在激光焊接时的热裂纹识别的制作方法

本发明涉及一种用于确定工件的焊缝的品质的方法，该工件借助激光射束焊接沿着焊缝焊接，

其中，在激光射束焊接期间以测量系统观察熔池和/或熔池的周围环境的至少一个部分区域，

和根据观察结果确定所焊接的工件的焊缝的品质。

背景技术

这种方法例如由de102007024789b3已知。

激光射束焊接用于焊接工件，所述工件尤其应快速地(以高进给速度)制成或应仅经历小的热翘曲。以激光射束焊接也还可以制成窄和细长的焊缝形状。

在激光射束焊接时在工件上绕激光射束的焦斑由所熔化的工件材料形成所谓的熔池。该熔池基本上随相对于工件传播的激光射束游移；远离激光射束时工件材料又凝固。又凝固的工件材料构成焊缝。

在工件材料凝固时可形成所谓的热裂纹。热裂纹可强烈地不利影响焊缝的强度。因而，关于在焊缝中热裂纹出现的认知总体上是关于焊缝或者说工件的重要的品质信息。

在完成焊接的工件上，位于焊缝中的热裂纹原则上不能以肉眼识别。热裂纹通常在完成焊接的工件上在断面样本方面通过电子扫描显微镜检查来探测。热裂纹也可在工件的x射线照相或超声检查时识别。但这些方法耗时且耗工。

由de102007024789b3已知一种用于在激光焊接过程期间识别焊缝上的缺陷的方法，其中，地点分辨地探测由衔接到液态熔池上的凝固熔化物发出的辐射。通过沿着凝固的熔化物的轮廓截面分析处理所探测的辐射，确定热量导出的特征值且通过与参考值比较来识别缺陷。

ep2094429b1描述了一种用于在激光焊接时进行过程监控的方法。在此，地点分辨地在至少两个波长方面感测由毛细孔、熔池和凝固的熔化物发出的辐射。通过该方法可监控加工过程和产生的焊缝的品质。

de112010003406t5提出，以高速摄像机监控和分析焊接区段和其周围区域的焊接品质。所分析的参数，例如焊接飞溅物的数量，与比较表格比较。de102014107716b3提出，在激光焊接时使激光射束在空间上振荡且在焊接过程期间将振荡参数动态地这样适配，使得由摄像机感测的焊接飞溅物减少。

由de4106007a1已知，在激光焊接时探测由等离子体或蒸气造成的光学或声学信号并对其进行频率分析，以监控焊入深度和焊透程度。ep2543464a2提出，在激光焊接时使从焊接区出发的等离子体的辐射经受频率分析并且根据所述分析以激活的光学元件来构型激光射束、例如在聚焦位置方面，使得优化焊接品质。

de102013015656a1已知一种用于借助光学相干断层成像术(otc)测量激光射束到工件中的侵入深度的方法，其中，第一测量射束对准到还未加工的工件上而第二测量射束对准到焊接毛细孔上。可根据所测量的侵入深度改变激光加工的参数。在激光焊接时以干涉仪测量毛细孔深度也由wo2014/138939a1已知。

us6,900,410b2描述了一种用于激光射束焊接的方法，其中，激光功率脉冲式地调制，和其中，调制频率相应于熔池的自然振荡频率。由此应防止焊接缺陷、尤其裂纹。激光焊接在钢板上进行。

在m.schneider写的，，vonwerkzeugstahlbiszursuperlegierung“,laser-journal4/2013,s.24-27中提出，在激光射束焊接时使用脉冲激光且借助形成热脉冲来执行对材料的吸收表现的适配。通过后脉冲阶段应防止热裂纹。此外可通过调制激光功率来影响熔池动态性并从而影响凝固形貌。

技术实现要素：

本发明的任务是提供一种最简单的方法，通过该方法可得出焊缝的品质。

本发明的简短描述

该任务通过开头提到的类型的方法解决，该方法的特征在于：

在激光射束焊接期间，观察与熔池的熔池振荡相关联的至少一个特征参数，并由所观察到的该特征参数在时间上的变化过程来求取熔池振荡的幅值的量值和/或熔池振荡的频率的量值，并且，

