transparente.

De manera correspondiente a las zonas B1, B2 de diferentes propiedades, esta estructurado el homogeneizador 3 en la figura 1 de dos grupos constructivos amoldados correspondientemente.

Un primer grupo constructivo 35 amoldado para la zona B1, con el que se genera en la zona del borde de las partes pieza de trabajo 11, 12 un cordon de soldadura 13 perimetral, por lo tanto, determina las dimensiones exteriores del homogeneizador 3 y al mismo tiempo forma un soporte para otros grupos constructivos. Por norma general tambien en otras realizaciones del dispositivo se usa el grupo constructivo exterior del homogeneizador 3 como soporte, ya que de esta manera se garantiza un acceso libre de la radiacion laser 22 a otros grupos constructivos.

El primer grupo constructivo 35 se compone de una pared de canal 35.2 interior vertical y una pared de canal 35.1 exterior, estando la pared de canal 35.2 interior dispuesta dentro de la pared de canal 35.1 exterior y queda una distancia perimetral entre las paredes de canal 35.1 y 35.2. Por las paredes de canal 35.1; 35.2 del primer grupo constructivo 35 que se encuentran paralelas opuestas, se forma el canal de reflexion 33 para el cordon de soldadura 13 perimetral en la zona B1. Las paredes de canal 35.1; 35.2 presentan una alta calidad de superficie y estan realizadas como las superficies de pared de canal 34 reflectoras de radiacion laser 22. La union mecanica entre ambas paredes de canal 35.1; 35.2 distanciadas del primer grupo constructivo 35 se fabrica por cuatro almas 35.3 estrechos, que estan directamente dispuestos contiguos en el lado superior 31 del homogeneizador 3, dentro del canal de reflexion 33.

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De manera correspondiente a la forma rectangular de las partes de pieza de trabajo 11, 12 y del patron de cordon de soldadura mostrado en la figura 1 el canal de reflexion se compone de un primer grupo constructivo 35 esencialmente de dos secciones paralelas, orientadas en direccion x y dos paralelas, orientadas en direccion y lineales, que se juntan en los extremos y estan unidas con transiciones en forma de radios. Los radios a este respecto estan realizados lo mas pequenos posibles, de modo que al amoldar posteriormente la intensidad o del tiempo de actuacion de la radiacion laser 22 en la transicion entre las zonas B1, B2 de diferentes propiedades no tienen que seguir teniendose en cuenta.

Las superficies del lado superior 31 expuestas a la radiacion laser 22 del primer grupo constructivo 35 estan cubiertas con un absorbedor 39 insensibles al calor, para evitar un calentamiento del homogeneizador 3. Para una configuracion limitada lo mas aguda posible del cordon de soldadura 13 las superficies de pared de canal 34 se conducen directamente sobre el lado superior de la parte de pieza de trabajo 11 transparente. La distancia entre las superficies de pared de canal 34 en el lado inferior 32 del homogeneizador 3 determina la anchura del cordon de soldadura 13.

Para el alojamiento del homogeneizador 3 en el dispositivo las superficies envolventes que se encuentran en el exterior de la pared de canal 35.1 exterior presentan un reborde 37 dispuesto horizontal perimetral, en el que esta fijado el homogeneizador 3. Para el alojamiento de otros grupos constructivos, la superficie interior de la pared de canal 35.2 interior que senala al centro del primer grupo constructivo 35 tambien esta provista de un reborde 37 dispuesto horizontal perimetral, que se usa como soporte para otros grupos constructivos.

Con un segundo grupo constructivo 36 dispuesto en el interior del primer grupo constructivo 35 se generan los cordones de soldadura 13 amoldados a la zona B2 de las partes de pieza de trabajo 11, 12.

