HU206291B - Method and apparatus for forming material-sealing bond by laser radiation - Google Patents
Method and apparatus for forming material-sealing bond by laser radiation Download PDFInfo
- Publication number
- HU206291B HU206291B HU882577A HU257788A HU206291B HU 206291 B HU206291 B HU 206291B HU 882577 A HU882577 A HU 882577A HU 257788 A HU257788 A HU 257788A HU 206291 B HU206291 B HU 206291B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- laser beam
- joint
- joined
- parts
- gap
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 21
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 6
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 241000269799 Perca fluviatilis Species 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/083—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction
- B23K26/0838—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt
- B23K26/0846—Devices involving movement of the workpiece in at least one axial direction by using an endless conveyor belt for moving elongated workpieces longitudinally, e.g. wire or strip material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
- B23K26/0821—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head using multifaceted mirrors, e.g. polygonal mirror
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/30—Seam welding of three-dimensional seams
- B23K26/302—Seam welding of three-dimensional seams of helicoidal seams
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Lenses (AREA)
- Lasers (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
A találmány tárgya eljárás anyagzáró kötés létrehozására lézersugárzással, amelynek során a lézersugarat illesztési vonalra merőlegesen, illesztési hézagsíkkal párhuzamosan vezetjük, amikor is a lézersugarat az illesztési hézagra merőlegesen, hézaggal párhuzamos csíkká alakítjuk vagy fókuszáljuk, amely az illesztési vonal hosszának legalább egy részét átfedi. A találmány tárgya továbbá berendezés az eljárás foganatosítására, amely lézergenerátorral, lézersugarat vezető optikával, egyre szűkülő hézaggal egymáshoz illesztett összeillesztendő részek között lézersugarat alakító és fókuszáló berendezéssel, lézersugarat lineárisan polarizáló berendezéssel, valamint lézersugár polarizációs irányát befolyásoló berendezéssel van ellátva.
Ilyen jellegű eljárást és berendezést ismertet az US-A4 471 204 sz. szabadalmi leírás, amely szerint két él oly módon illesztenek egymáshoz, hogy egyre szűkülő hézagot képezzenek. A lézersugarat a hézaghoz képest oly módon irányítják, hogy az egymással szemben fekvő élfelületeken a hézag belsejébe visszaverődjék. Ennek során a sugárzási energia jelentős része abszorbeálódik. A sugárzási energia tehát ezért nem kerül megfelelő mélységgel az egyre szűkülő hézagba. Nyomógörgők szükségesek, amelyek az egymással összekötendő megolvasztott felületeket összenyomják. Az összenyomás következtében a hézag mindkét oldalára olvadt anyag lép ki. Az ily módon kialakított hegesztési varrat hátrányaként említhető például annak egyenetlensége és a pórusképződés veszélye.
Az US-A-4649254 sz. szabadalmi leírás eljárást ismertet fémszalagok lézersugár alkalmazásával való hegesztésére, amelynek során a lézersugarat az illesztési vonalra merőlegesen vezetik és két, egyre szűkülő hézaggal egymáshoz vezetett munkadarab közé fókuszálják, ahol a lézersugár az illesztési vonal hosszának legalább egy részét átfedi és meglehetősen keskeny négyszög alakúra, azaz a hézaggal megközelítően párhuzamos csíkként van kialakítva. Ebben az esetben is tapasztalható, hogy a sugárzási eneigia jelentős részét az összehegesztendő szalag felületi tartományai abszorbeálják, amelyek megolvadnak. Az eljárás hátránya, hogy szintén nagy sajtoló nyomással működő görgőket igényel, amelyek a megolvadt anyagot az illesztési tartományban nem szabályozható módon összepréselik.
Az EP Al 0 121 661 lajstromszámú szabadalmi leírás lézersugár cirkuláris vagy elliptikus polarizálására szolgáló berendezést ismertet. Kiindulási sugárként lineárisan polarizált lézersugarat alkalmaznak, amelynek polarizációs síkja ismert módon a függőlegessel hozzávetőlegesen 45 °-os szöget bezáróan van elrendezve, amikor a lézersugár részsugár fázishelyzetének eltolására szolgáló optikai berendezésbe belép, hogy cirkuláris polarizáció jöjjön létre. A korszerű, hajlított tükörrezonátorokból rendszerint lineárisan polarizálva kilépő lézersugárzás polarizációs síkjának elfordítására szolgáló hagyományos járulékos tükörelrendezés helyett ennél a megoldásnál a rezonátort mint olyat elfordítják, illetve egy vagy több hajlított tükör elfordítására alkalmas forgócsuklóval látják el. Az ily módon előállított cirkulárisán vagy elliptikusán polarizált sugarat alkalmazása vonatkozásában a megnevezett leírás nem határozza meg. Szakember viszont ismeri az ilyen lézersugaraknak anyagokkal való ütközésére jellemző, tetszőleges irányokban megközelítően azonos abszorbciós karakterisztikákat és tudja, hogy az ily módon cirkulárisán polarizált lézersugárzás automatikus vagy előprogramozott görbék szerint megvalósítható vágófolyamatokhoz alkalmazható, viszont hegesztési folyamatoknál továbbra is hátrányként tapasztalható az illesztési tartományon kívüli nem kívánt abszorbció.
A találmány révén megoldandó feladat abban van, hogy olyan eljárást és az eljárás foganatosítására szolgáló berendezést hozzunk létre, amely a technika állásából ismert megoldásokkal összehasonlítva biztosítja, hogy az energiaabszorbció az illesztési helyhez közelebb valósuljon meg.
A feladat megoldására olyan eljárást hoztunk létre, amelynek során a találmány szerint a két összeillesztendő rész illesztési hézagsíkjával párhuzamosan és lineárisan polarizált lézersugárzást alkalmazunk.
A találmány esetében tehát lényeges, hogy az illesztési hézagsíkkal párhuzamosan lineárisan polarizált lézersugárzást alkalmazzunk és nem cirkulárisán polarizált sugárzást. A találmány révén biztosítjuk, hogy a lézersugárzás az egymással öszszekötendő felületekről optimálisan, azaz minimális energiaabszorbcióval visszaverődjék. Gyakorlatilag csak az illesztés helyén olyan nagymértékű az abszorbció, hogy az anyag megolvad. Nem szükséges, hogy jelentős keresztirányú nyomást fejtsünk ki ahhoz, hogy az összekötendő felületek megfelelően szilárd összehegesztése megvalósuljon.
A találmány szerinti polarizálás és besugárzás révén az eljárás plazmamentes összeillesztést biztosít, és ily módon a hagyományos kötési eljárásoknál alig szabályozható plazmafolyamatoktól mentesen az összeillesztendő részek szilárd összekötését teszi lehetővé. Az összeillesztés során nagyobb előtolási sebességet lehet alkalmazni.
