ES2922401T3

ES2922401T3 - Sistema de fibra láser multihaz, método y uso

Info

Publication number: ES2922401T3
Application number: ES15832461T
Authority: ES
Inventors: Andrey Abramov; Valentin Fomin; Eugene Shcherbakov; Holger Mamerow; Dimitri Yagodkin
Original assignee: IPG Photonics Corp
Current assignee: IPG Photonics Corp
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2035-08-13
Also published as: JP6726170B2; RU2700723C2; US10759000B2; EP3180823A1; EP3180823B1; KR102251657B1; RU2017104281A3; BR112017002707B1; EP3180823A4; RU2017104281A; CN106573339A; PL3180823T3; AU2015301630B2; KR20170041745A; AU2021200488A1; CN114147346A; MX2017001992A; BR112017002707A2; WO2016025701A1; JP2017529694A

Abstract

La presente invención proporciona un sistema de láser de fibra que entrega desde un único cable de procesamiento una salida multihaz. La presente invención permite controlar múltiples módulos de láser de fibra y entregar sus respectivas salidas en una secuencia predeterminada pero en un solo cable de procesamiento, brindando así múltiples pasos de procesamiento en una pieza de trabajo que hasta ahora requería ópticas separadas para cada haz. Los sistemas de láser de fibra personalizados que combinan pasos de procesamiento adaptados para una aplicación industrial específica, como precalentamiento, corte, limpieza, soldadura, soldadura fuerte, ablación, recocido, enfriamiento, pulido y similares, pueden proporcionarse fácilmente gracias a la presente invención. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de fibra láser multihaz, método y uso

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere al acoplamiento de la luz de una pluralidad de dispositivos de láser de fibra en un único componente óptico y al control de la salida de dichos dispositivos de láser de manera que las distintas salidas de láser de fibra puedan entregarse por debajo a una pieza de trabajo o a una óptica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El uso de dispositivos de haz múltiple para el procesamiento de materiales es bastante común. Por ejemplo, las fibras ópticas individuales que entregan una única salida láser pueden estar en comunicación óptica con elementos ópticos de difracción que pueden proporcionar una salida incoherente dirigida a múltiples puntos, como se describe en http://www.tailorweld.eu/overview/concept. Desgraciadamente, esta configuración sólo funciona si la aplicación requiere que cada uno de los puntos de la pieza de trabajo esté sometida a un rayo láser, incluyendo la longitud de onda, la potencia y la anchura de pulso, idénticos a los otros. Lo que se necesita es un sistema láser que pueda suministrar múltiples haces a una pieza de trabajo en la que los múltiples haces sean incoherentes y distintos con respecto a sus propiedades.

El láser de fibra se ha desarrollado hasta el punto de que existen múltiples longitudes de onda disponibles en una amplia gama de potencias, anchos de pulso y ratios de repetición. De hecho, se han desarrollado numerosas aplicaciones que aprovechan la variedad de luz láser disponible. Por ejemplo, en el documento WO/2013/019204, los inventores consideraron un sistema multi-láser para eliminar el recubrimiento del acero inoxidable y luego cortar el acero, todo con un haz combinado. Finalmente, se encontró un único sistema láser que hacía innecesario este sistema multi-láser. Sin embargo, un obstáculo para su comercialización era la necesidad de una óptica sofisticada en el cabezal del láser para emitir el haz de proceso combinado. Además, dado que los láseres eran sistemas separados, se descubrió que el uso de la CPU para controlar los sistemas no era un entorno de control lo suficientemente dinámico como para alterar los parámetros de procesamiento de los láseres para satisfacer los requisitos de la aplicación.

No obstante, el concepto de combinar múltiples salidas de láser está bien desarrollado, incluyendo la combinación de distintas salidas de láser en un único cable de fibra óptica. La patente US 5,048,911 prevé el uso de espejos para crear salidas paralelas que, posteriormente, se enfocan en un único cable de fibra óptica que proporcionaría las salidas paralelas. Sin embargo, tales sistemas requieren múltiples ópticas que introducen complejidad, aumentando aún más su coste, sin mencionar las oportunidades de degradación de la salida.