El segundo grupo constructivo 36 contiene un bastidor 36.3, que se apoya y fija en el reborde 37 en la superficie interior de la pared de canal 35.2 interior del primer grupo constructivo 35. La limitacion exterior de los cordones de soldadura 13 entro de la zona B2 tiene lugar por una pared de canal 36.1 exterior horizontal y correspondiente al bastidor 36.3 perimetral del segundo grupo constructivo 36, que se extiende partiendo del bastidor 36.3 en direccion z hasta la superficie superior de la parte de pieza de trabajo 11 transparente. La pared de canal 36.1 exterior del segundo grupo constructivo 36 forma una especie de pozo de luz, por el que la radiacion laser 22 en la zona B2 puede impactar sobre las partes de pieza de trabajo 11, 12. En el lado interior de la pared de canal 36.1 exterior del segundo grupo constructivo 36 configura a este respecto las superficies de pared de canal 34 altamente reflectoras para la radiacion laser 22.

Debido a la gran superficie, que comprende la pared de canal 36.1 exterior que forma el pozo de luz del segundo grupo constructivo 36, en la zona B2 se necesitan varios cordones de soldadura 13 para la fabricacion de una union soldada entre las partes de pieza de trabajo 11 y 12. El patron consiste en varios cordones de soldadura 13 orientados lineales en direccion y, que estan distribuidos en distancias regulares por una superficie de la zona B2. Ya que los cordones de soldadura 13 de un patron siempre estan dispuestos unos a otros en angulo recto, principalmente no tiene importancia, si estos estan orientados en direccion x o y, mientras que por la conformacion del patron de los cordones de soldadura 13 se pueda alcanzar una solidez deseada de la union soldada.

Para generar los cordones de soldadura 13 que transcurren paralelos en direccion y en distancias regulares en la zona B2, se divide el pozo de luz en canales de reflexion 33 individuales. La division tiene lugar mediante paredes de canal 36.2 interiores verticales, que estan alineadas en direccion y. Las paredes de canal 36.2 interiores del segundo grupo constructivo 36 de manera correspondiente al patron que se debe generar, que rellena la zona B2, de los cordones de soldadura 13 individuales o bien colgado desde el lado superior 31 en el pozo de luz y fijado en el bastidor 36.3 o introducido desde el lado inferior 32 en el pozo de luz o bien se unen con la pared e cabal 36.1 exterior del segundo grupo constructivo 36. Por esta manera de division se hace posible una conformacion sencilla y flexible del patron de los cordones de soldadura 13 en la zona B2.

Las superficies de pared de canal 34 reflectoras se realizan mediante chapas pulidas, con las que se revisten las paredes de canal 36.2 interiores que sirven como estructura de sustentacion del segundo grupo constructivo 36. Por las distancias que quedan entre las superficies de pared de canal 34 que estan opuestas de dos paredes de canal

36.2 interiores en el lado inferior 32 del segundo grupo constructivo 36, se ajusta la anchura de los cordones de soldadura 13 en la zona B2.

Con correspondencia a la diferencia del grosor d1 en comparacion mas grande en la zona B1 y del grosor d2 en comparacion mas pequeno en la zona B2 de la parte de pieza de trabajo 11 transparente sobresalen las paredes de canal 36.1 y 36.2 del segundo grupo constructivo 36 en el lado inferior 32 en direccion z desde el primer grupo constructivo 35. Ya que el segundo grupo constructivo 36 se encuentra en el interior del primer grupo constructivo 35, el lado superior 31 del segundo grupo constructivo 36 esta mas alejado de la fuente de rayo laser 2 que el lado superior 31 del primer grupo constructivo 35.

Las superficies de pared de canal 34 opuestas de dos paredes de canal 36.2 interiores del segundo grupo constructivo 36 no transcurren verticales, sino que estan ligeramente anguladas. Por ello las aperturas de entrada de

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los canales de reflexion 33 dirigidas al lado superior 31 son mas grandes que las aperturas de salida dirigidas al lado inferior 32. El corte transversal de los canales de reflexion 33 configurado entre las paredes de canal 36.2 interiores del segundo grupo constructivo 36 en direction x y z por lo tanto tiene forma de embudo. Entre las aperturas de salida de los canales de reflexion 33 el segundo grupo constructivo 36 presenta un lado inferior 32 cerrado, con el que el homogeneizador 3 se aplica sobre la superficie de la parte de pieza de trabajo 11 transparente y la parte de pieza de trabajo 11 se fija sobre la parte de pieza de trabajo 12 absorbente.