由熔池振荡的幅值的量值和/或熔池振荡的频率的量值得出在工件的焊缝上出现热裂纹的概率和/或频次。

在本发明的范畴中已确认，熔池振荡与热裂纹的出现相关联。尤其可已经观察到：熔池振荡的频率(例如通过熔池长度直接测量或通过在熔池中或在热痕迹中的固定点处的灰度值间接测量)与出现热裂纹的频率相一致。此外已示出：在激光射束焊接的一方法执行方案中，熔池振荡具有小的或微小的幅值，在该方法执行方案中，热裂纹能够很少出现或甚至完全避免。所观察到的相关性可用于由熔池在执行激光射束焊接时的表现，即由熔池振荡的幅值的量值和熔池振荡的频率的量值得出裂纹倾向或者说在所焊接的焊缝中出现热裂纹的概率和频次。

焊池振荡是熔池的基本上周期性的变大和变小，焊池振荡一般(当没有应对措施时)在激光射束焊接时出现，与可能的焊接飞溅物无关。

根据本发明的方法可以以较简单的测量系统在激光焊接过程期间就应用，这使得能实现特别快速的品质结论。不需要将工件在焊接结束之后特别预备(例如预备断面或横截面)或送到特别的测量设备(例如电子扫描显微镜，x光机或超声测量站)中。

为了观察特征参数——所述特征参数可得出熔池振荡，尤其可使用测量系统，该测量系统由过程区域熔池和/或热痕迹接收信号(尤其当激光功率被调制时)；在个别情况中(尤其是当不发生激光功率的调制时)也可由焊接过程的蒸气毛细孔的过程区域分析处理信号。测量系统可被动地观察(例如热成像摄像机)或也可从外部预给定测量信号(射入)，使得与工件或者说工件表面相互作用并以测量系统探测(例如以白光干涉仪)。测量系统可集成在焊接光具上或中，并尤其随着焊接光具运动。

在本发明的范畴中可例如进行以下行动：

(1)通过

(a)(足够快的)摄像机(可见光，近红外，红外)，

(b)高温计，该高温计对准到熔化物或凝固的热痕迹中的一个点上，

(c)光电二极管，其对准到焦斑/毛细孔上，

感测热辐射，

(2)以摄像机感测通过过程区的照明被反射的辐射，

(3)借助白光干涉仪(oct)感测干涉信号，干涉信号的测量射束对准到毛细孔上，

(4)以分光计感测焦斑的光谱，

(5)感测固体声或空气声。

在各个测量方法中示例性的测量值是指：

(1a，2)热图像中的熔池长度、熔池宽度、熔池面积，

(1a)在热图像中热痕迹中的衰减长度、热痕迹宽度，

(1a，b，c)在毛细孔、熔化物或热痕迹中在相对于焦斑固定的地点部位处的灰度值/所感测的强度和/或温度值，

(3)来自毛细孔的信号的深度评价或毛细孔深度。

根据由这些特征参数求取的、熔池振荡的频率和幅值的量值，可量化裂纹倾向或者说探测裂纹形成。

典型地，由以测量系统观察到的特征参数的在时间上的变化过程既求取熔池振荡的幅值的量值也求取熔池振荡的频率的量值。但也可能的是，仅仅求取熔池振荡的幅值的量值，尤其当仅热裂纹出现的概率是重要的时。同样可能的是，仅仅求取熔池振荡的频率的量值，尤其当仅热裂纹的频次是重要时或当热裂纹的出现已经以另外的方式已知时。

当熔池振荡的频率(或频率间隔)已经以足够的精度已知时(例如由预研究，典型地在没有对激光进行功率调制的情况下)，所述特征参数的在时间上的变化过程的分析处理也可局限于熔池振荡的幅值的量值的确定(例如通过确定特征参数的波动宽度)。