La patente US 6,229,940 requiere el uso de múltiples acopladores y lentes para producir las salidas de luz láser incoherentes que se combinan en un enfoque en cascada. Además, su limitación a la luz monomodo no refleja la amplia variedad de aplicaciones en las que la luz multimodo es aceptable, si no deseable.

Si bien el estado de la técnica proporciona arreglos ópticos de fibra alineados, los mismos son inconsistentes con las necesidades del entorno industrial donde las sensibilidades relativas a los costes y la necesidad de robustez hacen que tales soluciones del estado de la técnica sean insostenibles. De hecho, el documento US20040081396 requería una guía de registro para alinear las fibras y una óptica inferior para colimar los haces.

Además, aunque se ha divulgado la unión de fibras a ópticas, éstas se combinan con una lente para compensar los efectos de colimación, cuando la óptica es una lente o cuando se combina el conjunto de fibras y sus respectivas salidas, como en la patente US 7,130,113.

Otro sistema más de láser de fibra configurado con una pluralidad de módulos láser que tienen cada uno una alimentación de salida que soporta y guía la radiación láser hacia la pieza de trabajo se describe en el documento WO2012/036664 del presente solicitante, que constituye la base del preámbulo de las reivindicaciones 1, 11 y 13. Sugiere que se forme un combinador de fibras al acoplar las fibras de alimentación de salida entre sí y emitir la radiación láser combinada en una fibra de entrega que está conectada a una óptica de enfoque de un cabezal láser. Sin embargo, tampoco este sistema resuelve los problemas técnicos que subyacen a la presente invención. Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema láser multihaz configurado a través de una óptica de bajo coste, pero robusta que pueda proporcionar rayos láser incoherentes en una configuración predeterminada en la que los parámetros de la salida puedan ser controlados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un sistema de láser de fibra para producir múltiples salidas de rayos láser incoherentes controladas independientemente, como se reivindica en la reivindicación 1. En una realización preferida de la invención, las fibras respectivas para las múltiples salidas de haz se fusionan a una óptica común adyacente al extremo terminal de una fibra de procesamiento.

La presente invención permite la combinación de diferentes tipos de salida de láser para procesar simultáneamente una pieza de trabajo, las variaciones, incluyendo las características del haz, que incluyen la forma del punto, la longitud de onda, el ancho de banda de la longitud de onda, la operación de onda pulsada o continua, o casi-continua, la anchura del pulso, la potencia máxima, la potencia media, la tasa de repetición y los parámetros del haz, tales como la calidad del haz o la medición de M2; es decir, la salida monomodo, el modo bajo (menos de 20 modos de orden superior) o el multimodo mayor.

En cuanto a las aplicaciones específicas, la presente invención puede permitir una variedad de configuraciones de fibra para proporcionar una variedad de pasos de proceso suministrados por un solo cable de procesamiento, incluyendo, pero sin limitarse a uno o más de los siguientes pasos de proceso industrial: precalentamiento, ablación, limpieza, corte, soldadura, soldadura fuerte, recocido, enfriamiento controlado, alisado, pulido, etc.

Para una aplicación de proceso única, la presente invención puede proporcionar una secuencia de puntos de fibra que permitiría aumentar la velocidad y/o la calidad para realizar el proceso.

Como el coste de un módulo y una fibra adicionales sería incremental, se deduce que los procesos individuales actuales añadirían procesos de acabado para minimizar la manipulación posterior. Por ejemplo, añadiendo un paso de alisado o pulido después del corte para eliminar restos y grietas.

La presente invención aborda una necesidad específica cuando se realizan pasos de procesamiento en objetos tridimensionales, ya que la velocidad del láser y los ajustes de potencia deben ajustarse cuando se atraviesa una superficie no plana para evitar la exposición insuficiente o excesiva de la salida, y este sistema permitirá el control dinámico de cada salida de láser distinta a medida que esta atraviesa dichas superficies tridimensionales.

