通过激光焊接沿焊缝结合的两个热塑性部分的方法和装置与流程

文档序号:11140767阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种通过激光焊接由热塑性合成材料制成的沿着焊缝(3)被结合的两个部分(8、9)的方法,其中,激光束(2)

通过控制方法使用与将被产生的焊缝路线相对应的控制数据沿着其光束方向(R)被控制在操作场(A)中,

包括光束尺寸,尤其是在围绕其导致焊接的焦点(f)周围的区域中的光束直径(d),该光束尺寸在结合平面(F)上比将被产生的焊缝(S)的目标宽度(B)小,并且取决于激光束(2)在结合平面(F)上的入射角(W)和/或焦点(f)相对于结合平面(F)的位置,和

以沿着将被产生的焊缝(S)的路径沿着主要进给方向(H)的第一运动分量移动,和

以具有摆动幅度宽度(OAW)的第二摆动运动分量移动,第二摆动运动分量与第一运动分量叠加,以横向于主要顺向进给方向(H)地覆盖焊缝宽度(B),

其特征在于,

通过该控制方法,根据结合平面(F)中的光束尺寸、优选地根据光束直径(d)相反地调节摆动幅度宽度(OAW),使得沿着关于主要顺向进给方向(H)的横向方向、由激光束(2)扫描的光束场的宽度与焊缝(S)的目标宽度(B)相对应。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过叠加在第一直线运动分量上的圆形运动产生激光束(2)的第二摆动运动分量。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,从激光束(2)的光束方向(R)的控制数据确定结合平面(F)上的光束尺寸(d),在该光束尺寸(d)的基础上指定摆动幅度宽度(OAW)。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,使用激光束(2)在结合平面(F)上的入射角(W)作为指定摆动幅度宽度(OAW)的基础。

5.根据权利要求3或4所述的方法,其特征在于,使用将被结合的两个部分(8、9)在结合平面(F)上的形状数据作为指定摆动幅度宽度(OAW)的基础。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在将在结合平面(F)处被结合的两个部分(8、9)之间的结合平面(F)下方的操作场(A)的中心区域和/或在将在结合平面(F)处被结合的两个部分(8、9)之间的结合平面(F)上方的操作场(A)的边缘区域调节焦点(f)的位置。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,第二运动分量的摆动频率布置在kHz范围内,优选地是0.25kHz至12kHz,特别优选地是约3-6kHz。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,操作场(A)包括介于500×500mm2和1200×1200mm2之间,优选地是650×650mm2的面积。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,激光束(2)的焦点(f)包括从0.3mm至0.7mm,优选地是0.4mm的最小光斑直径(d)。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,使用具有在M2=1.0-1.4的范围内的高光束质量的激光(1)产生光束。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,用于在操作场(A)上方引导激光束(2)的扫描仪装置(7)上的激光束(2)的光束直径(s)布置在介于3mm和10mm之间的范围内。

12.一种用于优选地在激光传输过程中焊接由热塑性合成材料制成的沿着焊缝(S)被结合的两个部分(8、9)的装置,包括:

激光源(1),

用于将被结合的部分(8、9)的夹持装置(10),

光学激光束调节器,尤其包括准直和聚焦透镜(5、6),和

扫描仪装置(7),该扫描仪装置(7)用于沿着在将被结合的两个部分(8、9)之间形成的焊缝(S),在操作场(A)上方引导激光束(2),

其特征在于,

扫描仪装置(11)受根据权利要求1至11中任一项所述的控制方法控制。

13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,使用纤维激光器,优选地通过单模纤维(3)使用光束耦合。

14.根据权利要求12或13所述的装置,其特征在于,光学激光束调节器优选地与准直和聚焦透镜(5、6)设置在扫描仪装置(7)上游。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置,其特征在于,

设置单个摆镜单元(11)作为扫描仪装置(7),该摆镜单元(11)保证了使用第一运动分量沿着主要顺向进给方向(H)引导激光束(2)和使用与横向于主要顺向进给方向(H)的第二运动分量相对应的摆动运动引导激光束(2),或

设置用于产生激光束(2)沿着主要顺向进给方向(H)的第一运动分量的第一扫描仪单元和连接在第一扫描仪装置上游的用于产生横向于主要顺向进给方向(H)的第二运动分量的第二扫描仪单元。

16.根据上述权利要求中任一项所述的装置,其特征在于,共振扫描仪或声光偏转器作为产生光束摆动的第二扫描仪单元。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的装置,其特征在于,扫描仪单元(7)中使用由石英玻璃制成的镜子(11)。

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