[发明专利]用于将第一和第二工件区段激光焊接的方法和激光加工机

说明书

本发明涉及一种用于借助激光射束(21)将第一和第二工件区段(61，62)激光焊接的方法，激光射束借助激光加工头(7)沿着在工件区段(60，61)之间构成的接合缝隙(60)被引导，激光射束(21)借助加工光具(66)聚焦，焊料(73)借助供应装置(69)对准所述接合缝隙(60)，其中，检测待焊接的工件区段(61，62)的接合缝隙(60)的至少一个缝隙宽度，分析评估沿着接合缝隙(60)的走向所检测到的缝隙宽度并将其与至少一个第一缝隙尺寸和第二缝隙尺寸比较，其中，第一缝隙尺寸包括以下缝隙宽度，在该缝隙宽度的情况下在没有焊料(73)的情况下构成焊缝(81)，并且第二缝隙尺寸包括以下缝隙宽度，在该缝隙宽度的情况下，为了填充接合缝隙(60)而供应用于构成焊缝(81)的焊料(73)，在所检测到的缝隙宽度在第一缝隙尺寸内的情况下，在激光焊接期间，将焊料(73)至所述接合缝隙(60)的供应停止并且调设到激光射束(21)的具有点焦点或环形焦点(43，46)的射束轮廓，而在所检测到的缝隙宽度在第二缝隙尺寸内的情况下，驱控焊料(73)至所述接合缝隙(60)的供应并且调设到所述激光射束(21)的具有环形焦点(46)的射束轮廓。

技术领域

本发明涉及一种用借助激光射束将第一和第二工件区段激光焊接的方法，以及用于执行该方法的激光加工机。

背景技术

从JP 09-108 869 A1中已知一种激光加工机，在该激光加工机中设有可自由旋转的激光加工头，该激光加工头将激光射束指向到待焊接的工件区段之间的接合缝隙上。在具有聚焦光具的激光加工头的壳体上有用于钎丝或焊丝的供应装置，所述供应装置可围绕激光加工头自由旋转地布置在激光加工头上。在激光焊接期间，将供应装置相对于激光加工头旋转地驱动，使得焊丝的供应定向成在激光射束前面。

通过FR 2 823 688 A1提出一种用于激光焊接的设备。通过聚焦光具将激光射束扩宽成环，然后通过透镜聚焦到一个点，该点在接合缝隙中出现。在聚焦的激光射束内，设有呈喷嘴形式的供应装置，以便将可焊接的材料垂直于工件平面地供应到接合缝隙。

由DE 94 01 081 U1已知一种用于接收激光加工头和焊丝供应装置的定位装置。该定位装置相对于待焊接的工件区段的表面以45°的角度接收激光加工头。在激光加工头和待加工工件区段的表面之间设有供应装置，以便在待焊接的工件区段的接合缝隙中产生焊缝。

由DE 10 2013 008 085 B4已知一种用于借助加工射束将工件接合的方法和装置，在该方法中，借助加工头将加工射束在供应焊料的情况下沿着待加工的工件之间的接合焊道引导。在接合期间，求取出加工头和工件之间的当前相对速度。根据当前的相对速度控制加工射束的功率。每单位时间的焊料供应量根据当前相对速度和连接缝的当前缝宽度来调节。

DE 44 01 597 A1公开了一种具有射束模式控制的激光加工设备。为了加工工件，以激光输出值的变化为参照基于每个模式的聚焦特性的变化和射束的焦点的运动量的变化调设到最佳适配的激光射束模式。

由DE 197 24 986 C2已知一种用于焊接工件的方法和用于实施该方法的装置。在预先测试中，求取出辐射信号的极限值，在缝隙宽度为零的情况下为了维持具有规定的最低品质的焊接而不允许超过或低于该极限值。在实际焊接过程中，确定出焊接点处的缝隙宽度，并且基于校正关系将缝隙的最大和最小宽度的边界值与预先测试中求取出的极限值进行比较，其中，当前极限值被移动相应于在焊接点处的当前缝隙宽度的数值。

由DE 10 2010 003 750 A1已知一种用于改变激光射束的射束轮廓特性的方法。为了改变耦离的激光射束的射束轮廓特性，使用多包层光纤。根据激光射束的耦入，可以驱控到完整的圆形轮廓，该完整的圆形轮廓例如用于激光切割过程。此外，可以产生环形轮廓，该环形轮廓例如用于激光焊接过程。此外，可以获得宽的完整射束轮廓，其也可以用于激光焊接。

发明内容