JP2018528081A - Dcb構造体の重ね溶接のためのレーザー加工機および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・数ミリメートルにわたる、放射方向(z方向)における大きい出力不変性と、
・再現可能な溶接深さを生じさせる、放射方向に対して半径方向のベル形の出力密度分布と、
が得られる。
Claims (11)
- ワークピース(2,3)のレーザー溶接、特にDCB構造体(4)の重ね溶接のためのレーザー加工機(1)であって、レーザービーム(5)を生成するためのレーザービーム生成器(7)と、前記レーザービーム(5)を加工面(10)に結像させるための結像光学系(9)とを備えているレーザー加工機(1)において、
前記結像光学系(9)は、ビーム成形光学系(15;22)を有しており、
当該ビーム成形光学系は、前記レーザービーム(5)を、前記加工面(10)において少なくとも±2mmの焦点深度(Δd)で、有利には少なくとも±5mmの焦点深度(Δd)で、当該焦点深度(Δd)に沿って、ビーム軸線(16)に対して直角の各面において、前記レーザービーム(5)の半径方向の出力密度分布(Pr)がベル形に形成されており、かつ、前記焦点深度(Δd)に沿った、ベル形の前記出力密度分布(Pr)の最大値(Pmax)相互の変動が10%、有利には5%を下回るように、結像させる、
ことを特徴とする、ワークピース(2,3)のレーザー溶接、特にDCB構造体(4)の重ね溶接のためのレーザー加工機(1)。 - 前記ビーム成形光学系は、アキシコン(15)として形成されている、請求項1に記載のレーザー加工機。
- 前記アキシコン(15)は、凸型に形成されており、前記加工面(10)は、前記結像光学系(9)の焦点面(13)の前方に位置する上方焦点領域に位置する、請求項2に記載のレーザー加工機。
- 前記アキシコン(15)は、凹型に形成されており、前記加工面(10)は、前記結像光学系(9)の焦点面(13)の後方に位置する下方焦点領域に位置する、請求項2に記載のレーザー加工機。
- 前記アキシコン(15)は、前記レーザービーム(5)の平行するまたは拡散性のビーム路に配置されている、請求項2から4までのいずれか1項に記載のレーザー加工機。
- 前記ビーム成形光学系は、デュアルフォーカス対物レンズ(22)によって形成されており、前記加工面(10)は、当該デュアルフォーカス対物レンズ(22)の2つの焦点(F1,F2)の間に位置している、請求項1に記載のレーザー加工機。
- 前記デュアルフォーカス対物レンズ(22)の前に均一化光学系(21)が配置されており、当該均一化光学系(21)は、前記レーザービーム(5)の前記半径方向の出力密度分布を均一化する、請求項6に記載のレーザー加工機。
- 前記均一化光学系は、光導体(21)によって形成されており、前記レーザービーム(5)は、光導体軸線(23)に対して偏心的に、当該光導体に入力される、請求項7に記載のレーザー加工機。
- 前記レーザービーム(5)は、パルス状の緑色のレーザービームである、請求項1から8までのいずれか1項に記載のレーザー加工機。
- レーザービーム(5)を用いた、加工面(10)における、ワークピース(2,3)のレーザー溶接、特にDCB構造体(4)の重ね溶接のための方法において、
前記レーザービーム(5)は、前記加工面(10)において少なくとも±2mmの焦点深度(Δd)で、有利には少なくとも±5mmの焦点深度(Δd)で、当該焦点深度(Δd)に沿って、ビーム軸線(16)に対して直角の各面において、前記レーザービーム(5)の半径方向の出力密度分布(Pr)がベル形に形成されており、かつ、前記焦点深度(Δd)に沿った、ベル形の前記出力密度分布(Pr)の最大値(Pmax)相互の変動が10%、有利には5%を下回るように、結像される、
ことを特徴とする、レーザービーム(5)を用いた、加工面(10)における、ワークピース(2,3)のレーザー溶接、特にDCB構造体(4)の重ね溶接のための方法。 - 前記レーザービーム(5)は、パルス状の緑色のレーザービームである、請求項10に記載の方法。
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