[發明專利]用于通過將激光束入射到由另一激光束產生的小孔開口來深熔焊接工件的方法和激光焊接裝置

在審

• 申請號: 201780070456.7
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN109982807A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: P·奧格;N·斯佩克
• 申請（專利權）人: 通快激光與系統工程有限公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/242
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及一種用于深熔焊接工件(2)的方法，其中，通過第一激光束(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)的第一射束寬度B1大于第二激光束(12)的第二射束寬度B2，并且，至少在射束工件表面平面(OE)中第二激光束(12)處于第一激光束(11)之內，其中，第一激光束(11)的強度獨自足夠用于在工件(2)中產生蒸汽小孔(6)，并且，在工件(2)中產生的蒸汽小孔(6)在工件表面平面(OE)中具有小孔寬度KB，其中，KB基本上與B1一樣大，并且進一步適用B2≤0.75*KB。提供了一種激光深熔焊接方法，其中，在大的焊入深度和高的進給速度的情況下可以實現良好的焊縫質量。本發明還涉及一種激光焊接裝置。

技術領域

本發明涉及一種用于深熔焊接工件的方法，其中，通過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，第一激光束的射束寬度B1大于第二激光束的射束寬度B2，并且，至少在該工件表面平面中，第二激光束位于第一激光束之內。

背景技術

這種方法由US 2006/0157457 A1已知。

通過激光束焊接，工件可以以相對高的速度在窄的焊縫上相互連接。在工件中僅相對少地引入熱量，使得不出現或僅出現少的熱變形。

在激光深熔焊接時，工件材料不是僅表面融化，而是在熔池中構成沿照射方向的蒸汽小孔。由此，激光輻射可以在更大的深度中推進，由此可以產生工件之間更強的連接。

通過高品質的激光束，也就是說小的光束參數乘積(定義為最薄部位上的張開角度*激光束半徑，通常縮寫為SPP)可以實現特別大的焊入深度。另一方面，通過低品質的激光束，也就是說大的光束參數乘積，可以在高的進給速度的情況下實現優良的焊縫質量。

焊縫的質量尤其通過焊接飛濺的構成而受到損害。液態工件材料從熔池甩出，這在焊縫中引入缺口并且導致焊縫中的材料損失，由此，焊縫被機械地削弱并且也污染環境。

在現有技術中已嘗試，通過使用多個激光束來影響焊接過程的質量。

由US 2006/0157457 A1已知，將第一激光束和第二激光束在工件上疊加。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內。第二激光束對準到形成的蒸汽小孔上。在工件具有高反射率的情況下，該方法可以實現大的焊接深度和焊接寬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，在這些方法中，具有小光斑的激光束產生蒸汽小孔并且被具有更大光斑的另一激光束疊加，以便堆周圍的熔池產生影響。

US 7,807,939 B2描述了一種激光焊接方法，其中，兩束激光在時間上交替地照射工件。

由JP 2004358 521 A已知另一種激光焊接方法，其中，來自不同激光源或相同激光源的激光束被疊加并且在工件的不同深度處聚焦。由JP 2006 263 771 A已知一種在具有不同波長的激光源的的類似方法。

JP 2003 340 582 A建議，將激光束分成具有小直徑和高能量的主光束以及具有大直徑和低能量的副光束并且將它們不同地聚焦。通過主光束產生蒸汽小孔。

發明內容

本發明的任務在于，提供一種激光深熔焊接方法，其中，在大的焊入深度和高的進給速度的情況下可以實現良好的焊縫質量。

該任務通過開頭提到的類型的方法解決，其特征在于，第一激光束的強度獨自足夠用于在工件中產生蒸汽小孔，并且，在工件中產生的蒸汽小孔在工件表面平面中具有小孔寬度KB，其中，KB基本上與B1一樣大，并且進一步適用B2≤0.75*KB。