随着熔池振荡的更大幅值，幅值的量值更大，优选(但不必要)直接成比例，和反之。相应地对于频率的量值也是如此；一般，频率的量值甚至直接相当于熔池振荡的频率。

一般，熔池振荡的较高幅值提高出现热裂纹的概率和反过来。一般，熔池振荡的较高频率也提高出现热裂纹的频次(一般直接成比例)，和反过来。

在实际中，熔池振荡一般在频带中进行。在本发明的范畴中，该频带可在整体上观察，以得出热裂纹形成的概率和/或频次；必要时可关于频率份额(强度)在频带中相加，以获得熔池的幅值的特征参数，并且，为了熔池的频率的特征参数，可形成频带的中间频率。就此而言，概念“频率”也用于频带和频带的中间频率。

焊缝的品质的根据本发明的确定典型地整体上涉及工件的焊缝，已观察该焊缝的整个制造。但根据本发明也可能的是，在制造时仅仅观察和评价整个焊缝的一个焊缝区段。

根据本发明的方法可尤其用于评价轴向圆焊缝或径向圆焊缝。所研究的工件可尤其是传动装置部件(如切换轮或中间轴)或被激光焊接的钢活塞。

本发明的优选实施方式

在根据本发明的方法的优选变型方案中，为了确定出现热裂纹的概率和/或频次将熔池振荡的幅值的量值与至少一个阈值比较，尤其其中，在熔池振荡的幅值的量值大于饱和阈值时假定：始终对于每个幅值最大值在工件中都出现热裂纹(或至少一个热裂纹)。该做法可简单和快速地应用。一个或多个阈值可通过预试验求取，在预试验中既已观察焊池的表现也已求取实际形成的热裂纹(例如通过x射线照相)。幅值的量值可在与阈值比较之前还标准化，例如通过除以熔池中的所观察的所有频率份额的平均幅值。注意到还可能的是，为了确定出现热裂纹的概率和/或频次，将熔池振荡的频率的量值与至少一个阈值比较。

特别优选的是一变型方案，在该变型方案中，激光射束焊接以一激光功率进行，该激光功率以调制频率f和调制幅值π调制，其中，

其中，pmin：在一调制周期期间的最小激光功率，和pmax：在一调制周期期间的最大激光功率。通过在激光射束焊接时调制激光功率，可提供合适的调制频率f，调制幅值π和平均(求平均的)激光功率pav、极大地减少或甚至防止形成热裂纹。通过根据本发明的方法，功率调制在焊缝品质方面的成功可简单和快速地估计。调制频率f对于低热裂纹概率优选显著大于特征(在未经调制的情况下出现的)熔池振荡的频率，例如至少以系数2，优选以2至8之间的系数。典型地，pmin>0。典型地，调制频率f和(经标准化的)调制幅值π在制造工件期间恒定；但在焊缝起点和焊缝终点处，平均激光功率pav大多被提高及降低。

在该方法变型的优选扩展方案中，激光功率近似正弦形地调制，尤其其中，所述正弦形每调制周期通过至少12个、优选至少18个控制点近似。通过正弦形在调制中避免高频率份额，这已证明为有利于小的热裂纹概率。控制点的使用特别简单。替代地也可使用脉冲式调制。

优选的是一方法变型，其中，工件由钢构成。以钢材料——包括调质钢和表面硬化钢在内已可得到关于裂纹倾向的特别可靠的观点。激光器典型地是固体激光器，例如nd-yag激光器或yb-yag激光器。

还有利的是一方法变型，其中，所述至少一个特征参数包括熔池的几何参数，尤其其中，熔池的几何参数以摄像机感测。熔池参数的直接观察可特别可靠和也简单地实现。摄像机可例如探测可见光或红外光。摄像机典型地与激光射束同轴地定向。

在该变型的扩展方案中，所述几何参数是熔池长度或熔池宽度或熔池面积。熔池长度随熔池振荡具有较大的波动且就此而言是熔池表现的良好指示器。熔池面积(熔池表面的大小)允许关于熔池振荡的特别可靠的观点。为了求取熔池宽度，大多仅须监控较小的图像局部。