La presente invención proporciona un método para proporcionar una salida de rayo láser de fibra múltiple dinámicamente cambiable desde un único cable de procesamiento según la reivindicación 11 y un método para soldar una pluralidad de piezas de trabajo utilizando un sistema láser de fibra de salida de rayo múltiple según la reivindicación 13. En particular, proporciona un método de soldadura de una pluralidad de piezas de trabajo desde un sistema láser que tiene una salida de haz de láser de fibra múltiple. En primer lugar, se debe proporcionar un sistema láser que incluya al menos dos módulos de láser de fibra configurados para operar independientemente y proporcionar al menos dos salidas de láser de fibra. Se deduce que cada salida de láser de fibra puede ser el resultado de la combinación ascendente de múltiples láseres de fibra. Cada salida de láser de fibra está configurada para suministrar una cantidad de energía suficiente para contribuir a un patrón de interacción de materiales, contribuyendo la combinación de cada salida de láser a formar una soldadura predeterminada de suficiente resistencia. Dicha interacción del material puede incluir el desplazamiento del material de la superficie. El "desplazamiento del material de la superficie" puede incluir la limpieza de la superficie de una pieza de trabajo, la eliminación de una capa de oxidación natural, la eliminación de un revestimiento de la superficie de las piezas de trabajo o la creación de estructuras de alta relación de aspecto. El propósito de este desplazamiento de material es mejorar las condiciones para crear la soldadura mediante la eliminación de contaminantes o capas de material que debilitan la soldadura si se dejan intactas. En otras circunstancias, la creación de superficies de alta relación de aspecto facilita la absorción de la salida del láser de fibra configurada para soldar las piezas de trabajo. La presente invención proporciona un beneficio sustancial respecto a la técnica anterior en el sentido de que permite el desplazamiento del material de la superficie y la unión de las piezas de trabajo en un solo proceso.

Aunque se contempla que la presente invención pueda abordar todo tipo de soldaduras conocidas por los expertos en la materia, una realización preferida sería la creación de una soldadura de costura entre dos piezas de trabajo.

Como saben los expertos en la materia, la creación de soldaduras de costura puede ser asistida por el uso de alambre para ayudar a rellenar la costura. La presente invención contempla la alimentación de material de alambre a una cierta velocidad en combinación con la exposición de las piezas de trabajo a las salidas del láser de fibra para crear una soldadura predeterminada de suficiente resistencia.

Como saben los expertos en la materia, la creación de soldaduras por costura puede ser facilitada por la exposición de las piezas de trabajo a un gas. Dicha exposición puede incluir el blindaje. Los gases, incluido el argón, son bien conocidos por los expertos en la materia.

Aunque el método de la presente invención no se limita a ningún material específico que pueda soldarse, proporciona la capacidad de soldar materiales que hasta ahora eran difíciles de soldar. En particular, las aleaciones de aluminio 6000, los aceros aleados tales como los aceros de alta resistencia y los aceros revestidos se benefician enormemente de la presente invención. Otros retos de soldadura relacionados con los aceros amorfos, los aceros inoxidables y el titanio podrían resolverse con el método de la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los aspectos anteriores y otros aspectos, características y ventajas de la invención se harán más evidentes con la ayuda de los siguientes dibujos, en los que:

La FIG. 1a es una vista en sección parcial de un sistema láser multihaz de la presente invención, en el que la óptica combinada está incrustada en el cable de procesamiento.

La FIG. 1b es otra vista en sección parcial de un sistema láser multihaz de la presente invención en el que la óptica combinada está incrustada en el cable de procesamiento.

La FIG. 2 es una vista de cerca y una vista en sección parcial de la óptica combinada y las fibras de entrega del sistema de la FIG.1.

La FIG. 3 es una vista ejemplar en sección transversal de las fibras de entrega individuales de los módulos láser.

La FIG. 4 es una vista en sección parcial de un sistema láser multihaz de la presente invención en el que la óptica combinada está incrustada dentro de una carcasa.

La FIG. 5 proporciona un esquema de control analógico al digital para un sistema de la presente invención.

La FIG. 6 es una imagen de la estructura del haz de la salida óptica enfocada en una pieza de trabajo donde las fibras han sido configuradas de acuerdo con la realización de la presente invención que se encuentra en la FIG.

3.

La FIG. 7 muestra una comparación de una muestra de soldadura creada por un sistema láser de tres puntos utilizando la presente invención con dos muestras de soldadura diferentes creadas por un sistema láser de un solo punto.

La FIG. 8 muestra dos muestras diferentes de soldadura fuerte creadas por la presente invención.

La FIG. 9 muestra un cordón de soldadura de una aleación de aluminio del tipo 6000 creado sin un hilo de relleno.