Por encima del homogeneizador 3 esta fijada la fuente de rayo laser 2 en un equipo de transporte 5, con el que la fuente de rayo laser 2 puede llevar a cabo el movimiento relativo R que transcurre en direccion y opuesta a las partes de pieza de trabajo 11, 12 y al homogeneizador 3. Como ya se ha descrito, la fuente de rayo laser 2 se compone de emisores de rayo laser individuales dirigibles de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta y de emisores de rayo laser de potencia laser 21.2 comparativamente mas baja, que estan dispuestos uno al lado de otro en direccion x. La disposition de los emisores de rayo laser 21.1, 21.2 tiene lugar en la fuente de rayo laser 2, correspondiente a la situation de las zonas B1, B2 de diferentes propiedades, en las partes de pieza de trabajo 11, 12. La distancia entre los emisores de rayo laser 21.1 21.2 individuales en direccion x esta seleccionada de tal manera, que a cada canal de reflexion 33 que transcurre en direccion y tiene al menos asignado un emisor de rayo laser 21.1 o 21.2.

La distancia en direccion z entre la fuente de rayo laser 2 y las partes de pieza de trabajo 11, 12 esta seleccionada al menos tan grande, que la radiation laser 22 de los emisores de rayo laser 21.1; 21.2 individuales limita directamente uno a otro o aparece solapando en la superficie de la parte de pieza de trabajo 12 absorbente, de modo que se puede realizar la exposition de un cordon de soldadura 13 que transcurre en direccion x ya sin reflexiones de la radiacion laser 22 en las superficies de pared de canal 34 de forma homogenea.

Debido al grosor d1 comparativamente mas grande, la zona B1 de la parte de pieza de trabajo 11 transparente para la radiacion laser 22 es menos transparente que la zona B2 con el grosor d2 comparativamente mas pequeno, de modo que la radiacion laser 22 en la zona B1 al penetrar la parte de pieza de trabajo 11 transparente presenta una perdida de intensidad mas alta que en la zona B2. Para compensar esta perdida de intensidad y poder soldar ambas zonas B1, B2 lo mas optimizado en cuanto a velocidad y al mismo tiempo durante el un movimiento relativo R de la fuente de rayo laser 2 en direccion y, en la zona B1 se usan los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta y en la zona B2 los emisores de rayo laser de potencia laser 21.2 comparativamente mas baja.

Ya que el cordon de soldadura 13 perimetral en la zona B1 tambien presenta secciones que transcurren en direccion x, que se extiende por toda la anchura de la zona B2, la fuente de rayo laser 2 en teorla solo deberla estar estructurada de emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta, cuya intensidad en la zona B2 se deberla reducir. Sin embargo, el uso exclusivo de los emisores de rayo laser 21.1 tambien aumentarla los costes de fabricacion.

Ya que la parte del camino necesario para la exposicion de las secciones del cordon de soldadura 13 orientadas en direccion x, en el movimiento relativo solo es muy baja, no es practico el uso de emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta en estas secciones. Por eso los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta solo se usan en las secciones del cordon de soldadura 13 que transcurren en direccion y en la zona B1. Las secciones del cordon de soldadura 13 que transcurren en direccion x en la zona B1 se sueldan, amoldando la intensidad o el tiempo de actuation, con los emisores de rayo laser de potencia laser 21.2 comparativamente mas baja que estan previstos para los cordones de soldadura 13 en la zona B2 con el grosor d2 comparativamente mas pequeno. La fuente de rayo laser 2 que se puede usar para este patron de cordon de soldadura de manera correspondiente esta estructurada de dos emisores de rayo laser exteriores, opuestos a las secciones del cordon de soldadura 13 de la zona B1 orientadas en direccion y, de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta y entre estos emisores de rayo laser 21.1, una cantidad de emisores de rayo laser, de potencia laser 21.2 comparativamente mas pequena, correspondiente a la cantidad de cordones de soldadura 13 de la zona B2.

Para poder influenciar la intensidad o el tiempo de actuacion dependiendo del patron de cordon de soldadura extendido en direccion x e y, es necesario un direccionamiento selectivo de los respectivos emisores de rayo laser 21.1 o 21.2 y un manejo del movimiento relativo R del equipo de transporte 5. El direccionamiento tiene lugar a este respecto por un equipo de almacenamiento y de mando 6.