特别优选的是一变型，其中，所述至少一个特征参数包括在熔池中或在熔池的热痕迹中在工件上的相对于激光射束焦斑固定地定位和间隔开的地点处的局部温度，尤其其中，以高温计或热成像摄像机感测局部温度。局部温度测量(观察)是特别简单的。温度测量的地点典型地以相应于激光射束焦斑的直径的至少两倍(和优选甚至于以最小熔池长度的至少1/4)与激光射束焦斑间隔开；这降低了由于功率调制造成的测量失真的危险。温度测量的地点随激光射束在工件上游移。

在另一变型方案中，所述特征参数包括焊接毛细孔在激光射束焦斑上方的几何参数，尤其其中，焊接毛细孔的几何参数通过测量射束和白光干涉仪确定。在金属蒸气和焊接毛细孔边缘处的熔化物之间的边界面在测量方面中提供可良好探测的强对比度。在毛细孔方面的测量(例如测量毛细孔深度)首先在当激光功率恒定或者说未调制时使用；否则在调制幅值较高时形成以下危险：仅仅测量功率调制，而并非测量真正的熔池振荡。

特别优选是一变型，其中，所观察的特征参数在时间上的变化过程经受傅里叶变换。通过傅里叶变换可以以简单的方式求取熔池振荡的幅值的量值和熔池振荡的频率的量值。熔池振荡典型地包括(或者说引起)绝对最强的、在傅里叶波谱中出现的频率份额。熔池振荡的幅值的量值典型地在推导出现热裂纹的概率和/或频次之前被标准化，例如通过将在傅里叶波谱中属于熔池振荡的频率份额(或多个频率份额)的幅值除以在傅里叶波谱中的所有频率份额的平均幅值。替代于傅里叶变换，可例如通过特征参数的波动宽度沿着焊缝确定熔池振荡的最大幅值的量值。

用于优化所焊接的工件的制造参数的方法

在本发明的范畴中也提出一种用于优化所焊接的工件的一个或多个制造参数的方法，

其中，将多个工件借助激光射束焊接沿着焊缝焊接，

其中，这些工件分别以一个制造参数的不同值或多个制造参数的不同值组合制造，

其中，对于工件分别按根据本发明的上述方法确定在焊缝上出现热裂纹的概率和/或频次，

其中，由所述多个工件求取出至少一个最好的工件，通过所述最好的工件的一个制造参数或多个制造参数的值或值组合已获得在焊缝中出现热裂纹的最小概率和/或最小频次，

和其中，所述最好的工件的值或值组合作为用于确定最佳制造参数的基础被考虑。因而可能的是，以简单和快速的方式确定对于所述方法所基于的工件类型而言最佳的制造参数，以将热裂纹的出现最小化。在最简单的情况中，将最好的工件的值或值组合直接确定为最佳制造参数；在个别情况中也考虑推导出的最佳制造参数，例如相对于最好的工件改变的调制频率f，该改变在同样改变的进给速度v的情况下在维持标准化的调制频率λ时进行，其中，

其中，df：激光射束焦斑的直径。如果多个工件具有相同的、最小的出现热裂纹的概率和/或频次(尤其是“零”概率)，则这些工件全部可理解为“最好的”工件。最佳制造参数可用于工件的具有最小化热裂纹的标准化生产(批量生产)。典型的要优化的制造参数是(平均化的)激光功率、进给速度、调制频率、调制幅值、射束参数积等。

优选的是根据本发明的方法的一变型，该变型设置：

各工件的激光射束焊接以激光功率进行，该激光功率以调制频率f和调制幅值π调制，其中，

其中，pmin：在一调制周期期间的最小激光功率，和pmax：在一调制周期期间的最大激光功率，和，在各工件的情况下应用调制频率f和调制幅值π的不同的值组合作为制造参数。通过调制激光功率，可强烈地影响熔池振荡，或者说强烈地改变裂纹倾向。通过根据本发明的方法可确定调制频率f和调制幅值π的最佳的值组合。有利地，附加地也还可优化平均激光功率pav作为制造参数。