Az illesztési hézagra merőlegesen, a hézaggal párhuzamos csíkká alakított vagy fókuszált lézersugár (a rendelkezésre álló lényegében kör alakú keresztmetszetű lézersugárnak az illesztési hézagsíkra merőleges keresztmetszetének csökkenésével hozzuk létre a kívánt csíkalakkal rendelkező lézersugarat) az első viszszaverődési helyet mélyen a hézagba és az illesztési hely közelébe helyezi. Ezen sugáralakítás hozzájárul ahhoz, hogy a sugárzás beesése érintőleges, azaz a hézagfelületekkel gyakorlatilag érintőlegesen történjen úgy, hogy a beesési szög minél nagyobb és a hézagsíkkal párhuzamosan polarizált lézersugárzás visszaverődése minél nagyobb, illetve abszorbciómentes legyen. A sugáralakítás fokuszálással vagy a lézersugár keresztmetszetének az illesztési geometriához való (fokuszálás nélküli) illesztésével, például keresztmetszetcsökkenéssel történik. A sugáralakítás vagy a lézersugár fokuszálása olyan rendszerek segítségével történik, amelyek egymáshoz igazított tükrökből vagy lencsékből állnak, különösen henger, parabola vagy paraboloid alakúakból.
HU 206291 Β
Előnyös, ha az összeillesztendő részeket az illesztési hely tartományában elő- és/vagy utófűtjük, amikor is a fűtőhatást az anyagzáró kötéssel létrehozott varrat két oldalán a kötési feltételeknek megfelelően azonosra vagy eltérőre állítjuk be. Az elő- és/vagy utófutés révén teljes mértékű, egyenletes és lényegében feszültségmentes kötést érünk el, és egyben növelhetjük a hegesztési sebességet. Az elő- és/vagy utófűtés segítségével a metallurgiai tulajdonságokat oly módon befolyásolhatjuk, hogy az összeillesztendő részek összeköttetését lehetővé teszik vagy legalábbis megkönnyítik. Az egyes összeillesztendő részek felmelegítése különbözőképpen valósul meg például abban az esetben, ha ezen összeillesztendő részek különböző anyagból vannak kialakítva, amelyeknek hővezetési tulajdonságai eltérőek. Az összeillesztendő részek eltérő felmelegítése oly módon állítható be, hogy a varrat két oldalának hőmérséklete azonos vagy a szükséges mértékben egymáshoz van igazítva. A felmelegítés adott esetben cirkulárisán polarizált lézersugárzás, nagy frekvenciás sugárzás stb. segítségével valósítható mege Az utófűtés a megmunkáló lézersugár segítségével is lehetséges, amennyiben ezen lézersugárnak a hézagsíkban való kiterjedése nagyobb, mint a hézagmagasság.
Amennyiben a lézersugár kis mértékben nagyobb, mint a hézagmagasság, ebben az esetben a túlnyúló sugárzáshányad az illesztési hely mögött a felső és alsó oldal egymással összekötendő éltartományaira esik. Ezek a tartományok a besugárzott energiának megfelelően megolvadnak és kisimulnak, és ily módon a hegesztőkötés minősége ebben az önmagában kritikus illesztési hely tartományban javul. Ezenfelül a lézersugár alkalmasan megválasztott polarizálási berendezése a szalagélek felső és alsó oldalán optimális energiacsatolást biztosít.
Előnyös, ha a fűtőhatást a varrat két oldalán azonosra állítjuk be, amikor is a lézersugár optikai tengelyét az illesztési vonal középmerőlegesét bezáróan állítjuk be, és a lézersugarat az illesztési helyen a hézagmagasságnál nagyobbra választjuk meg. Ezáltal az illesztési hely a hézag mindkét oldalán a fentiekben leírtak értelmében legegyszerűbb módon előnyösen alakítható ki.
Szintén előnyös, ha az illesztési helyet egy vagy több lézersugár vagy más hőforrás alkalmazásával járulékosan egyik hézagoldalról vagy mindkét hézagoldalról melegítjük fel. Ezáltal az illesztési hely szélső peremtartományának homogenitása javítható, ezenfelül a hegesztési sebesség növelhető. Réteges részek összeillesztésénél a külső rétegek járulékos lézersugarak vagy hőforrások segítségével köthetők össze.
Előnyös, ha az elő- és/vagy utófűtött összeillesztendő részeket védőgázzal öblítjük, különösen abban az esetben, ha a természetes környezet az összeillesztendő részek kötését befolyásolhatja. Ezen intézkedés révén a kötési folyamat előtt vagy után előforduló oxidációt elkerüljük.
Előnyös, ha a lézersugarat pulzáljuk, aminek során az impulzusokban körkörös sugárfoltalaktól eltérő sugárfoltalak esetén a sugárfolt intenzitás-veszteségét kompenzáló teljesítmény-növelést biztosítjuk.
Előnyös, ha az egyik összeillesztendő rész élét egy további összeillesztendő rész élével előtolás során függőleges mozgáskomponenssel jellemezhető tompa illesztéssel ollószerűen érintkezésbe hozzuk, amennyiben a tompán ütköztetendő összeillesztendő részeket nem lehet egy síkban az élek mentén összeilleszteni, mivei egyébként ezen összeillesztendő részek meg nem engedett mértékben defoimálódnának. Ez minden masszív, illetve nagy keresztmetszetű összeillesztendő résznél fellép, vagy pedig olyanoknál, amelyek vastagságukhoz viszonyítva nagy szélességgel jellemezhetők, például lemezek, szalagok, táblák. A tompa illesztés egyszerű módon derékszögű, illetve ún. 1-illesztés. Az összeillesztendő részek ollószerű egymáshoz vezetése során viszont előfordulhat, hogy az összeillesztendő részek illesztési helyet képező felületei csak közvetlenül az illesztési vonal előtt kerülnek olyan helyzetbe, amelyben a felületek egyike a beeső lézersugárzást egy szembenfekvő felületre viszszaverheti. Ez különösen akkor fordul elő, ha az összeillesztendő részek szélességükhöz viszonyítva laposak, tehát a fentiekben említett lemezek, szalagok vagy táblák esetén. Olyan esetben, amely például spirális csövek hegesztésénél fordul elő, különösen előnyös, ha az összeillesztendő részeknek az illesztési helyet képező felületeit ezen összeillesztendő részek egyik külső felületével 90 °-os szögtől eltérő szöget bezáróan alakítjuk ki. Csak a ferde, illetve ferdén átfedő tompa illesztéssel - például az élfelületek előzetes csiszolásával vagy alakító marásával - kialakított összeillesztendő részek kialakítása lehetővé teszi az illesztési hézagba beeső lézersugárzás kívánt mértékű visszaverődését és megkönnyíti a spirális cső hegesztését, és a tartályok stb. lézersugárzással történő megfelelő hegesztését.
Előnyös, ha réteges anyagból való, legalább két összeillesztendő résznek nagy felület mentén való összekötése esetén a lézersugarat ismételten eltérítjük, és az illesztési helyen a hézagmagasságnál kisebbre állítjuk be. Ezen eljárás segítségével tehát plattírozás valósítható meg, illetve hordozó anyagra rétegek vagy fóliák vihetők fel, különösen ismételten eltéríthető pont vagy vonal alakú lézersugár alkalmazásával.
Előnyös, ha legalább egy olyan összeillesztendő részt alkalmazunk, amely legalább két különböző anyagú réteggel van ellátva.
Két, ilyen jellegű összeillesztendő rész összekapcsolása során a különböző anyagú rétegek csupán a határfelületük tartományában köthetők össze, tehát a teljes rétegvastagságra kiterjedő anyag összekeveredése nélkül. Ennek következtében tehát a meglévő borítórétegek épek maradnak. Egy vagy több összeillesztendő rész galvanikusan vagy elektrolitikusan bevonattal lehet ellátva, de lakkréteggel, műanyagréteggel is el lehet látva.