Para la fabrication simultanea y con velocidad optimizada de cordones de soldadura 13 cualitativamente iguales en nas zonas B1, B2, es ventajoso, exponer las partes de pieza de trabajo 11, 12 a diferente tiempo de actuacion de la radiacion laser 22. Para ello en las zonas B1 y B2 tiene lugar un amoldamiento correspondiente de la velocidad del movimiento relativo R.

En el principio del movimiento relativo R para ello la velocidad se reduce tanto, que la radiacion laser 22 saliente de los emisores de rayo laser de potencia laser 21.2 mas baja alcanza la intensidad igual de alta, que saldrla de los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 mas alta. Con esta velocidad se pasa la section del canal de reflexion

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33 del primer grupo constructive 35 orientada en direction x. Los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta en este momento todavla no estan en funcionamiento. Despues de pasar esta primera section se conectan adicionalmente emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta y al mismo tiempo se aumenta el movimiento relativo R a una velocidad normal. Los emisores de rayo laser 21.1 y 21.2 entonces pasan con una velocidad optimizada los canales de reflexion 33 de los grupos constructivos 35 y 36 orientados en direccion y. Hasta que los emisores de rayo laser 21.2 no alcanzan la segunda seccion del canal de reflexion 33 del primer grupo constructivo 35 orientada en direccion x, no se vuelven a desconectar los emisores de rayo laser 21.1 y al mismo se ralentiza el movimiento relativo R hasta que tambien esta seccion se suelda.

El canal de reflexion 33 que transcurre por el primer grupo constructivo 35 presenta una determinada profundidad de canal T que transcurre en direccion z. Esta seleccionada de tal manera, que la radiation laser 22 que entra por norma general de manera divergente en los canales de reflexion 33 se entremezcla por reflexion de un lado a otro en las paredes de canal 34 reflectoras y paralelas y por ello impacta repartida de manera especialmente homogenea en la zona del cordon de soldadura 13 sobre las partes de pieza de trabajo 11, 12. El cordon de soldadura 13 se configura por ello tambien de manera muy homogenea.

La profundidad de canal T de los canales de reflexion 33 del segundo grupo constructivo 36 debido a la fijacion en el interior del primer grupo constructivo 35 es notablemente menor que la de los canales de reflexion 33 en el primer grupo constructivo 35. Sin embargo, ya que las superficies de pared de canal 34 en el segundo grupo constructivo 36 estan de manera angular, con una anchura del cordon de soldadura 13 comparable con el canal de reflexion 33 del primer grupo constructivo 35 se puede alcanzar el mismo efecto de homogeneizacion. Por el corte transversal en forma de embudo de los canales de reflexion 33 la cantidad esperada de radiacion laser 22 reflectada se un lado a otro se aumenta, se modo que tambien aqul se puede alcanzar una entremezcladura suficiente. Esto ocurre particularmente entonces, cuando como fuente de rayo laser 2 se emplean laseres de diodos de alta potencia que irradian directamente, que estan dispuestos en direccion y con el eje rapido. En el eje lento entonces orientado en direccion x, la radiacion laser 22 solo alcanza un angulo de divergencia de aproximadamente 0,5°, que serla demasiado pequeno para una homogeneizacion suficiente en los canales de reflexion 33 con menos profundidad de canal T.

Con las superficies de pared de canal 34 de manera angular ademas se logra, que por la apertura de entrada mas grande de los canales de reflexion 33 se puede concentrar una mayor parte de la radiacion laser 22 sobre los cordones de soldadura 13. De esta manera, en comparacion con superficies de pared de canal que estan en vertical, se puede obtener con la misma potencia laser una intensidad mas alta.

Las zonas del segundo grupo constructivo 36, que se encuentran en el lado superior 31 entre canales de reflexion 33 individuales, tambien se son alcanzadas por la radiacion laser 22. Para que en esta zona no se produzca un calentamiento del segundo grupo constructivo 36, estas zonas se cubren con deflectores 38 angulares y reflectores, que desvlan la radiacion laser 22 no utilizable en mas de 45° en direccion a la radiacion laser 22 y la conducen a absorbedores 39.