特别优选的是一变型方案，其中，求取出最好的工件，其方式是，从所有工件中选出具有最小的、熔池振荡的幅值的量值的工件。该做法特别简单和利用以下情况：一般，熔池振荡的低幅值伴随着低热裂纹形成概率。

用于在激光射束焊接期间调节制造参数的方法

此外，在本发明的范畴中提出一种用于在激光射束焊接工件期间调节一个或多个制造参数的方法：

其中，工件借助激光射束焊接沿着焊缝焊接，

其中，激光射束焊接根据一个或多个制造参数进行，

其中，在激光射束焊接工件期间如上所述根据本发明重复确定在焊缝处出现热裂纹的概率和/或频次，

和其中，在激光射束焊接工件期间，所述一个制造参数的值或所述多个制造参数的值这样补充调节，使得在焊缝处出现热裂纹的概率和/或频次最小化。因为根据本发明的用于确定焊缝品质或者说用于确定出现热裂纹的概率和/或频次的上述方法已可在激光射束焊接期间应用，所以该方法也可应用于还未完全的焊缝的已制造的部分区段，这使得可在制造焊缝期间实现制造参数的online调节。因而可能的是，仍在制造工件期间时优化制造参数且连续地适配可能的改变的情况。由此可改善制成的工件或者说焊缝的品质。

也有利的是根据本发明的方法的变型，该变型设置：

工件的激光射束焊接以激光功率进行，该激光功率以调制频率f和调制幅值π调制，

其中，pmin：在一调制周期期间的最小激光功率，和pmax：在一调制周期期间的最大激光功率，

并且，调制频率f的值和/或调制幅值π的值作为制造参数在激光射束焊接工件期间这样补充调节，使得在焊缝处出现热裂纹的概率和/或频次最小化。通过调制激光功率，可强烈地影响熔池振荡，或者说强烈地改变裂纹倾向。通过根据本发明的方法可调设调制频率f和调制幅值π的合适的值组合。有利地，附加地作为制造参数也还可调节平均激光功率pav。

在此优选的是该变型的扩展方案，其中，针对重复确定在焊缝处出现热裂纹的概率和/或频次，仅仅考虑从最后的补充调节起特征参数在时间上的变化过程，其中，在两个补充调节之间发生激光功率的调制的至少五个调制周期。通过该做法保证：也良好地感测改变的制造参数关于特征参数的影响。也可能的是，在补充调节之后首先不考虑若干调制周期(例如至少五个)；在该情况中在两个补充调节之间大多存在至少十个调制周期。

同样优选的是一扩展方案，其中，在焊缝处出现热裂纹的概率和/或频次以下述方式最小化：制造参数的值或制造参数的值这样补充调节，使得熔池振荡的幅值的量值最小化。该做法特别简单和利用以下情况：熔池振荡的低幅值一般伴随着低热裂纹形成概率。

本发明的其他优点由说明书和附图得到。前面提到的和在后面还会举出的特征同样可根据本发明单独使用或在多个特征的情况下以任意组合使用。所示和所述的实施方式不应理解为穷举，而是具有用于描述本发明的示例性特征。