Amennyiben a lézersugár kisebb, mint a hézagmagasság, ebben az esetben biztosítható, hogy a hézagmagasságnak csak egy meghatározott szakaszát sugározzuk be. Ezáltal egyszerű módon lehetővé válik, hogy két összeillesztendő résznek egymás mellett azonos magasságban fekvő rétegeit egymással összekössük
HU 206 291 Β anélkül, hogy a sugárzás az e fölött és/vagy ez alatt fekvő rétegekre hatna. Ezeket adott esetben más lézersugárral vagy más módon köthetjük össze egymással.
A feladat megoldására, továbbá az eljárás foganatosítására olyan berendezést hoztunk létre, amely lézergenerátorral, lézersugarat vezető optikával, egyre szűkülő hézaggal egymáshoz illesztett összeillesztendő részek között lézersugarat alakító és fókuszáló berendezéssel, lézersugarat lineárisan polarizáló berendezéssel, valamint lézersugár polarizációs irányát befolyásoló berendezéssel van ellátva, ahol a találmány szerint a berendezés az összeillesztendő részek illesztési helyén vagy annak tartományában a hőmérsékletet folyamatosan ellenőrző mérőberendezéssel van ellátva.
Előnyös, ha a mérőberendezés mérési eredményét alapértékkel összehasonlító és ennek alapján a berendezés egy vagy több üzemi paraméterét befolyásoló szabályozóval van ellátva. A folyamatos ellenőrzés különösen akkor szükséges, ha az Összeillesztendő részek előtolása, különösen szalag alakú kialakításuk esetén, folyamatosan és/vagy lépésenként történik, amikor is az előtolás célszerűen oly módon valósul meg, hogy az illesztési hely a lézertől, illetve annak lézersugarát fókuszáló optikától állandó távolságban marad. Ahhoz, hogy ezt automatikusan biztosítsuk, a mérőberendezés által szolgáltatott mérési eredmény kiértékelésének alapján a berendezés egyik üzemi paraméterére befolyást gyakorolunk, például az összeillesztendő részek előtolására.
A mérőberendezés ettől függetlenül hőmérséklet-ellenőrzésre is alkalmazható. A mérőberendezés az illesztési hely tartományának tetszőleges pontjaira irányítható. például az összeillesztendő részekre az illesztési élek közelében, az illesztési hely előtt, mellett és/vagy mögött. Előnyösen mérjük a szalag felületén uralkodó hőmérsékletet az egyik vagy mindkét hézagoldalon. Különös jelentőségű az illesztési hely hőmérsékletének megfigyelése is ahhoz, hogy megállapítsuk, hogy a hőmérséklet az olvadási hőmérséklet fölött van-e. Ezen mérés vagy az illesztési hely közelében elvégzett mérés mérési eredménye ahhoz alkalmazható, hogy a lézert, illetve annak sugárzását a berendezés üzemi paramétereként befolyásoljuk. A megfigyelés például az emittált hősugárzáson keresztül, tehát pirometrikusan valósul meg.
A lézersugár pont vagy vonal alakúan a hézagmagasságnak egy tört részére van alakítva, és a hézagmagasságnak legalább egy részére ismételten elterelhetŐen van vezetve. A lézersugárnak ezen önmagában ismert elterelése vagy pásztázó mozgása (scanning) különösen akkor bizonyulhat előnyösnek, ha a hézagmagasságra beállított lézersugárban az energiaeloszlás egyenetlen, különösen ha az energiasűrűség a sugár peremén túl kicsi és az említett éltartomány felmelegítése nem kielégítő vagy egyenetlen. A pont alakúra vagy elliptikusra alakított vagy fókuszált lézersugár lengő mozgása ebben az esetben hozzájárulhat ahhoz, hogy az energia sűrűségének eloszlását a hézagmagasságon át és az illesztési helynek a hézaghoz csatlakozó éltartományaiban egyenletessé tegyük. A lézersugár elterelésére (elforgatására) akkor van szükség, ha az illesztési hely hossza nagy, azaz ha a sugár előállítása az összeillesztendő részek nagy szélessége miatt nehézségekbe ütközik. A hézagmagasságnak egy része fölött történő pásztázás rétegelt anyagok összehegesztése esetén előnyös, például abban az esetben, ha az összeillesztendő részek rétegeinek csak egyikét kívánjuk ezen lézersugárral hegeszteni.
Az összeillesztendő részek az illesztési helyen és hegesztési varratuk tartományában előnyösen illesztési felületük vonatkozásában magassági irányban és/vagy oldalirányban lényegében eltolódásmentesen vannak vezetve. Az eltolódás mértékét célszerűen 0,1 mm-nél kisebb mértéken tartjuk. Ez egy pontos hegesztési varrat kiképzéséhez előnyös és feleslegessé teszi, hogy a hegesztési varratot utólag megmunkáljuk. Ezenkívül ezzel fellépő feszültségek ellen is hatunk, és ezáltal a repedésképződést megakadályozzuk. Az összeillesztendő részeknek a hegesztés során biztosított ilyen jellegű, eltolódásmentes vezetését előnyösen azzal érjük el, hogy a berendezést oly módon alakítjuk ki, hogy az összeillesztendő részek mindkét hézagoldalán a varrat tartományában vezetőelemek vannak elrendezve, amelyek a hegesztési varrat mellett az összeillesztendő részekre hatnak. A vezetőelemek kialakítása így tehát az illesztési geometria alakjához van igazítva.
A találmány szerinti berendezésnek egy további kiviteli alakja esetén a vezetőelem görgő, amely legalább hegesztési varrat szélességű gyűrűs horonnyal vagy legfeljebb az összeillesztendő rész vastagságával egyenlő vastagságú gyűrűs kötéssel van ellátva. A gyűrűs horony a varrattartományt szabadon hagyja, és így az esetlegesen kilépő olvasztott massza nem befolyásolja az összeillesztendő részek vezetését a tompa hegesztés során. A gyűrűs horony oly módon is kialakítható, hogy a folyamat szempontjából lényeges mennyiségek mérése, különösen hőmérsékletmérés az illesztési helyen elvégezhetővé váljon, ehhez legalább egy vezetőelem a hegesztési varrat mellett vagy fölött szabad teret hagy és ily módon kívülről elvégzett folyamatfigyelés biztosítható. Az összeillesztendő rész vastagságával egyenlő vastagságú gyűrűs kötés egy átfedő illesztés hegesztése során biztosítja, hogy az összeillesztendő részek a hegesztési hely tartományában gyakorlatilag nyomásmentesen egymáson felfeküdjenek.
A sugárzásveszteség elkerülése érdekében a berendezés oly módon van kialakítva, hogy a lézersugárzás az illesztési hely tartományában fekvő gyújtópontokkal van fókuszálva. A lézersugár így tehát az illesztési geometriához van igazítva, és ennek köszönhetően a visszaverődések száma az illesztési hely előtt kis értéken tartható. Ezenfelül ezáltal megakadályozható a sugárzásnak az illesztési hely előtti nem kívánt elterelődése.
Egy további előnyös kiviteli alak esetén a csík alakú keresztmetszetű lézersugár az illesztési hézagsíkhoz képest elfordítottan van elrendezve, és ezáltal a sugárvezető rendszer kismértékű elállítódása esetén mindkét összeillesztendő részt éri a sugárzás és visszaverődési képességük hasznosítható.