La FIG. 10 muestra un cordón de soldadura de una aleación de aluminio tipo 6000 creado con un alambre de relleno.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

A continuación, se hará referencia en detalle a las realizaciones de la invención. Siempre que sea posible, se utilizan números de referencia iguales o similares en los dibujos y en la descripción para referirse a partes o pasos iguales o similares. Los dibujos están simplificados y no están a escala precisa. A efectos de conveniencia y claridad, se pueden utilizar términos de dirección (arriba/abajo, etc.) o de movimiento (adelante/atrás, etc.) con respecto a los dibujos. El término "acoplamiento" y términos similares no denotan necesariamente conexiones directas e inmediatas, sino que también incluyen conexiones a través de elementos o dispositivos intermedios.

La FIG. 1a muestra una realización de la presente invención, en la que un sistema láser 10 entrega tres salidas diferentes a través de las fibras ópticas de entrega 29, 30 y 32 que están acopladas a una óptica combinada. Preferiblemente, las fibras ópticas de entrega 29, 30 y 32 están acopladas a la óptica combinada 34 mediante su fusión con la óptica combinada 34. Preferiblemente, las fibras ópticas de entrega y la óptica combinada 34 están hechas de materiales idénticos, como el cuarzo, de manera que tienen índices de refracción idénticos. Más preferentemente, el índice de refracción de la óptica combinada 34 y de cada una de las fibras ópticas de entrega es de 1.45.

La carcasa 11 del sistema láser 10 contiene los módulos láser 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24. En la presente invención, los módulos láser 12, 14, 16, 18 y 20 proporcionan una salida idéntica en las fibras ópticas de entrega 13, cuya salida se combina en el combinador 21. Este combinador 21 se describe más detalladamente en la Solicitud de Patente Internacional PCT/US2014/018688, propiedad del Solicitante.

El combinador 21 tiene una fibra de salida 26 en comunicación óptica con un acoplador de fibra 28.

En esta realización, los módulos láser 12, 14, 16, 18 y 20 proporcionan una salida de 1070 nm ya que sus fibras activas son de Yb, pero se contempla cualquier variedad de longitudes de onda, como Er, Th, Ho, fibras dopadas, o alguna combinación de las mismas, por no mencionar los láseres de fibra en los que la salida se desplaza en frecuencia en virtud de cristales ópticos no lineales, fibras Raman y similares.

Aunque la luz producida en la presente invención es multimodo, ya que eso es lo que exigía la aplicación, también podría proporcionarse luz monomodo según lo requiera una aplicación particular.

Además, los módulos láser funcionan en onda continua, pero podrían sustituirse por láseres pulsados o láseres de onda casi-continua.

Los módulos láser 22 y 24, que proporcionan una salida diferente en funcionamiento CW y QCW, están acoplados a la óptica combinada 34 en virtud de sus respectivas fibras ópticas de entrega 30 y 32. Mientras que las fibras ópticas 30 y 32 son multimodo, la presente invención contempla el uso de multimodo, monomodo o una mezcla de los mismos que pueden ser acoplados a la óptica combinada 34.

La FIG. 1b establece otra realización de la presente invención que difiere de la FIG. 1a en que las respectivas salidas de los módulos de láser de fibra 22 y 24 utilizan acopladores 27a y 27b similares a la salida del combinador 21 el cual se acopla al acoplador 28. Dicha realización proporciona un sistema láser que es más fácilmente reparable.

La FIG. 2 proporciona una vista en despiece de la conexión de las fibras ópticas de entrega 29, 30 y 32 a la óptica combinada 34. En esta realización, la óptica combinada 34 y las fibras ópticas de entrega 29, 30 y 32 están rodeadas por una cubierta exterior 33 para formar un cable de procesamiento. Las fibras respectivas están acopladas a la óptica combinada 34. De acuerdo con la presente invención, las fibras respectivas se fusionan a la óptica combinada 34 en una superficie 36.

La FIG. 3 muestra una sección transversal de las fibras ópticas de entrega 29, 20 y 32 próximas a su ubicación de fusión 36 en la óptica combinada 34. Como puede apreciar un experto en la materia, las tres fibras están separadas entre sí en una disposición predeterminada. En la realización de la presente invención, la distancia D1 está entre 50 y 100 micras y la D2 es de 590 a 600 micras. Las fibras ópticas de entrega 30 y 32 tienen diámetros de núcleo de 50 micras y diámetros externos de 200 micras. La fibra óptica de entrega 29 tiene un diámetro de núcleo de 600 micras. La presente invención no se limita a esta realización, ya que contempla el uso de fibras de entrega multimodo que tienen un diámetro de núcleo en el rango de 250 a 600 micras.

La presente invención contempla al menos dos fibras, con configuraciones limitadas por los límites de tamaño de la óptica combinada 34. Además, como las fibras ópticas de entrega se fabrican ahora en numerosas formas, se contempla que se pueden utilizar fibras de formas diferentes, así como diámetros.

Además, la presente invención contempla el uso de fibras monomodo, así como las fibras multimodo proporcionadas en el presente documento, y mezclas de las mismas como las fibras ópticas de entrega que se acoplarán en la óptica combinada 34, siendo las características de las mismas determinadas por la aplicación particular.

Aunque no se muestra en la FIG. 3, la presente invención contempla el uso de dispositivos de alineación para asegurar que el conector en el extremo del cable de procesamiento que aloja la fibra óptica 34 presente los rayos láser en la secuencia predeterminada basada en su ubicación en la fibra óptica 34. Por ejemplo, si la pieza de trabajo requiere la salida de las fibras ópticas de entrega 30 y 32 antes de ser expuesta a la salida de la fibra óptica de entrega 29, la óptica combinada 34 tendrá que ser alineada en consecuencia cuando se fije a un conector.

La FIG. 4 presenta un sistema láser 10 en el que la óptica combinada 34 está contenida dentro de la carcasa 11 y un cabezal láser 40 entregaría la salida del haz múltiple a una pieza de trabajo. Esta figura presenta además un sistema de conectores que incluye las respectivas porciones de conectores 37 y 38. Aquellos con conocimientos ordinarios en el arte entenderían y conocerían los numerosos sistemas de conectores disponibles en el espacio de la fibra óptica, así como la variedad de accesorios de alineación que uno podría utilizar para asegurar que la orientación de la óptica combinada 34 proporcione la salida de las fibras ópticas de entrega en la configuración predeterminada para el cabezal láser 40.

La FIG. 4 proporciona además una carcasa 31 para contener la óptica combinada 34 y las fibras ópticas de entrega.

Los módulos láser de la presente invención pueden ser preferiblemente operables de forma independiente unos de otros, pero, no obstante, pueden estar preferiblemente sujetos a un esquema de control unificador para permitir ajustes dinámicos de las salidas de los mismos. La FIG. 5 proporciona un formato de control estándar en el que los módulos láser operados de forma independiente se controlan además mediante el uso de un controlador de digital a analógico. Esto permitirá el control de los módulos láser operados independientemente en paralelo. Un técnico en la materia podría reconocer una variedad de esquemas de control que podrían operar esta realización predilecta de la presente invención.

La FIG. 6 es una imagen de la estructura del haz de la salida óptica de la configuración de fibra establecida en la FIG. 3 tras el impacto con la pieza de trabajo. Está claro que los haces son sustancialmente incoherentes; por lo tanto, cada uno de ellos mantiene sustancialmente sus características de salida y por lo tanto puede proporcionar el paso de procesamiento contemplado para la aplicación específica.

Los pasos de procesamiento individuales que pueden combinarse pueden incluir el precalentamiento, la limpieza, la ablación, el corte, la soldadura fuerte, la soldadura, el recocido y el alisado.

La FIG. 7 proporciona cuatro imágenes de la soldadura de acero revestido por inmersión en caliente. La FIG. 7a proporciona una vista en alzado superior de la FIG. 7d, que fue creada por la presente invención. Específicamente, las fibras, dos son puntos de limpieza de fibra de 100 micras de diámetro y son alimentadas por un láser de onda continua de 0,85 kW de potencia media y una tercera fibra es un punto principal de 600 micras de diámetro y es alimentada por un láser de onda continua de 3,5 kW de potencia media. Las FIGs. 7b y 7c fueron creadas con sistemas láser de punto único con potencias de punto principal de 3,5 kW y 4,3 kW, respectivamente.