附图说明

本发明在附图中示出并且根据实施例详细解释。附图示出：

图1在激光射束焊接时工件的示意性横截面视图，用于解释本发明；

图2在激光焊接时工件的示意性俯视图，用于解释本发明；

图3以曲线图示出在不同激光进给速度(向右)的情况下热裂纹(菱形)和熔池振荡(圆形)的实验求取的频率(向上)，

图4以曲线图示出在以恒定激光功率焊接工件时实验确定的熔池长度(向上)作为时间(向右)的函数；

图5以曲线图示出图4的数据的傅里叶变换，将对应的频率份额的(傅里叶)幅值(向上)相对于频率(向右)绘出；

图6在图4的工件的情况下以曲线图示出激光功率(向上)作为时间(向右)的函数；

图7图4的工件的x射线照相，从侧向照到焊缝上，具有很多热裂纹；

图8在以优化的经调制的激光功率焊接的工件的情况下以曲线图示出实验确定的熔池长度(向上)作为时间(向右)的函数；

图9在图8的工件的情况中以曲线图示出激光功率(向上)作为时间(向右)的函数；

图10图8的工件的x射线照相，从侧向照到焊缝上，没有热裂纹；

图11以示例性的曲线图示出熔池振荡的幅值(向上)的特征参数作为时间(向右)的函数，标出波动宽度。

图12在没有功率调制的情况下在激光射束焊接工件时以曲线图示出所测量的毛细孔深度(向上)作为时间(向右)的函数；

图13在具有功率调制的情况下在激光射束焊接工件时以曲线图示出所测量的毛细孔深度(向上)作为时间(向右)的函数。

具体实施方式

图1以概要图示出以激光射束2焊接加工在这里金属的工件1。激光射束2从焊接光具2a出发地对准到工件1上。激光射束2从表面出发地侵入到工件1中并且在激光射束2的直接周围环境中将工件材料蒸发。形成直至底部3a的金属蒸发毛细孔(也简称为毛细孔)3。在毛细孔3的周围环境中，工件材料被熔化，由此由液态的工件材料形成所谓的熔池4。因为激光射束2在焊接时相对于工件1运动、在这里向左运动，所以熔池4在横截面中向右收口。在熔池4的左棱边4a和下棱边4b处，工件材料被熔化，而在熔池4的右棱边4c处，工件材料又凝固。在此，在焊缝中可能出现热裂纹11。

在激光射束焊接期间，焊池4的大小并不恒定，而是以近似周期性的方式(与熔池表面处的可能的焊接飞溅物无关)波动；该现象称为熔池振荡。熔池振荡可尤其在变化的熔池长度sl方面识别。在很多情况中，熔池振荡与毛细孔3的参数、例如毛细孔深度kt相关联；但要注意，在经强调制的激光功率的情况下，熔池振荡可通过功率调制的影响叠加或者说主导，尤其在毛细孔3附近。熔池振荡借助测量系统8观察，该测量系统在这里与焊接光具2a机械耦合。

在图2中以俯视图示出图2的工件1，该工件在这里包括两个工件部分1a，1b和沿着焊缝5焊接。激光射束焦斑6相对于工件1向左运动，使得首先在激光射束焦斑6的右边形成熔池4。熔池的大小基本上周期性地在最小延伸尺度7(实线示出)和最大延伸尺度8(点示出)之间波动。

在本发明的范畴中感测至少一个特征参数，该特征参数代表熔池大小在在时间上的发展。为此，在最简单的情况下，尤其以热成像摄像机直接感测熔池大小。例如可有规律地或连续地感测工件的面中的温度高于工件材料的熔化温度(或处于熔化温度和蒸发温度之间)的部分。但一般就已足够的是，例如感测熔池长度sl或熔池宽度sb，例如作为相对置的材料点之间的间距，在所述材料点处刚好是熔化温度(或者说凝固温度)。同样可能的是，在熔池4中的就激光射束焦斑6的位置而言固定的点9处或在熔池4的热痕迹中的固定点10处有规律地或连续地感测温度。典型地，固定点9，10在此以激光射束焦斑6的直径db的多倍(例如至少2倍或至少4倍)与激光射束焦斑6的边缘间隔开，或也可以以最小熔池长度sl(在延伸尺度7的情况下)的至少1/4沿着焊接方向与激光射束焦斑6的边缘间隔开。固定点9，10能够但不必须地位于焊缝5的中间。

对于图3，在由钢(42crmos4)制的工件上以yb-yag-激光器制成不同的焊缝，焊入深度(est)为4mm，而射束参数积(spp)为16mm*mrad，其中，使用不同的进给速度(向右绘制)。激光功率未被调制。