HU 206 291 Β
Előnyös, ha a berendezés élmegmunkáló eszközökkel van ellátva, amelyek az összeillesztendő részek illesztési felületeit legalább a sugárzásszóró érdesség vonatkozásában simítják, például marással, csiszolással vagy polírozással, hogy ily módon megakadályozzuk, hogy a polarizált lézersugárzás kisebb nyúlványok vagy sorják miatt már az illesztési vonal előtt az élek által abszorbeálódjék vagy szóródjék. Az érdesség mértékét előnyösen 100 mikrométer alatti értéken tartjuk.
A találmányt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is bemutatjuk, ahol a rajzon az
I. ábra a találmány szerinti eljárást szemléltető perspektivikus rajz, a
2a, 2b ábra metszet az illesztési hézagsíkban, valamint a találmányt szemléltető további sematikus rajz, a
3. ábra egy olyan kiviteli alak, ahol a lézersugár az illesztési vonalra merőleges vonalat magába foglalja, a
4. ábra kiegészítő lézerekkel ellátott berendezés, az
5. ábra mozgó fókuszáló tükörrel ellátott berendezés, a
6. ábra visszaverődés a beesési szög függvényeként, a
7. ábra átlapolt élek hegesztésére szolgáló berendezés perspektivikus sematikus rajza, a
8. ábra bevonat hordozóanyagra történő felvitelét szolgáló berendezés sematikus rajza, a
9. ábra vastag lemezek két élének illesztését, ill.
kötését bemutató perspektivikus sematikus rajz,a
10. ábra spirális csövek kötését szolgáló berendezés oldalnézetben, a
II. ábra a 10. ábra kiegészítő perspektivikus rajza, a
12a-e ábrák az összeillesztendő részek vezető görgőinek sematikus rajza.
Az 1. ábrán látható (10, 11) éleket kell egymással hegesztés útján összekötni. Ezek a (10,11) élek derékszögű tompa illesztést alkotnak. A találmány alkalmazása révén lehetőség van ferde élek tompa illesztésére, peremvarrat vagy átlapolt varrat hegesztésére. Élek helyett nagyobb felületeket is összehegeszthetünk. Lehetőség van lemezek, fóliák, építőelemek stb. plattírozására. Lehetséges nagyszámú rétegek összekötése munkadarab-kötőelemek szendvicsszerű előállításához. Plattírozott lemezek is összehegeszthetók anélkül, hogy a varrat tartományában a plattírozás összekeveredne az alapanyaggal. A (10,11) élek különálló darabok részei pl. lemezek, fóliák és hasonlók, vagy egyetlen, hengeressé hajlított, szalagszerű anyag részei pl. spirális cső, hasított cső és hasonlók. A (10, 11) élek (12) illesztési hézagot alkotnak maguk között, ahol pl. az anyagszállítás (13) nyíl mentén úgy megy végbe, hogy a (12) illesztési hézag helyzete ne változzék. Következésképpen a (10, 11) élek az anyag, vagy a részek (13) nyíl menti szállítása folyamán egyre jobban megközelítik egymást, ahogy az a 2b ábrán látható, olyannyira, hogy (14) illesztési hely keletkezik, ahonnét hegesztési (15) varrat ered, melynek tartományában a (10,11) élek egymással összekötendő (16,17) illesztési felületei ezen (10, 11) élek anyagának felolvasztásával vannak összehegesztve. A (16,17) illesztési felületek egymáshoz való vezetése a (10,11) élekre a (14) illesztési hely előtti tartományban gyakorolt nyomás hatására történik. A (16, 17) illesztési felületek a (14) illesztési hely tartományában gyakorlatilag nyomásmentesen fekszenek fel egymáson, így a felolvadt anyag gyakorlatilag nem áll illesztési nyomás alatt.
Az 1. ábra (19) illesztési vonalat mutat a (14) illesztési hely tartományában. A (19) illesztési vonalban találkoznak először a (16, 17) illesztési felületek a hézagmagasság mentén. Ezenkívül a (14) illesztési hely a (13) nyíl irányában e kiterjedéssel rendelkezik. A (14) illesztési helyet (20) lézersulgár segítségével kell a megfelelő módon felmelegíteni.
A sugárkeresztmetszetnek az illesztési folyamatnak megfelelő formálása és fokuszálása henger-, parabolaés paraboloid-tükrök rendszerével valósul meg. A tükrök alakja, görbületi sugara vagy fókusztávolsága úgy van egymáshoz hangolva, hogy a (20) lézersugár a kívánt módon legyen megformálva és fókuszálva.
A (20) lézersugarat például egy CO2 lézer állítja elő, és (21) fókuszáló tükörhöz irányítja, amely a (20) lézersugarat a (14) illesztési hely felé irányítja. A (21) fókuszáló tükör elrendezése az 1. és 2a, 2b ábrák szerint olyan, hogy a (20) lézersugarat az illesztési (22) hézagsíkba helyezi. Ezenkívül a (20) lézersugár a (14) illesztési hely (19) illesztési vonalára merőlegesen van irányítva. Ezzel a két intézkedéssel érhető el, hogy a (20) lézersugár a (12) illesztési hézagba a lehető legmélyebben és egyenletesen jusson.
A (20) lézersugarat úgy kell fókuszálni, hogy teljes energiája lehetőség szerint csak a (14) illesztési hely tartományában álljon rendelkezésre. Az 1. ábra ennek értelmében mutatja be a (20) lézersugarat, melynek h sugármagassága megegyezik az s hézagmagassággal, és amely a (21) fókuszáló tükör segítségével a lehető legerősebben van a (12) illesztési hézaghoz keresztirányban fókuszálva. Az 1. ábra szemlélteti a hézaggal párhuzamos csíkként való fokuszálást három, azonos h sugármagasságú, sugárirányba keskenyedő ellipszis alakjában. Következésképpen a (20) lézersugár csak a (12) illesztési hézag mélyén, ill. a (14) illesztési helyen jut a (16, 17) illesztési felületekre, ott ahol a (19) illesztési vonal van. A (20) lézersugárnak ilyen jellegű, hézaggal párhuzamos csíkként való kialakítása, amely tehát a (12) illesztési hézaghoz képest keresztirányban van fókuszálva, egy lényeges intézkedés, hogy a (10, 11) élek felmelegedési helye a (14) illesztési hellyel egybeessen.
Az illesztési (22) hézagsíkot a 2b ábrán pontozott vonal, az 1. ábrán (23) sugárhatároló vonal mutatja be. Az illesztési (22) hézagsík tehát csak a (14) illesztési hely tartományában érinti a (16, 17) illesztési felületeket
A találmány szempontjából jelentőséggel bír, hogy a
HU 206 291 Β (20) lézersugár kizárólag az illesztési (22) hézagsíkkal párhuzamosan van polarizálva. Bebizonyosodott, hogy a CO2 lézerrel előállított (20) lézersugár nemesfémről való visszaverődési foka polarizációfüggő. A 6. ábra megvilágítja az összefüggést. Ha a (20) lézersugár az illesztési (22) hézagsíkhoz képest keresztirányban rezeg, vagy a beesési síkkal párhuzamosan van polarizálva, nagy beesési szög esetén a visszaverődés csekély. A sugárabszorpció tehát az illesztési (22) hézagsíkhoz képest keresztirányban rezgő (20) lézersugár érintőleges beesése esetén összehasonlíthatóan nagyobb, és a sugárzási energia nem jut el az illesztési helyre vagy annak közelébe. Amennyiben a lézersugár az illesztési (22) hézagsíkhoz képest párhuzamosan rezeg, ahogy azt az 1. ábrán (24) kép mutatja, úgy a visszaverődés nagy beesési szög esetén igen magas, összehasonlítva az illesztési (22) hézagsíkra merőlegesen rezgő (20) lézersugárral. Következésképpen az illesztési (22) hézagsíkkal párhuzamosan rezgő (20) lézersugár a beesési szögtől független visszaverődése okán nagyrészt a (14) illesztési helyre vagy annak közvetlen közelébe kerül, ahol aztán az abszorpció megtörténik.
