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1. WO2020099326 - METHOD FOR SPLASH-FREE WELDING, IN PARTICULAR USING A SOLID-STATE LASER

Publication Number WO/2020/099326
Publication Date 22.05.2020
International Application No. PCT/EP2019/080878
International Filing Date 11.11.2019
IPC
B23K 26/06 2014.01
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
B23K 26/067 2006.01
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
067Dividing the beam into multiple beams, e.g. multi-focusing
B23K 26/073 2006.01
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
073Shaping the laser spot
B23K 26/24 2014.01
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
26Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
20Bonding
21by welding
24Seam welding
Applicants
  • TRUMPF LASER- UND SYSTEMTECHNIK GMBH [DE]/[DE]
Inventors
  • HAUG, Patrick
  • SPEKER, Nicolai
  • OPITZ, Marco
  • HESSE, Tim
Agents
  • TRUMPF PATENTABTEILUNG
Priority Data
10 2018 219 280.412.11.2018DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) VERFAHREN ZUM SPRITZERFREIEN SCHWEISSEN, INSBESONDERE MIT EINEM FESTKÖRPERLASER
(EN) METHOD FOR SPLASH-FREE WELDING, IN PARTICULAR USING A SOLID-STATE LASER
(FR) PROCÉDÉ DE SOUDAGE SANS PROJECTIONS, NOTAMMENT AVEC UN LASER À CORPS SOLIDE
Abstract
(DE)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laserstrahl-Schweißen eines Werkstücks (3), wobei auf dem Werkstück (3) zumindest mit einem ersten Laserstrahl (1) eine erste Strahlfläche (4) und mit einem zweiten Laserstrahl (2) eine zweite Strahlfläche (5) erzeugt und relativ zum Werkstück (3) entlang einer Vorschubrichtung (VR) geführt werden, wobei die Flächenschwerpunkte (4a, 5a) der ersten Strahlfläche (4) und der zweiten Strahlfläche (5) nicht übereinstimmen und die erste Strahlfläche (4) der zweiten Strahlfläche (5) vorausläuft, und wobei eine Längenerstreckung LE1 der ersten Strahlfläche (4), gemessen quer zur Vorschubrichtung (VR), größer oder gleich ist der Längenerstreckung LE2 der zweiten Strahlfläche (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Flächeninhalt der ersten Strahlfläche (4) größer ist als der Flächeninhalt der zweiten Strahlfläche (5), dass eine Breitenerstreckung BE1 der ersten Strahlfläche (4), gemessen entlang der Vorschubrichtung (VR), größer oder gleich ist einer Breitenerstreckung BE2 der zweiten Strahlfläche (5), dass eine Laserleistung des ersten Laserstrahls (1) größer ist als eine Laserleistung des zweiten Laserstrahls (2), und dass der zweite Laserstrahl (2) in ein durch den ersten Laserstrahl (1) erzeugtes Schmelzbad (7) eingestrahlt wird. Die Erfindung stellt ein Schweißverfahren vor, mit dem bei guter Nahtqualität Werkstücke über ihre volle Werkstückdicke mit hoher Vorschubgeschwindigkeit geschweißt werden können.
(EN)
The invention relates to a method for laser beam welding a workpiece (3), wherein a first beam area (4) is generated on the workpiece (3) at least by a first laser beam (1), and a second beam area (5) is generated on the workpiece by a second laser beam (2), said beam areas being guided along a feed direction (VR) relative to the workpiece (3). The focal points (4a, 5a) of the first beam area (4) and the second beam area (5) do not coincide, and the first beam area (4) runs ahead of the second beam area (5). The length LE1 of the first beam area (4), measured transversely to the feed direction (VR), is greater than or equal to the length LE2 of the second beam area (5). The invention is characterized in that the surface area of the first beam area (4) is greater than the surface area of the second beam area (5), the width BE1 of the first beam area (4), measured along the feed direction (VR), is greater than or equal to the width BE2 of the second beam area (5), the laser power of the first laser beam (1) is greater than the laser power of the second laser beam (2), and the second laser beam (2) is irradiated into a molten bath (7) generated by the first laser beam (1). The invention provides a welding method with which workpieces can be welded over their entire thickness with a good seam quality at a high feed speed.
(FR)
L'invention concerne un procédé de soudage par faisceau laser d'une pièce ouvrée (3). Sur la pièce ouvrée (3), une première surface de rayonnement (4) est générée au moins avec un premier rayon laser (1) et une deuxième surface de rayonnement (5) est générée avec un deuxième rayon laser (2), puis les surfaces de rayonnement sont guidées par rapport à la pièce ouvrée (3) le long d'une direction d'avance (VR). Les barycentres de surface (4a, 5a) de la première surface de rayonnement (4) et de la deuxième surface de rayonnement (5) ne coïncident pas, et la première surface de rayonnement (4) précède la deuxième surface de rayonnement (5). Une extension longitudinale LE1 de la première surface de rayonnement (4), mesurée transversalement par rapport à la direction d'avance (VR), est égale ou supérieure à l'extension longitudinale LE2 de la deuxième surface de rayonnement (5). L'invention est caractérisée en ce que l'aire de la première surface de rayonnement (4) est supérieure à l'aire de la deuxième surface de rayonnement (5), en ce qu'une extension en largeur BE1 de la première surface de rayonnement (4), mesurée dans la direction d'avance (VR), est égale ou supérieure à une extension en largeur BE2 de la deuxième surface de rayonnement (5), en ce qu'une puissance laser du premier rayon laser (1) est supérieure à une puissance laser du deuxième rayon laser (2), et en ce que le deuxième rayon laser (2) est irradié dans un bain de fusion (7) généré par le premier rayon laser (1). L'invention réalise un procédé de soudage avec lequel des pièces ouvrées peuvent être soudées avec une bonne qualité de cordon sur toute leur épaisseur à des vitesses d'avance élevées.
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