在焊缝中，热裂纹以通过菱形标记的频率(向上绘制)出现；通过除以对应的进给速度得到焊缝中每单位长度的热裂纹数量。

在激光焊接期间，还已分别确定焊池的振荡频率(或者说凝固结构的频率)；所述频率以圆形标记。

如由该曲线图可看到的那样，熔池的振荡频率和裂纹频率很良好地相一致。由此可看到，熔池振荡与裂纹形成以一方式相关联，该方式可用于焊缝的品质评价。

图4示出热成像式地根据热量衰减长度确定的熔池长度sbl(向上绘制)作为时间(向右绘制)的函数，该熔池长度作为熔池振荡的特征参数，这是在以连续波(cw)激光在没有功率调制的情况下进行激光射束焊接时(其中，仍以下述条件：材料为42crmos4类型的钢，yb-yag-激光器，est为4mm，和spp为16mm*mrad)。用裸眼就已经可识别的是，熔池以约大于3hz的频率振荡，其中，熔池长度每调制周期以约2mm波动。

熔池长度(sbl)在这里通过蒸气毛细孔的前侧和熔池末端之间的距离限定。熔池末端在这里假定在具有最小半值宽度的热辐射强度变化过程(垂直于进给方向)的地点上(关于激光的进给方向)。半值宽度的最小值一方面由尖地聚拢的熔池形状且另一方面由于在熔池后形成宽的热痕迹产生。蒸气毛细孔的前侧的求取通过沿着进给方向的强度变化过程进行且通过地点限定，在该地点处首次达到摄像机传感器的最大可测强度。

在图5中示出图4的熔池长度sbl的傅里叶变换；向右绘制频率，而向上绘制对应频率份额的(傅里叶)幅值。

在约3.6hz处出现最强的频率份额(峰值)，即傅里叶波谱中具有最大(傅里叶)幅值的地点；在该频率处良好地近似熔池的(特征)振荡频率。这样确定的频率可考虑为熔池振荡的频率的量值，且用于得出出现热裂纹的概率和/或频次。

所有频率份额的平均幅值在这里为约0.3。而在熔池振荡的上述频率(参见3.6hz处的峰值)处，幅值为约2.4。因而得到经标准化的幅值，其作为在上述熔池振荡频率处观察到的幅值和所有频率份额的平均幅值的商算出，该商为约8。经标准化的(傅里叶)幅值可考虑为熔池振荡的幅值的量值且又用于得出出现热裂纹的概率和/或频次。

图6附加地还示出在图4的焊接过程期间激光功率的在时间上的变化过程，激光功率恒定地为约1800w。

图7示出图4的所焊接的工件的x射线照相。明确地可看到焊缝中总共七个的热裂纹。

图8示出类似于图4的工件的所焊接的另一工件的熔池长度sbl(向上绘制)作为时间(向右绘制)的函数，但以激光的正弦形功率调制来焊接，该功率调制已针对最小熔池振荡优化。在1800w的平均激光功率(pav)的基础上，在绝对调制幅值为1200w时，作为最佳制造参数示出的是12.8hz的调制频率。激光功率因而在pmin＝600w和pmax＝3000w之间波动(相应于为0.8的经标准化的调制幅值π＝1-pmin/pmax)。不再可识别到任何明显的熔池振荡。

图9还在图8的激光射束焊接的情况下示出激光功率(向上绘制)作为时间(向右绘制)的函数。正弦形走向，包括pmin＝600w和pmax＝3000w在内，是良好可见。

在图10中可看到图8的所焊接的工件的x射线照相。在焊缝中不存在热裂纹。偶尔出现气孔，但气孔不会影响焊缝的强度。

图11图示出用于确定熔池振荡的幅值所用的量值的替代方法。在这里，熔池振荡的特征参数、例如熔池长度作为时间(向右绘制)的函数向上绘制。焊缝的一个或多个最高特征参数值和一个或多个最小特征参数值之间的差是特征参数值的跨度sw。该跨度sw可考虑为熔池振荡的幅值的量值。在实际中还可能需要的是：忽略基于测量错误的各测量峰值；这种测量峰值可例如以下述方式识别：这种测量峰值仅在调制周期的小份额(例如小于20％)中出现。

图12针对具有恒定激光功率的激光焊接过程示出毛细孔深度信号(向上绘制)作为时间(向右绘制)的函数。可看到的是，由毛细孔深度信号可得出过程固有频率为约6hz；毛细孔深度信号就此而言可作为特征参数用于本发明。