A 6. ábrából kitűnik, hogy különösen előnyös, ha a (20) lézersugár kizárólag az illesztési (22) hézagsíkkal párhuzamosan van polarizálva, és egyúttal a (20) lézersugár a (12) illesztési hézaghoz képest az 1. ábra szerint keresztirányban, a hézaggal párhuzamos csíkként van fókuszálva. Ugyanis ekkor a (20) lézersugárnak a (16, 17) illesztési felületek normálisával bezárt (18) beesési szöge különösen nagy (3. ábra), a visszaverődés ennélfogva különösen kismértékű és a sugárzási energia teljes egészében a (14) illesztési helyre kerül.
Az 1. ábrán a (20) lézersugár sugárszélességét meghatározó (21) fókuszáló tükör az illesztési (22) hézagsíkban helyezkedik el, és a (19) illesztési vonalra merőlegesen van elrendezve. A h sugármagasság úgy van meghatározva, hogy a (21) fókuszáló tükörtől kezdve megegyezzék az s hézagmagassággal. A 2a, 2b ábrákon a (21) fókuszáló tükör sugárútjába (25) terelő tükör és egy további (31) fókuszáló tükör van állítva. A (25) terelő tükör a (20) lézersugarat a (31) fókuszáló tükörre fordítja, amely a (20) lézersugarat oly módon fókuszálja, hogy annak sugármagassága csak a (14) illesztési helyen egyenlő az s hézagmagassággal.
A 3. ábra a 2a ábrához hasonló kialakítást mutat be, ahol azonban a (20) lézersugár magassága úgy van kimérve, hogy az a (19) illesztési vonalnál kismértékben nagyobb, mint az s hézagmagasság. A (20) lézersugár azon része, amely a (19) illesztési vonalon áthalad, fokuszálástól függően hegyesszögben esik a (26) éltartományokra, amelyek ennek megfelelően felolvadnak. Mivel ezen (26) éltartományok felületei az illesztési (22) hézagsíkra merőleges elrendezésűek, a (20) lézersugár energiája, különösen az illesztési (22) hézagsíkkal párhuzamosan polarizált sugara nagymértékben abszorbeálódik, ugyanis a sugárnak ezen (26) éltartományok normálisával alkotott beesési szöge nagy. A (20) lézersugár által létrehozott olvadékzónát a 3. ábrán vastagabb vonallal jelöltük.
A 4. ábrán bemutatott elrendezés szerint a (20) lézer6 sugarat a (31) fókuszáló tükör olyan sugárnyalábbal gyűjti, hogy a (14) illesztési helyen éppen annak magasságával rendelkezzen. Járulékos (27, 28) lézersugarak a (25, 29) terelő tükrökről visszaverődve a (26) éltartományra esnek. Egy további kisebb teljesítményű lézer (27) vagy (28) lézersugarai helyett lehetőség van itt be nem mutatott módon a (20) lézersugarat előállító lézer sugárzási energiája egy részének a kirekesztésére és a 4. ábrán bemutatottak szerinti alkalmazására.
A (27, 28) lézersugarak helyett más hőforrások is használhatók, például nagyfrekvenciájú hősugárzók.
A 4. ábra a (31) fókuszáló tükörnek a (10, 11) élek feletti elrendezését mutatja be, amely térbeli okokból igen előnyös lehet. Ez az elrendezés azonban legalább még egy további lézersugár alkalmazását követeli meg, amennyiben mindkét, a (10, 11) élek alatt és fölött elhelyezkedő (26) éltartomány felmelegítése szükséges. Ha azonban a (20) lézersugár a (19) illesztési vonal (30) középmerőlegesét magába foglalja, lásd a 3. ábrát, egyetlenegy (20) lézersugár is elegendő.
Az 5. ábra mozgó (31) fókuszáló tükörrel ellátott elrendezést mutat be. Már a (31) fókuszáló tükörhöz vezetett (20) lézersugár a leképezési síkra merőlegesen van fókuszálva, így a (31) fókuszáló tükör által végzett további fokuszálás a (14) illesztési helyen pont alakú keresztmetszettel rendelkező lézersugarat eredményez, amely a (14) illesztési hely s hézagmagassága mentén oda-vissza mozgatható. Ennek köszönhetően a (14) illesztési hely teljes s hézagmagassága mentén egyenletes az energiaeloszlás.
A 7. ábrán a két (32, 33) összeillesztendő rész (10, 11) élei egymást átlapolóan oly módon vannak elrendezve, hogy itt nem szereplő vezetőelemek segítségével az ábrázolt módon érintőlegesen vannak egymáshoz vezetve. Az illesztési vonal, ill. a (14) illesztési hely a 7. ábrán következésképpen horizontális elrendezésű. A (20) lézersugarat, mely (41) kiindulási keresztmetszettel rendelkezett, a (21) fókuszáló tükör az s hézagmagasságra fókuszálja, és a (31) fókuszáló tükörre vetíti, amely aztán a (20) lézersugarat hézaggal párhuzamos csíkká fókuszálja, ahogy ezt (42) sugárkeresztmetszet bemutatja.
A 8. ábra két összeillesztendő (39, 40) réteget ábrázol, ahol a (39) réteg v sebességgel mozgó hordozóanyag, pl. egy lemez, és a (40) réteg egy bevonatanyag, pl. hegesztőfólia. A (40) réteget, tehát a fóliát (43) vezetőgörgők a nyíl irányában vezetik és terelik, így ez a (14) illesztési helyen a (39) réteget érintőlegesen megközelíti. A két (39, 40) réteg összekötésére a (20) lézersugár szolgál, melyet (44) fókuszáló optika a (14) illesztési helyre fókuszál. A (20) lézersugár elterelését (45) poligontükör végzi, mely több olyan (46) tükörelemből áll, melyek a merőlegeshez képest 45 °-os szög alatt egy vivőkerék külső kerületén vannak elrendezve, és egymással egyenlő szöget zárnak be, és melyeket (47) meghajtás meghatározott ω szögsebességgel forgat. Következésképpen a (20) lézersugár mindig az ábra síkjára merőlegesen, élőiről hátra fordul, így az s hézagmagasság töredékére fókuszált sügárfolt a (14) illesztési helyet, ill. annak illesztési vonalát az ω szög1
HU 206 291 Β sebességnek megfelelően többször is keresztülpásztázza, így a hegesztéshez szükséges hegesztési energia odajuttatja. Amennyiben a (39, 40) rétegek szélessége nem túl nagy, a (45) poligontükör helyett rögzített síktükör is használható.