Para el caso que las distancias entre los cordones de soldadura 13 paralelos de la zona B2 fuesen lo suficientemente pequenas, tambien se pueden reunir las superficies de pared de canal 34 en el lado superior 31 en un canto conjunto estrecho, de modo que en direccion x las aperturas de entrada de los canales de reflexion 33 se colocan una directamente junto a otra. Por ello se puede prescindir del uno de los deflectores 38 y la parte de radiacion laser 22 que no utilizable se mantiene muy escasa.

En otro ejemplo de realization representado en la figura 2 todas las superficies de los lados inferiores 32 del primer grupo constructivo 35 y del segundo grupo constructivo 36 del homogeneizador 3 se encuentran en un nivel comun. Por ello se puede aplicar el homogeneizador 3 sobre todas las partes de pieza de trabajo 11 transparentes, que presentan una superficie plana.

Las zonas B1, B2 de diferentes propiedades se forman por el material de la pieza de trabajo 12 absorbente. Esta presenta en la zona B1 para la radiacion laser 22 usada una absorcion a1 comparativamente mas alta que en la zona B2 con una absorcion a2 comparativamente mas baja. La parte de pieza de trabajo 11 transparente se compone de un material homogeneo, que no presenta diferencias en la transparencia. La zona B1 se cubre por el primer grupo constructivo 35 y la zona B2 por el segundo grupo constructivo del homogeneizador 3.

Como esta representado en la figura 2, el homogeneizador 3 presenta el grupo constructivo 35 amoldado de manera correspondiente a la primera zona B1, por el que se realiza el canal de reflexion 33 para un cordon de soldadura 13 cerrado y que une la zona del borde de las partes de pieza de trabajo 11, 12 y el segundo grupo constructivo 36 amoldado correspondiente a la segunda zona B2, por el que se realizan los canales de reflexion 33 para varios cordones de soldadura 13 dispuestos paralelos y que unen el centro de las partes de pieza de trabajo 11, 12.

Debido a la absorcion a1 comparativamente alta en la zona B1 de la parte de pieza de trabajo 12 absorbente es necesaria una intensidad mas baja de la radiacion laser 22 para la configuration del cordon de soldadura 13 que en la zona B2 con la absorcion a2 en comparacion mas baja. Para compensar estas diferencias de intensidad y poder

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soldar ambas zonas B1, B2 lo mas optimizado en cuanto a velocidad y al mismo tiempo durante el un movimiento relativo R de la fuente de rayo laser 2, la fuente de rayo laser 2 se estructura de dos emisores de rayo laser exteriores, opuestos a las secciones de los canales de reflexion 33 del primer grupo constructivo 35 orientadas en direccion y, de potencia laser 21.2 comparativamente mas baja. A este respecto entre estos emisores de rayo laser

21.2 se estructuran una cantidad de emisores de rayo laser, de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta, correspondiente a la cantidad de canales de reflexion 33 del segundo grupo constructivo 36.

Para poder fabricar en el caso de intensidades que se mantienen igual de los diferentes emisores de rayo laser 21.1 y 21.2 en las diferentes zonas B1 y B2, con tiempo de procesamiento optimizado a pasar de cordones de soldadura 13 de igual calidad, las partes de pieza de trabajo 11, 12 se deben exponer a diferente tiempo de actuacion de la radiacion laser 22. Para ello en las zonas B1 y B2 tiene lugar un amoldamiento correspondiente de la velocidad del movimiento relativo R.

En el principio del movimiento relativo R para ello la velocidad se aumenta tanto, que la radiacion laser 22 saliente de los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 mas alta alcanza solo una intensidad, que corresponde a la intensidad saliente de la potencia laser 21.2 de los emisores de rayo laser comparativamente mas baja. Con esta velocidad se pasa la seccion del canal de reflexion 33 del primer grupo constructivo 35 orientada en direccion x. Despues de pasar esta seccion se rebaja el movimiento relativo R a la velocidad normal. Los emisores de rayo laser 21.1 y 21.2 entonces pasan con una velocidad optimizada los canales de reflexion 33 de los grupos constructivos 35 y 36 orientados en direccion y. Hasta que los emisores de rayo laser 21.1 alcanzan la segunda seccion del canal de reflexion 33 del primer grupo constructivo 35 orientada en direccion x, no se vuelve a aumentar el movimiento relativo R, hasta que tambien se suelda esta seccion.

Serla igualmente posible, en caso de una velocidad constante del movimiento relativo R, trabajar con intensidad reducida de la radiacion laser 22 saliente de la potencia 21.1 de los emisores de rayo laser comparativamente mas alta. En otro ejemplo de realizacion representado en la figura 3 el lado inferior del homogeneizador 3 presenta una diferencia significativa entre las distancias del primer grupo constructivo B1 y el segundo grupo constructivo B2 a la fuente de rayo laser 2. Un homogeneizador 3 de este tipo se puede usar para partes de pieza de trabajo 11, 12 moldeadas tridimensionales en direccion z.

Las zonas B1, B2 de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo 11, 12 se forman por la situacion de los cordones de soldadura 13 en diferentes niveles de soldadura, definiendose el nivel de soldadura por la distancia entre el cordon de soldadura 13 a la fuente de rayo laser 2 en direccion z. La zona B1 presenta una distancia s1 comparativamente corta y la zona B2 una distancia s2 comparativamente larga a la fuente de rayo laser 2.

Para el alojamiento de partes de pieza de trabajo 11, 12 de este tipo, el alojamiento 4 representado en la figura 3 presenta cavidades, topes, superficies o medios parecidos, que correspondientes a la forma tridimensional de las partes de pieza de trabajo 11, 12 estan moldeados o configurados y en los que se fijan las partes de pieza de trabajo 11, 12 en todas las tres direcciones del espacio.

Debido a la corta distancia s1 del nivel de soldadura en la primera zona B1 la radiacion laser 22 impacta con una intensidad mas alta sobre las partes de pieza de trabajo 11, 12 que en el nivel de soldadura mas alejado de la fuente de rayo laser 2 con la distancia s2 larga. Para la fabricacion de cordones de soldadura 13 de igual calidad hay que igualar las diferencias de intensidad que resultan en las diferentes distancias s1; s2. Para ello en la zona B1, se asignan los emisores de rayo laser de potencia laser 21.2 comparativamente menos y en la zona B2 los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta. La fuente de rayo laser 2 esta estructurada correspondientemente de dos emisores de rayo laser exteriores, opuestos a las secciones de los canales de reflexion 33 del primer grupo constructivo 35 orientadas en direccion y, de potencia laser 21.2 comparativamente mas baja y entre estos emisores de rayo laser 21.2, una cantidad de emisores de rayo laser, de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta, correspondiente a la cantidad de canales de reflexion 33 del segundo grupo constructivo 36.

La soldadura de las secciones del cordon de soldadura 13 orientadas en direccion x en la zona B1 con los emisores de rayo laser de potencia laser 21.1 comparativamente mas alta puede tener lugar en el ejemplo de realizacion descrito anteriormente.

Por supuesto tambien es posible, que con el dispositivo se puedan soldar partes de pieza de trabajo 11, 12, que presentan mas que solo dos zonas de diferentes propiedades o una combinacion de las tres zonas de diferentes propiedades antes mencionadas, cuando tiene lugar un amoldamiento correspondiente de la fuente de rayo laser 2 y un manejo correspondiente del movimiento relativo R y de los momentos de encendido y apagado de los emisores de rayo laser 21.1, 21.2 individuales por el equipo de almacenamiento y de mando 6.

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Lista de referencias

11: parte de pieza de trabajo transparente

12: parte de pieza de trabajo absorbente

13: cordon de soldadura

B1: primera zona de una propiedad de las partes de pieza de trabajo

B2: segunda zona de una propiedad de las partes de pieza de trabajo

d1: comparativamente mayor grosor

d2: comparativamente menor grosor

s1: comparativamente corta distancia

s2: comparativamente larga distancia

a1: comparativamente alta absorcion

a2: comparativamente baja absorcion

2: fuente de rayo laser

21.1: emisor de rayo laser de potencia laser comparativamente mas alta

21.2: emisor de rayo laser de potencia laser comparativamente mas baja

22: radiacion laser

R: movimiento relativo

3: homogeneizador

31: lado superior del homogeneizador

32: lado inferior del homogeneizador

33: canal de reflexion

34: superficies de pared de canal

35: primer grupo constructivo

35.1: pared de canal exterior del primer grupo constructivo

35.2: pared de canal interior del primer grupo constructivo

35.3: alma

36: segundo grupo constructivo

36.1: pared de canal exterior del segundo grupo constructivo

36.2: pared de canal interior del segundo grupo constructivo

36.3: bastidor

37: reborde

38: deflector

39: absorbedor

T: profundidad de canal

4: alojamiento

5: equipo de transporte

6: equipo de almacenamiento y de mando

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la union de dos partes de pieza de trabajo (11, 12) en una pieza de trabajo mediante soldadura de irradiacion, por cordones de soldadura (13) que transcurren en un patron de cordon de soldadura predefinido, en zonas (B1, B2) de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo, con un alojamiento (4), que esta disenado para posicionar dos partes de pieza de trabajo (11, 12), extendidas en direccion x-y una con respecto a otra, en direccion x, y y z de un sistema de coordenadas cartesiano, con una fuente de rayo laser (2) dirigida con su direccion de irradiacion sobre el alojamiento (4) y con ello sobre partes de pieza de trabajo (11, 12) posicionadas en este, que se compone de una multitud de emisores de rayo laser dirigibles individualmente, dispuestos en direccion x uno junto al otro, con un equipo de transporte (5) para el transporte relativo de la fuente de rayo laser (2) al alojamiento (4) en direccion y, as! como con una unidad de almacenamiento y de mando (6), caracterizado por que despues de la fuente de rayo laser (2) en direccion de irradiacion esta dispuesto un homogeneizador (3), en el que al menos estan previstos dos canales de reflexion (33) que transcurren paralelos uno al otro en direccion y, que atraviesan con una profundidad de canal (T) completamente el homogeneizador (3) en direccion z, que estan dimensionados de manera correspondiente a un patron de cordon de soldadura predefinido y dispuestos uno con respecto a otro, y a los al menos dos canales de reflexion (33) esta asignado en cada caso uno de los emisores de rayo laser de diferente potencia laser (21.1, 21.2), por que los canales de reflexion (33) presentan superficies de pared de canal (34) reflectoras opuestas, en las que al menos una parte de la radiacion laser (22) proveniente del emisor de rayo laser (21.1, 21.2) asignado se refleja varias veces de un lado a otro, por que los emisores de rayo laser de diferente potencia laser (21.1, 21.2) comprenden al menos emisores de rayo laser de una potencia laser (21.2) comparativamente menor y emisores de rayo laser de una potencia laser (21.1) comparativamente mas alta, para en caso de un tiempo de actuation igual en cada caso de radiacion laser (22) que se emite poder generar al mismo tiempo cordones de soldadura (13) paralelos de la misma calidad en zonas (B1, b2) de diferentes propiedades de las partes de pieza de trabajo (11, 12), por que las superficies de pared de canal (34) estan dispuestas de manera angular con respecto a la direccion de irradiacion de la fuente de rayo laser (2), de modo que la radiacion laser (22) reflejada en las superficies de pared de canal (34) presenta un angulo de reflexion mas agudo, por lo que la cantidad de reflexiones de la radiacion laser (22) se puede aumentar y por que las superficies de pared de canal (34) que forman un canal de reflexion (33) en el homogeneizador (3) se pueden intercambiar individualmente y se pueden posicionar libremente.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que las superficies de pared de canal (34) directamente contiguas unas a otras y anguladas estan dispuestas terminando en un canto comun, dirigido contra la direccion de irradiacion de la fuente de rayo laser (2), que se estrecha formando una punta, para evitar perdidas de potencia laser.
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que el homogeneizador (3) presenta una estructura modular de grupos constructivos (35, 36) adaptados a las zonas (B1, B2) de diferentes propiedades.