在图13中在以经调制的激光功率进行焊接过程时示出毛细孔深度信号(向上绘制)作为时间(向右绘制)的函数，调制频率为约5hz。该调制反映到毛细孔深度信号，使得毛细孔深度信号的波动基本上相应于该调制。在该情况中，应使用另一特征参数来确定真正的谐振的熔池振荡。

在后面会根据虚构的示例解释，如何可由预试验的熔池振荡的数据得出工件中的热裂纹的概率和频次。

对于感兴趣的工件类型，在预试验中，分别在多个(在这里分别10个)测试工件上试验激光射束焊接的不同的制造参数或制造参数组合(典型地首先是调制频率和调制幅值)，其中，熔池振荡的特征参数或者说熔池振荡的幅值和/或频率的所属的量值被记录。接着将测试工件在是否存在热裂纹方面以传统方法(例如拍摄x射线图)研究。

在此得到后面的结果，在这里以熔池长度的波动宽度作为熔池振荡的幅值(mga)的量值：

在无损于更明确的统计分析的情况下，可由这些数据得出后面的结论：在mga直至2.0mm时，没有观察到焊缝中的热裂纹；出现热裂纹的概率在该情况下允许近似为0％。另一方面在mga为3.1mm或更大的情况下，始终观察到热裂纹，使得出现热裂纹的概率在这里近似为100％。因而，mga的一阈值2.0mm可视为代表无裂纹的工件的可靠边界(可靠性阈值)。另一方面，在3.1mm的阈值的情况下超过一边界，在该边界的情况下必须始终担心热裂纹(饱和阈值)。对于2.1mm至3.0mm之间的中间mga值，偶尔会出现热裂纹；概率可由试验结果估计(在这里针对2.1至2.5mm的mga，约20％带有热裂纹；针对2.6至3.0mm的mga，约80％带有热裂纹)。对于精确的概率值，测试工件的数量应足够大。

通过由测试工件获得的数据或者说概率和/或频次，可针对工件——所述工件以与测试工件不同的制造参数组合制成，但得到类似的用于熔池的幅值和/或频率的量值(在这里mga值)——估计焊缝的品质，而不必以传统的方法(例如拍摄x射线图)研究焊缝。例如可在待评价的工件——该工件具有1.4mm的mga——方面假定：该工件没有热裂纹。同样可在mga为3.4mm的工件中假定：该工件具有热裂纹。

在热裂纹的频次方面，最简单信息是每单位工件长度热裂纹的数量。频次一般与熔池的振荡频率近似直接成比例，因为在每个振荡轮次中会由于凝固过程的结束而出现热裂纹。因而常常有利的是，将熔池的振荡频率最小化，只要这可通过合适的制造参数实现。但要注意，在出现热裂纹的概率近似0％时频次一般是不重要的。

关于热裂纹的概率和频次的组合信息可由焊缝中的相对裂纹长度获得，相对裂纹长度是焊缝的整个长度上的带有裂纹的份额。相对裂纹长度典型地计入在由熔池振荡的幅值的量值和熔池振荡的频率的量值构成的矩阵中。

一般，首先，可靠性阈值的认知(尤其对熔池振动的幅值的量值而言，但也对熔池振动的频率的量值，或相应的组合而言)对于制造无裂纹的工件是重要的。

当应优化工件的制造过程时，可按工件改变制造参数且根据在制造时观察到的熔池振荡根据本发明检查：裂纹倾向如何改变。在此，一般以将熔池振荡的幅值的量值最小化为目标进行优化。

在本发明的范畴中也可设想，在工件的激光焊接期间根据本发明调节焊接过程，尤其其中，将用于熔池的幅值的量值最小化。这可在快速地可变的外部因素——如按工件波动或在工件中波动的材料组成——的情况下导致焊缝品质的改善。要注意的是，对于该方式典型地分别针对最后制成的焊缝区段(且并非迄今制成的整个焊缝)检查裂纹倾向。