A 9. ábra két, vastag lemezből álló (32,33) összeillesztendő részt mutat be, melyeket tompa illesztéssel kell összeilleszteni és összekötni. Látható, hogy a vastagságukhoz képest nagy szélességük miatt ezeket a lemezeket nem lehet a fősíkjukban az 1. ábra szerint egymáshoz vezetni, mert a deformációjuk ebben a síkban elfogadhatatlanul nagy lenne. Következésképpen ezeket, ahogy az ábrán látható, ollószerűen kell egymáshoz vezetni, éspedig a (48) vezetőgörgők segítségével, melyek a (32, 33) Összeillesztendő részek alatt és fölött vannak elrendezve. Ilyen szalag formájú anyagok összeillesztésében jelentőséggel bír a ferdén lemunkált (16, 17) illesztési felületek használata. A (16, 17) illesztési felületek tehát 90 °-tól eltérő (34) szöget zárnak be a munkadarab egyik (35) külső felületével. Ennek megfelelően a (14) illesztési hely ferdén van elrendezve, és a (20) lézersugarat is a (21,31) fókuszáló tükrök segítségével megfelelően ferdén kell a (16, 17) illesztési felületek közé bevinni.
A 10. és 11. ábra (49) spirális csövek hegesztését szemlélteti. Ismert módon egy szalag alakú anyag spirális alakúvá van úgy tekercselve, hogy a szalag alakú anyagból alkotott (32, 33) összeillesztendő részek (10, 11) élei a (14) illesztési helyen ollószerű tompa illesztéssé vannak egymáshoz vezetve. Különösen a 10. ábrán látszik, hogy a (10, 11) élek (16, 17) illesztési felületei csak közvetlenül a (19) illesztési vonal előtt fedik egymást, így a (19) illesztési vonal reflexióval való besugárzásához elengedhetetlen a (16, 17) élek ferde lemunkálása vagy ferde elrendezése ahhoz, hogy a (19) illesztési vonaltól távol beeső sugarat visszaverhessék. A (21,31) fókuszáló tükrök a (20) lézersugarat a 9. ábrán láthatókhoz hasonlóan a (12) illesztési hézaghoz képest keresztirányban, hézaggal párhuzamos csíkként fókuszálják, és lényegében az illesztési (22) hézagsíkkal párhuzamosan polarizálják.
A 9-11. ábrák a (16, 17) illesztési felületek magasságban egymáshoz igazodó vezetését mutatják be a (14) illesztési helyen (36) vezetőelemek segítségével. A (36) vezetőelemek görgők vagy duplagörgők, melyek között a hegesztési (15) varrat tartományában (37) gyűrűs horony van kiképezve, mely a hegesztési (15) varratot szabadon hagyja, de csúszósaruk is használhatók. All. ábrán a vezetőelemeket vagy görgőket nem ábrázoltuk. Az esetlegesen kifolyó olvadék nem befolyásolja a (32,33) összeillesztendő részek vezetését. A (32, 33) összeillesztendő részek vezetése nemcsak a (14) illesztési hely tartományában történik, hanem a 9. ábra szerint amögött is, így a hegesztési (15) varrat vezetés közben lehűl, és a szalag alakú anyag súlyfüggő deformálásából adódó feszültségek is elkerülhetők. A (32, 33) összeillesztendő részek vezetése a (14) illesztési hely tartományában előnyösen nyomásmentesen történik.
A 11. ábra a 10. ábra kiegészítéseként megmutatja, hogy a szalag alakú anyag vagy a (32, 33) összeillesztendő részek két (51,52) rétegből állnak, melyek közül az (51) réteg hordozóanyag, az (52) réteg pedig korróziógátló burkolat. A (16,17) illesztési felületeket a (20) lézersugár tömören hegeszti össze, így az (52) réteg a cső belsejében tömör burkolatot alkot.
A 12a-e ábrák a (32, 33) összeillesztendő részek, illetve azok (10, 11) éleinek vezetési lehetőségeit mutatják be keresztmetszetben. A 12a ábra egy munkadarab (35) külső felületéhez képest függőlegesen elrendezett tompavarratot mutat két görgő alakú (36) vezetőelemmel, melyek a hegesztési (15) varrat tartományában egy-egy (37) gyűrűs horonnyal vannak ellátva. A 12b ábra egymáshoz képest eltolt vezetőgörgők hasonló elrendezését mutatja, melyeket ferde tompa hegesztési (15) varrathoz alkalmazunk, míg a 12c ábra az illesztési folyamatot görgők, mint (36) vezetőelemek használatával szemlélteti. A 12d, 12e ábrák átlapolt (10, 11) élek megfelelő vízszintes (14) illesztési helyét mutatják. A (10, 11) élek a (36) vezetőelemek révén egy-egy (38) gyűrűs kötéssel vannak biztosítva az oldalirányú elmozdulás ellen. A (38) gyűrűs kötés magassága - a 12e ábra szerint - az összeillesztendő rész, illetve a (10 vagy 11) él vastagságával egyenlő, így a (10, 11) élek a (14) illesztési hely tartományában nem nyomódnak össze, hanem a kívánt módon nyomásmentesen kerülnek összeillesztésre.
A (36) vezetőelem (37) gyűrűs hornya olyan mély, illetve széles, és a 12d ábrán a (38) gyűrűs kötés távolsága a (11) éltől olyan nagy, hogy a (14) illesztési helyen a folyamat megfigyelésére - a forrasztási, illetve illesztési hőmérséklet ellenőrzésére - a lehetőség adott.
Claims (17)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás anyagzáró kötés létrehozására lézersugárzással, amelynek során a lézersugarat illesztési vonalra merőlegesen, illesztési hézagsíkkal párhuzamosan vezetjük, amikor is a lézersugarat az illesztési hézagra merőlegesen, hézaggal párhuzamos, az illesztési vonal hosszának legalább egy részét átfedő csíkká alakítjuk vagy fókuszáljuk, azzal jellemezve, hogy két összeillesztendő rész (32, 33) illesztési hézagsíkjával (22) párhuzamosan és lineárisan polarizált lézersugárzást alkalmazunk.
- 2. Az 1, igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az összeillesztendő részeket (32, 33) illesztési helyük (14) tartományában elő- és/vagy utófűtjük, amikor is a fűtőhatást az anyagzáró kötéssel létrehozott varrat (15) két oldalán a kötési feltételeknek megfelelően azonosra vagy eltérőre állítjuk be.
- 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fűtőhatást a varrat (15) két oldalán azonosra állítjuk be, amikor is a lézersugár (20) optikai tengelyét az illesztési vonal (19) középmerőlegesét (30) bezáróan állítjuk be, és a lézersugarat (20) az illesztési helyen (14) a hézagmagasságnál (s) nagyobbra választjuk meg.HU 206 291 Β
- 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elő- és/vagy utófűtött összeillesztendő részeket (32,33) védőgázzal öblítjük.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lézersugarat (20) körkörös sugárfoltalaktól eltérő sugárfoltalak esetén fellépő intenzitás-veszteséget kompenzáló teljesítménynöveléssel pulzáljuk.
- 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egyik összeillesztendő rész (32) élét (10) egy további összeillesztendő rész (33) élével (11) előtolás során függőleges mozgáskomponenssel jellemezhető tompa illesztéssel, ollószerűen érintkeztetjük.
