[发明专利]用于通过将激光束入射到由另一激光束产生的小孔开口来深熔焊接工件的方法和激光焊接装置

说明书

本发明涉及一种用于深熔焊接工件(2)的方法，其中，通过第一激光束(11)和第二激光束(12)照射工件(2)的表面，其中，在工件表面平面(OE)中第一激光束(11)的第一射束宽度B1大于第二激光束(12)的第二射束宽度B2，并且，至少在射束工件表面平面(OE)中第二激光束(12)处于第一激光束(11)之内，其中，第一激光束(11)的强度独自足够用于在工件(2)中产生蒸汽小孔(6)，并且，在工件(2)中产生的蒸汽小孔(6)在工件表面平面(OE)中具有小孔宽度KB，其中，KB基本上与B1一样大，并且进一步适用B2≤0.75*KB。提供了一种激光深熔焊接方法，其中，在大的焊入深度和高的进给速度的情况下可以实现良好的焊缝质量。本发明还涉及一种激光焊接装置。

技术领域

本发明涉及一种用于深熔焊接工件的方法，其中，通过第一激光束和第二激光束照射所述工件的表面，其中，在工件表面平面中，第一激光束的射束宽度B1大于第二激光束的射束宽度B2，并且，至少在该工件表面平面中，第二激光束位于第一激光束之内。

背景技术

这种方法由US 2006/0157457 A1已知。

通过激光束焊接，工件可以以相对高的速度在窄的焊缝上相互连接。在工件中仅相对少地引入热量，使得不出现或仅出现少的热变形。

在激光深熔焊接时，工件材料不是仅表面融化，而是在熔池中构成沿照射方向的蒸汽小孔。由此，激光辐射可以在更大的深度中推进，由此可以产生工件之间更强的连接。

通过高品质的激光束，也就是说小的光束参数乘积(定义为最薄部位上的张开角度*激光束半径，通常缩写为SPP)可以实现特别大的焊入深度。另一方面，通过低品质的激光束，也就是说大的光束参数乘积，可以在高的进给速度的情况下实现优良的焊缝质量。

焊缝的质量尤其通过焊接飞溅的构成而受到损害。液态工件材料从熔池甩出，这在焊缝中引入缺口并且导致焊缝中的材料损失，由此，焊缝被机械地削弱并且也污染环境。

在现有技术中已尝试，通过使用多个激光束来影响焊接过程的质量。

由US 2006/0157457 A1已知，将第一激光束和第二激光束在工件上叠加。第二激光束的光斑小于第一激光束的光斑，其中，第二激光束的光斑位于第一激光束的光斑之内。第二激光束对准到形成的蒸汽小孔上。在工件具有高反射率的情况下，该方法可以实现大的焊接深度和焊接宽度以及高的焊接速度。

相似的方法例如由DE 10 2006 011 064 B4，EP 1 007 267 B1，DE 197 511 95，DE 198 59 243 A1和JP 45 80065 A已知，在这些方法中，具有小光斑的激光束产生蒸汽小孔并且被具有更大光斑的另一激光束叠加，以便堆周围的熔池产生影响。

US 7,807,939 B2描述了一种激光焊接方法，其中，两束激光在时间上交替地照射工件。

由JP 2004358 521 A已知另一种激光焊接方法，其中，来自不同激光源或相同激光源的激光束被叠加并且在工件的不同深度处聚焦。由JP 2006 263 771 A已知一种在具有不同波长的激光源的的类似方法。

JP 2003 340 582 A建议，将激光束分成具有小直径和高能量的主光束以及具有大直径和低能量的副光束并且将它们不同地聚焦。通过主光束产生蒸汽小孔。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种激光深熔焊接方法，其中，在大的焊入深度和高的进给速度的情况下可以实现良好的焊缝质量。

该任务通过开头提到的类型的方法解决，其特征在于，第一激光束的强度独自足够用于在工件中产生蒸汽小孔，并且，在工件中产生的蒸汽小孔在工件表面平面中具有小孔宽度KB，其中，KB基本上与B1一样大，并且进一步适用B2≤0.75*KB。