La FIG. 8 proporciona dos imágenes de diferentes muestras de soldadura fuerte de acero recubierto de zinc creadas por una versión de tres fibras de la presente invención en la que los dos puntos de limpieza tenían diámetros de 100 micras y el punto principal tenía un diámetro de 600 micras. La FIG. 8a presenta una muestra de soldadura fuerte de acero recubierto de zinc electro galvanizado. Para crear esta soldadura, se alimentaron dos láseres de onda continua de 450 W a los dos puntos de limpieza y un láser de onda continua de 3.5 kW a un punto principal. La velocidad del robot fue de 4.5 metros por minuto y el material de soldadura, CuSi3 de 1.6 mm, se alimentó a la misma velocidad. En la FIG. 8b se presenta una muestra de soldadura fuerte de acero revestido de zinc por inmersión en caliente. Para crear esta soldadura, se alimentaron dos láseres CW de 350 W a los puntos de limpieza y un láser CW de 3.5 kW al punto principal. La velocidad del robot fue de 4.5 metros por minuto y el material de soldadura, CuSi3 de 1.6 mm se alimentó a la misma velocidad.

La FIG. 9 muestra una soldadura de dos piezas de trabajo que comprenden diferentes aleaciones de aluminio de diferentes espesores. Una de las piezas de trabajo tenía un grosor de 1.2 mm de AlMg 0,4 Si 1,2 y la otra tenía un grosor de 1.5 mm de AlMg 5,3 Mn. Se soldaron con una configuración de tres puntos, todos ellos de 100 micras de diámetro. Cada una de las dos fibras principales estaba alimentada por láseres de onda continua de 300 W y el punto de seguimiento estaba alimentado por un láser de onda continua de 3.6 kW. La velocidad del robot fue de 3 metros por minuto y se proporcionó un gas de protección de Argón a 8 litros por minuto.

La FIG. 10 proporciona dos imágenes de una soldadura de piezas de trabajo de aleación de aluminio tipo 6000 creadas con hilo de relleno. Se soldaron con una configuración de tres puntos con todos los puntos de 100 micras de diámetro. Las dos fibras principales fueron alimentadas por láseres de onda continua de 450 W cada una y el punto final fue alimentado por un láser de onda continua de 3.6 kW. La velocidad de alimentación del hilo de relleno era de 3.5 metros por minuto, mientras que la velocidad del robot era de 4.4 metros por minuto y se suministraba un gas de protección de argón a 10 litros por minuto.

Los expertos en la materia reconocerán o serán capaces de determinar, sin más que la experimentación rutinaria, muchos equivalentes a las realizaciones específicas de la invención aquí descritas. Los esquemas divulgados pueden utilizarse con cualquier sistema de imagen de luz, pero el impulso para la estructura actualmente divulgada reside en los sistemas de láser de fibra multihaz. Por lo tanto, debe entenderse que las realizaciones anteriores se presentan sólo a modo de ejemplo y que, dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas, la invención puede realizarse de otra manera que la descrita específicamente. La presente invención se dirige a cada característica individual, sistema, material y/o método descrito en el presente documento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de láser de fibra de salida de haz múltiple (10) para producir una pluralidad de salidas de haz de láser de fibra, comprendiendo el sistema:

una pluralidad de módulos de láser de fibra (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24), los módulos de láser de fibra (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) que proporcionan una pluralidad de salidas de láser de fibra distintas, difiriendo las salidas respectivas en una o más características del haz, donde el sistema comprende además un sistema de control para controlar las características del haz de cada una de las salidas de láser de fibra distintas, caracterizado porque, el sistema comprende, además:

una pluralidad de fibras de salida (29, 30, 32), cada una de las cuales está configurada para proporcionar una de dichas salidas de láser de fibra distintas; y

una óptica combinada (34) que tiene una superficie (36) a la que se fusiona cada una de dichas fibras de salida (29, 30, 32), estando la óptica combinada (34) configurada para recibir las salidas de láser de fibra distintas de las fibras de salida (29, 30, 32) y emitir las salidas de láser de fibra distintas como sustancialmente espaciadas.

2. El sistema de la reivindicación 1,

en el que la posición de las fibras fusionadas (29, 30, 32) con respecto a la óptica combinada (34) está predeterminada de tal manera que las distintas salidas de láser de fibra se acoplen a una pieza de trabajo en una secuencia predeterminada o

en el que se combinan múltiples módulos de láser de fibra (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) para proporcionar una de las distintas salidas de láser de fibra.

3. El sistema de la reivindicación 1 que comprende además un cable de procesamiento.

4. El sistema de la reivindicación 1 que comprende además un componente óptico por debajo de la óptica combinada (34).

5. El sistema de la reivindicación 3, en el que el cable de procesamiento aloja las fibras de salida (29, 30, 32) y la óptica combinada (34).

6. El sistema de la reivindicación 1, en el que la posición de las fibras fusionadas con respecto a la óptica combinada (34) está predeterminada de tal manera que las distintas salidas de láser de fibra se acoplan a una pieza de trabajo en una secuencia predeterminada y que comprende además una característica de alineación para asegurar que las distintas salidas de láser de fibra se entregan a la pieza de trabajo en la secuencia predeterminada.

7. El sistema de la reivindicación 1, en el que el sistema de control puede cambiar dinámicamente una o más características del haz de una o más salidas de láser de fibra distintas.

8. El sistema de la reivindicación 1, en el que las fibras de salida (29, 30, 32) tienen diámetros internos y/o externos distintos y/o

donde las fibras de salida (29, 30, 32) tienen formas distintas.

9. El sistema de la reivindicación 1, en el que las fibras de salida (29, 30, 32) son monomodo o

en el que las fibras de salida (29, 30, 32) son multimodo o

donde las fibras de salida (29, 30, 32) incluyen fibras multimodo y monomodo.

10. El sistema de la reivindicación 1, en el que la característica diferente del haz es la longitud de onda y/o

en el que la característica diferente del haz es la potencia y/o

en el que la característica diferente del haz se selecciona entre el grupo de funcionamiento por impulsos, por ondas continuas o por ondas casi-continuas y/o

en el que la característica diferente del haz es un parámetro del haz y/o

en el que la característica diferente del haz es el tamaño del punto.

11. Un método para proporcionar una salida de haz de láser de fibra múltiple dinámicamente cambiable desde un único cable de procesamiento, comprendiendo el método:

proporcionar una pluralidad de módulos de láser de fibra (12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) configurados para operar en paralelo y configurados además para proporcionar al menos dos salidas distintas de láser de fibra cada una en su propia fibra respectiva, en donde las salidas respectivas difieren en una o más características del haz; proporcionar un sistema de control configurado para controlar las características de las al menos dos salidas de láser de fibra distintas; caracterizado porque, el método comprende además:

proporcionar una óptica combinada (34) que tiene una superficie (36) a la que se fusionan cada una de las fibras respectivas (29, 30, 32) y en la que se reciben las salidas de láser de fibra distintas y que emite las salidas de láser de fibra distintas como sustancialmente espaciadas; y

proporcionar un componente óptico para recibir las salidas de láser de fibra distintas, estando el componente óptico en comunicación óptica con una pieza de trabajo configurada para recibir las salidas de láser de fibra distintas, en donde cada salida de láser de fibra distinta puede ser controlada dinámica y concurrentemente con respecto a otras salidas de láser de fibra distintas durante la operación.

12. El método de la reivindicación 11, en el que la óptica combinada (34) está alojada en un cable de procesamiento.

13. Un método para soldar una pluralidad de piezas de trabajo utilizando un sistema de láser de fibra de salida multihaz (10) según una de las reivindicaciones 1 a 10, comprendiendo el método:

proporcionar dicho sistema;

suministrar con cada salida de láser de fibra una cantidad de energía suficiente para contribuir a un patrón de interacción de materiales, contribuyendo la combinación de cada salida de láser de fibra a formar una soldadura predeterminada de suficiente resistencia.

14. El método de la reivindicación 13, en el que la interacción del material incluye el desplazamiento del material de la superficie o

en el que la soldadura predeterminada es una soldadura por costura o

el método comprende además exponer las piezas de trabajo a un gas.

15. El método de la reivindicación 13, en el que la soldadura predeterminada es una soldadura por costura y en el que el método comprende alimentar material de alambre a una determinada velocidad para ayudar a crear la soldadura por costura predeterminada.

16. El método de la reivindicación 13, en el que las piezas de trabajo comprenden una aleación de aluminio o donde las piezas de trabajo comprenden una aleación de acero, especialmente una aleación de acero de alta resistencia.