- 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az összeillesztendő részeknek (32, 33) az illesztési helyet (14) képező illesztési felületeit (16, 17) ezen összeillesztendő részek (32,33) egyik külső felületével (35) 90 °-tól eltérő szöget (34) bezáróan alakítjuk ki.
- 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy réteges anyagból való, legalább két résznek nagy felület mentén történő összekötése során a lézersugarat (20) ismételten eltérítjük és az illesztési helyen (14) a hézagmagasságnál (s) kisebbre állítjuk be.
- 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább egy olyan összeillesztendő részt (32) alkalmazunk, amely legalább két különböző anyagú réteggel (39, 40) van ellátva.
- 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a réteges összeillesztendő rész (32) rétegeinek (39, 40) csupán egyikét vagy azoknak korlátozott számát kötjük össze a másik összeillesztendő résszel.
- 11. Berendezés az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, amely berendezés lézergenerátomal, lézersugarat vezető optikával, egyre szűkülő hézaggal egymáshoz illesztett összeillesztendő részek között lézersugarat alakító és fókuszáló berendezéssel, lézersugarat lineárisan polarizáló berendezéssel, valamint lézersugár polarizációs irányát befolyásoló berendezéssel van ellátva, azzal jellemezve, hogy az összeillesztendő részek (32, 33) illesztési helyén (14) vagy annak tartományában hőmérsékletet folyamatosan ellenőrző mérőberendezéssel van ellátva.
- 12. A 11. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mérőberendezés mérési eredményét alapértékkel összehasonlító és ennek alapján a berendezés egy vagy több üzemi paraméterét befolyásoló szabályozóval van ellátva.
- 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az összeillesztendő részek (32, 33) mindkét hézagoldalán a varrat (15) tartományában a varrat (15) mellett az összeillesztendő részekre (32, 33) ható, az illesztési felületek (16, 17) magassági irányú és/vagy oldalirányú eltolódását megakadályozó vezetőelemek (36) vannak elrendezve.
- 14. A 13. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a vezetőelem (36) görgő, amely legalább hegesztési varrat szélességű gyűrűs horonnyal (37) és/vagy legfeljebb összeillesztendő rész vastagságú gyűrűs kötéssel (38) van ellátva.
- 15. A 11-14. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a lézersugár (20) az illesztési hely (14) tartományában fekvő gyújtópontokkal van fókuszálva.
- 16. A 11-15. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy csík alakú keresztmetszetű lézersugár az illesztési hézagsíkhoz (22) képest elfordítottan van elrendezve.
- 17. A 11-16. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az összeillesztendő részek (32, 33) illesztési felületeit (16, 17) sugárzásszóró érdesség vonatkozásában simító, élmegmunkáló eszközökkel van ellátva.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873713975 DE3713975A1 (de) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | Vorrichtung und verfahren zum fuegen mit laserstrahlung |
| PCT/DE1988/000239 WO1988008353A1 (en) | 1987-04-25 | 1988-04-20 | Joining device and process using laser radiation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT51182A HUT51182A (en) | 1990-04-28 |
| HU206291B true HU206291B (en) | 1992-10-28 |
Family
ID=6326343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU882577A HU206291B (en) | 1987-04-25 | 1988-04-20 | Method and apparatus for forming material-sealing bond by laser radiation |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4912297A (hu) |
| EP (1) | EP0313594B1 (hu) |
| JP (1) | JPH02501049A (hu) |
| KR (1) | KR890700892A (hu) |
| AT (1) | ATE85926T1 (hu) |
| BG (1) | BG86438A (hu) |
| BR (1) | BR8806993A (hu) |
| CA (1) | CA1298353C (hu) |
| DD (1) | DD268649A5 (hu) |
| DE (2) | DE3713975A1 (hu) |
| FI (1) | FI885298A0 (hu) |
| HU (1) | HU206291B (hu) |
| NO (1) | NO885713L (hu) |
| RO (1) | RO105785B1 (hu) |
| WO (1) | WO1988008353A1 (hu) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3843841A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-06-28 | Fraunhofer Ges Forschung | Laserstrahlschweissverfahren |
| US5081086A (en) * | 1988-12-29 | 1992-01-14 | Uop | Solid phosphoric acid catalyst |
| GB8910302D0 (en) * | 1989-05-05 | 1989-06-21 | Welding Inst | Bonding method |
| US4990741A (en) * | 1990-02-06 | 1991-02-05 | Rockwell International Corporation | Method of laser welding |
| DE4007687A1 (de) * | 1990-03-10 | 1991-10-02 | Schober Werkzeug & Maschbau | Vorrichtung zum bearbeiten einer endlosen bahn |
| CA2043760A1 (en) * | 1990-06-05 | 1991-12-06 | Katsuhiro Minamida | Method of producing corrugated metal sheeting and method of producing honeycomb structure therefrom for carrying catalystic agents used for purifying exhaust gases |
| DE4018355A1 (de) * | 1990-06-08 | 1992-01-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur oberflaechenbehandlung von werkstuecken mit laserstrahlung |
| DE4042349A1 (de) * | 1990-06-08 | 1991-12-19 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur oberflaechenbehandlung von werkstuecken mit laserstrahlung |
| DE4104256A1 (de) * | 1991-02-13 | 1992-08-20 | Thyssen Laser Technik Gmbh | Verfahren zum herstellen von durch tiefziehen umgeformten formkoerpern, insbesondere von karosserieteilen fuer kraftfahrzeuge |
| JP2799783B2 (ja) * | 1991-04-30 | 1998-09-21 | 東洋製罐株式会社 | 溶接缶胴の製造方法 |
| DE4212035C2 (de) * | 1992-04-10 | 1996-08-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum Umschmelzen von Oberflächen von Werkstücken mit Laserstrahlung |
| DE4315673A1 (de) * | 1992-05-07 | 1993-11-11 | Mhp Mannesmann Hoesch Praezisr | Verfahren zum Verbinden schichtweise aufgebauter Werkstücke |
| DE4219619C1 (de) * | 1992-06-16 | 1994-01-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen einer kontinuierlich geförderten stromleitenden Materialbahn |
| CA2108761A1 (en) * | 1992-10-23 | 1994-04-24 | Koichi Haruta | Method and apparatus for welding material by laser beam |
| DE4429913C1 (de) * | 1994-08-23 | 1996-03-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung und Verfahren zum Plattieren |
| DE19502140C1 (de) * | 1995-01-25 | 1996-05-15 | Thyssen Stahl Ag | Verfahren zum laserunterstützten Plattieren von Band und dessen Anwendung |
| DE19625873C2 (de) * | 1996-06-27 | 2003-04-30 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zum Verfügen von Fügepartnern |
| DE19640612C1 (de) * | 1996-10-01 | 1998-06-18 | Thyssen Stahl Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von überlappend miteinander zu verbindenden Flachprodukten |
| US6451152B1 (en) | 2000-05-24 | 2002-09-17 | The Boeing Company | Method for heating and controlling temperature of composite material during automated placement |
| DE102004045865A1 (de) * | 2004-09-20 | 2006-03-30 | BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH | Verfahren zum Tröpfchen-Schweißen zweier Fügepartner |
| KR100650767B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2006-11-27 | 주식회사 하이닉스반도체 | 패드 재배열 칩과, 그 제조방법 및 패드 재배열 칩을이용한 적층형 패키지 |
| US9095929B2 (en) | 2006-07-14 | 2015-08-04 | Lincoln Global, Inc. | Dual fillet welding methods and systems |
| DE102008036435B4 (de) | 2008-02-13 | 2010-08-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von metallischen Werkstoffverbunden und Verbund-Halbzeugen |
| EP2090395B1 (de) | 2008-02-13 | 2016-09-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von metallischen Werkstoffverbunden und Verbund-Halbzeugen |
| DE102009016805B4 (de) | 2009-04-09 | 2014-04-03 | Alanod Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Laserverschweißen eines Verbundmaterials mit einem Bauteil |
| DE102009049107B4 (de) * | 2009-10-13 | 2014-01-09 | Ima Klessmann Gmbh Holzbearbeitungssysteme | Vorrichtung und Verfahren zur Bekantung von Werkstücken |
| US8729424B2 (en) * | 2010-02-18 | 2014-05-20 | The Esab Group, Inc. | Hybrid welding with multiple heat sources |
| DE102010013351A1 (de) * | 2010-03-30 | 2011-12-15 | Li-Tec Battery Gmbh | Kontaktelement für Ableiter galvanischer Zellen |
| JP5549963B2 (ja) * | 2011-11-09 | 2014-07-16 | 新日鐵住金株式会社 | 電縫溶接操業の監視装置、方法、プログラム、及び記憶媒体 |
| EP3213830A1 (de) * | 2016-03-02 | 2017-09-06 | Nexans | Verfahren zur herstellung eines rohres aus metall |
| DE102020102638A1 (de) * | 2020-02-03 | 2021-08-05 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Blechpaket und Verfahren zum Herstellen eines Blechpakets |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1565144A1 (de) * | 1965-09-18 | 1970-02-19 | Telefunken Patent | Anordnung zur Materialbearbeitung mit Laserstrahlen |
| JPS6032553B2 (ja) * | 1980-02-15 | 1985-07-29 | 新日本製鐵株式会社 | 物体の接合法 |
| DE8304141U1 (de) * | 1983-02-15 | 1983-07-07 | Rofin-Sinar Laser GmbH, 2000 Hamburg | Lasergeraet fuer materialbearbeitung |
| JPS6032553A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | コイルの製造方法 |
| DE3342471A1 (de) * | 1983-11-24 | 1985-06-05 | Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe Betriebsgesellschaft mbH, 7514 Eggenstein-Leopoldshafen | Schwerkraftbetaetigter greifer zum erfassen von kokillen mit radioaktivem inhalt |
| US4649256A (en) * | 1985-01-10 | 1987-03-10 | Nippon Steel Corporation | High-frequency electric resistance welding method using irradiation with a laser beam |
| US4649254A (en) * | 1985-05-16 | 1987-03-10 | Electric Power Research Institute | Amorphous metal ribbon fabrication |
-
1987
- 1987-04-25 DE DE19873713975 patent/DE3713975A1/de active Granted
-
1988
- 1988-04-12 CA CA000563945A patent/CA1298353C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-20 EP EP88903183A patent/EP0313594B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-20 AT AT88903183T patent/ATE85926T1/de not_active IP Right Cessation
- 1988-04-20 HU HU882577A patent/HU206291B/hu not_active IP Right Cessation
- 1988-04-20 DE DE8888903183T patent/DE3878638D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-20 JP JP63503025A patent/JPH02501049A/ja active Pending
- 1988-04-20 US US07/300,067 patent/US4912297A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-20 RO RO136470A patent/RO105785B1/ro unknown
- 1988-04-20 WO PCT/DE1988/000239 patent/WO1988008353A1/de active IP Right Grant
- 1988-04-20 BR BR888806993A patent/BR8806993A/pt not_active Application Discontinuation
- 1988-04-21 DD DD88314967A patent/DD268649A5/de not_active IP Right Cessation
- 1988-11-16 FI FI885298A patent/FI885298A0/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-12-14 BG BG086438A patent/BG86438A/bg unknown
- 1988-12-20 KR KR1019880701692A patent/KR890700892A/ko not_active Application Discontinuation
- 1988-12-22 NO NO88885713A patent/NO885713L/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1988008353A1 (en) | 1988-11-03 |
| FI885298A (fi) | 1988-11-16 |
| BG86438A (bg) | 1993-12-24 |
| DE3713975C2 (hu) | 1992-04-23 |
| NO885713L (no) | 1989-02-21 |
| DE3878638D1 (de) | 1993-04-01 |
| HUT51182A (en) | 1990-04-28 |
| RO105785B1 (ro) | 1992-12-30 |
| JPH02501049A (ja) | 1990-04-12 |
| CA1298353C (en) | 1992-03-31 |
| US4912297A (en) | 1990-03-27 |
| DE3713975A1 (de) | 1988-11-03 |
| NO885713D0 (no) | 1988-12-22 |
| BR8806993A (pt) | 1989-10-31 |
| EP0313594A1 (de) | 1989-05-03 |
| EP0313594B1 (de) | 1993-02-24 |
| FI885298A0 (fi) | 1988-11-16 |
| ATE85926T1 (de) | 1993-03-15 |
| DD268649A5 (de) | 1989-06-07 |
| KR890700892A (ko) | 1989-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU206291B (en) | Method and apparatus for forming material-sealing bond by laser radiation | |
| US6087619A (en) | Dual intensity multi-beam welding system | |
| EP0781622B1 (en) | Process and apparatus for welding workpieces with two or more laser beams whose spots are oscillated across welding direction | |
| JPS60157842A (ja) | コ−テイングされた板紙材料をシ−ルする方法および装置 | |
| AU4595099A (en) | Method of laser welding tailored blanks | |
| JP4378634B2 (ja) | 突き合わせレーザ溶接方法及び突き合わせレーザ溶接装置 | |
| US20210053163A1 (en) | Clamping device and associated laser welding apparatus | |
| CN108032526B (zh) | 用于对接塑料工件的激光焊接方法 | |
| WO2005030426A2 (en) | System and method for laser welding foils | |
| US5170031A (en) | Joining method | |
| JP2929447B2 (ja) | 溶接方法 | |
| CA3055547C (en) | Laser welding with filler wire | |
| US11819942B2 (en) | Method and apparatus for applying an active joining force during laser welding of overlapping workpieces | |
| KR20170121567A (ko) | 판재의 접합방법 | |
| RU2104137C1 (ru) | Способ лазерной сварки стыковых соединений | |
| JPS60127088A (ja) | レ−ザによる薄鋼板の溶接法 | |
| KR102520940B1 (ko) | 쿼츠 접합체 및 레이저를 이용한 쿼츠용접방법 | |
| JPS60216986A (ja) | レ−ザによる薄鋼板の溶接法 | |
| JPH09225663A (ja) | レーザーによる溶接方法 | |
| JPS6099494A (ja) | レ−ザによる薄鋼板の溶接法 | |
| JPH01202385A (ja) | 金属板材のレーザ溶接方法 | |
| KR20220160952A (ko) | 쿼츠 용접 구조물 및 그 제조방법 | |
| KR20220160951A (ko) | 레이저 용접장치 및 그 제어방법 | |
| JPH0429476B2 (hu) | ||
| JPS62148089A (ja) | 溶接線検出方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |