DE102006028250A1

DE102006028250A1 - Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen

Info

Publication number: DE102006028250A1
Application number: DE200610028250
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr. Schmidt; Nico Correns
Original assignee: Carl Zeiss AG; Carl Zeiss MicroImaging GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH; Carl Zeiss AG
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-12-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die In-line-Überwachung der thermischen Zusammenhänge bei der Materialbearbeitung, insbesondere beim Schweißen verschiedener Materialien mit Lasern. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen werden die optische Strahlung aus der Bearbeitungszone des Laserstrahls auf dem Werkstück und deren unmittelbare Umgebung in eine Zwischenbildebene abgebildet, wobei aus diesem Zwischenbild mindestens ein Profilschnittbild ausgeblendet, auf ein Linienspektrometer abgebildet, ortsaufgelöst spektral zerlegt und entsprechend ausgewertet wird. Obwohl eine Prozesskontrolle auf der Basis von spektralen Messungen im VIS- und NIR-Bereich nur möglich ist, wenn beim Laserbearbeitungsprozess ein Plasma entsteht und das vorgeschlagene Verfahren zur Überwachung auch von Laserbearbeitungsprozessen insbesondere dafür vorgesehen ist, kann es auch für solche Laserbearbeitungsprozesse angewendet werden, bei denen verfahrensbedingt in der Bearbeitungszone kein Plasma gebildet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die in-line-Überwachung der thermischen Zusammenhänge bei der Materialbearbeitung, insbesondere beim Schweißen verschiedener Materialien mit Lasern.
Nach dem bekannten Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen zur Überwachung von Prozess-Parametern bei der Lasermaterialbearbeitung bekannt, bei denen in der Regel Einzel- oder Mehrdetektorsysteme eingesetzt werden. Als Detektoren werden vorzugsweise Photodioden, Pyrometer, Spektrometer und Kamerasysteme verwendet, mit denen Signale gewonnen werden, aus denen unter anderem Angaben zur Temperatur in der Bearbeitungszone, zur Kapillargeometrie, zum Arbeitsabstand (Fokus), zur Geometrie der Schweißnaht und zur Bearbeitungsrichtung abgeleitet werden können um den Bearbeitungsprozess optimal und zeitnah zu regeln.
Die DE 101 60 623 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung der Emissionsspektroskopie, insbesondere der Laser-Emissionsspektroskopie, bei dem ein gepulster Laserstrahl zur Generierung eines laserinduzierten Plasmas automatisch auf ein Werkstück fokussiert wird. Dabei wird die durch Laserstrahlbeaufschlagung mit variablem Pulsabstand ΔT vom Plasma emittierte Strahlung detektiert und eine Elementanalyse des erfassten Strahlungsspektrums durchgeführt. Aus den für die spektrale Verteilung der Strahlung als integrales Maß ermittelten Werten werden entsprechende Kontroll- oder Steuergrößen generiert.
Auch in der DE 43 20 408 A1 wird ein Verfahren zur Prozesskontrolle und Prozessregelung bei der Oberflächenbehandlung von Werkstücken beschrieben, bei dem zur Materialbehandlung mit einem gepulsten Laser ein Plasma erzeugt wird. Die vom Plasma ausgesendete Strahlung wird auch hier mit Hilfe der Plasma-Emissionsspektroskopie untersucht, indem die für die jeweilige Bear beitung relevanten Laserparameter on-line gemessen werden. Das gemessene Spektrum wird mit einem Referenzspektrum verglichen um eine Elementaranalyse durchzuführen. Im Ergebnis dieser Auswertung kann die Regelung der Laserparameter und/oder der Position des Werkstückes erfolgen.
Bei dem in DE 100 56 329 A1 beschriebenen Abstandssensor mit dem entsprechenden optischen Abstandsmessverfahren wird der Arbeitsabstand der Laserbearbeitungsanlage zur Werkstückoberfläche optisch durch Projektion eines Messobjektes, wie beispielsweise eines Gitters, auf das Werkstück überwacht. Das reflektierte Licht des Messobjektes wird dabei bei zwei verschiedenen Wellenlängen detektiert und mit Referenzsignalen verglichen. In Auswertung dieses Vergleiches ist eine präzise und zuverlässige, sogar richtungsabhängige Regelung des Abstandes der Laserbearbeitungsanlage von der Werkstückoberfläche möglich.
Weitere optische Verfahren zur Überwachung des Arbeitsabstandes beruhen auf der Aufspaltung des Laserstrahls mit einem diffraktiven Element in einen Arbeits- und einen Messstrahl mit anschließender Detektion des am Werkstück reflektierten Messstrahls ( DE 199 14 984 A1 ), bzw. Detektion der Strahlung aus der Wechselwirkungs- oder Bearbeitungszone und Einstellen der Fokuslage auf maximale Signalhöhe ( DE 102 48 458 A1 ).
Darüber hinaus werden im Stand der Technik Verfahren zur Ermittlung der Lage der Nahtfuge ( DE 38 30 892A1 ; DE 42 03 667 A1 ) und zum Ableiten von einen oder mehreren prozessrelevanten Parameter durch Detektion der beim Tiefschweißen aus der Plasmawolke austretenden Strahlung beschrieben (z. B. WO 90/10 520 A1; DE 41 40 182 A1 ; US 6,621,047 A ; US 2004/0026389 A1).
Gemäß WO 90/10 520 A1 wird die Strahlung aus der Plasmazone in zwei Wellenlängenbereichen gemessen. Während durch spektrometrische Auswertung der Signale im Bereich 200 nm bis 450 nm solche Größen wie Laserausgangsleistung, Strahldefokussierung sowie Schutz- und Arbeitsgaszuführung über wacht werden können, lassen sich aus der Auswertung der Signale im Bereich 800 nm bis 1300 nm Rückschlüsse auf Auswürfe und Hohlräume ziehen.
In der Patentschrift DE 43 13 287 A1 wird die Einschweißtiefe spektroskopisch aus den spektralen Intensitäten von zwei Ionenlinien mit unterschiedlichem Ionisationsgrad ermittelt.
Der Hauptnachteil der nach dem Stand der Technik bekannten technischen Lösungen zur Prozessüberwachung, insbesondere durch spektroskopische Verfahren ist darin zu sehen, dass mit den bekannten spektroskopischen Verfahren keine Aussagen zur spektralen Verteilung der emittierten Strahlung in Abhängigkeit vom Ort in der Bearbeitungszone gewonnen werden können. Eine Prozesskontrolle auf der Basis von spektralen Messungen im VIS- und NIR-Bereich sind nur möglich, wenn beim Laserbearbeitungsprozess ein Plasma entsteht. Bei bestimmten Bearbeitungsprozessen wie dem Wärmeleitschweißen entsteht jedoch kein Plasma, so dass dort eine spektroskopische Prozesskontrolle in dem genannten Wellenlängenbereich nicht möglich ist. Außerdem wird die Zusammensetzung des zu bearbeitenden Materials zur Zeit nicht überwacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen zu entwickeln, mit dem auf Basis der ortsaufgelösten, spektralen Verteilungen der Bearbeitungszone exaktere Überwachungen und Beeinflussungen möglich sind, unabhängig davon ob verfahrensbedingt in der Bearbeitungszone eine Plasmazone ausgebildet wird oder nicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen wird die optische Strahlung aus der Bearbeitungszone des Laserstrahls auf dem Werkstück und deren unmittelbare Umgebung in eine Zwischenbildebene abgebildet, wobei aus diesem Zwischenbild mindestens ein Profilschnittbild ausgeblendet, auf ein Linienspektrometer abgebildet, ortsaufgelöst spektral zerlegt und entsprechend ausgewertet wird.
Obwohl eine Prozesskontrolle auf der Basis von spektralen Messungen im VIS- und NIR-Bereich nur möglich ist, wenn beim Laserbearbeitungsprozess ein Plasma entsteht und das vorgeschlagene Verfahren zur Überwachung auch von Laserbearbeitungsprozessen insbesondere dafür vorgesehen ist, kann es auch für solche Laserbearbeitungsprozesse angewendet werden, bei denen verfahrensbedingt in der Bearbeitungszone kein Plasma gebildet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dazu zeigen
1: eine Anordnung zur Anwendung des Verfahrens zur Überwachung beim Laserschweißen,
2: eine Schweißnaht mit Bearbeitungszone und den gekreuzt angeordneten Messbereichen der Linienspektrometer,
3: einen Strahlteiler mit radialsymmetrischem Transmissionsverlauf und
4: eine Anordnung zur Anwendung des Verfahrens mit zusätzlicher Mikrowellenquelle zur Erzeugung einer Plasmazone.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen wird die optische Strahlung aus der Bearbeitungszone des Laserstrahls auf dem Werkstück und deren unmittelbare Umgebung in eine Zwischenbildebene abgebildet, wobei aus diesem Zwischenbild mindestens ein Profilschnittbild ausgeblendet, auf ein Linienspektrometer abgebildet, ortsaufgelöst spektral zerlegt und entsprechend ausgewertet. Zur Abbildung der Bearbeitungszone und deren unmittelbarer Umgebung in die Zwischenbildebene ist im Strahlengang ein Strahlteiler vorhanden.
Hierbei verläuft der Profilschnitt durch das Zwischenbild der Bearbeitungszone in Bearbeitungsrichtung und/oder senkrecht dazu. Vorzugsweise werden zwei Profilschnitte durch das Zwischenbild der Bearbeitungszone jeweils in Bearbeitungsrichtung und senkrecht dazu, ausgeblendet, auf zwei Linienspektrometer abgebildet, ortsaufgelöst spektral zerlegt und entsprechend ausgewertet.
Dabei geht die Lösung davon aus, dass die von einem Laser kommende Strahlung über ein Strahlführungssystem und eine Strahlformungsoptik auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche fokussiert wird. Die Bearbeitungszone einschließlich der unmittelbaren Umgebung davon wird durch die Strahlformungsoptik und einen Strahlteiler hindurch in eine Zwischenbildebene abgebildet.
Aus dem Zwischenbild wird jeweils ein in Bearbeitungsrichtung (X-Richtung) und/oder senkrecht dazu (Y-Richtung) verlaufender Schnitt ausgeblendet und auf je ein Linienspektrometer abgebildet. Die Spektrometer liefern im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 1200 nm spektral aufgelöste Schnitte in X- und Y-Richtung durch die Bearbeitungszone und die angrenzenden Materialbereiche.
In einem nächsten Verfahrensschritt werden die ortsaufgelösten Spektren der beiden Profilschnitte digitalisiert und als Bilder mit einer wellenlängenabhängigen Abszissenachse und einer intensitätsabhängigen Ordinatenachse ausgewertet. Aus den Spektren lassen sich folgende Aussagen zum Bearbeitungsprozess ableiten:

• Zusammensetzung des oder der zu bearbeitenden Materials/-lien,
• Nahtverlauf beim Laserschweißen und -Schneiden,
• Strahlquerschnitt des Lasers in der Bearbeitungszone,
• Ausdehnung der Bearbeitungszone in Bearbeitungsrichtung und senkrecht dazu,
• Fokuszustand des Lasers und damit Abstand des Bearbeitungskopfes vom Werkstück,
• Einschweiß- und Durchtrenntiefe beim Laserschweißen und -Schneiden,
• Qualität der Schweißnaht (z. B. Nahtfehler) hinter der Bearbeitungszone,
• Qualität und Quantität der Schutz- und Arbeitsgaszuführung.

Die Aufnahme der Profilschnitte erfolgt hierbei vorzugsweise zeitlich fortlaufend mit einer Geschwindigkeit von mindestens 2000 Schnitten/s.
Im Zentrum der Bearbeitungszone ist die von den Spektrometern detektierte Strahlungsintensität im allgemeinen wesentlich höher als in den Randbereichen. Das hat zur Folge, dass entweder die Randbereiche auf Kosten des Zentrums von den Spektrometern nicht aufgelöst werden können oder wenn sie aufgelöst werden, das Zentrum überstrahlt ist und dieses dann nicht aufgelöst werden kann.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der im Strahlengang vorhandene Strahlteiler über einen radialsymmetischen Transmissionsverlauf verfügt, wobei die Transmission im Zentrum des Strahlteilers geringer ist als in dessen Randbereichen. Vorzugsweise ist der Strahlteiler mit radialsymmetischem Transmissionsverlauf als Graufilter ausgebildet. Es wirkt so, dass die vom Laser kommende Strahlung nahezu ohne Verluste in die Strahlformungsoptik reflektiert wird und die aus dem Zentrum der Bearbeitungszone emittierte Strahlung durch dieses Filter vor dem Auftreffen auf die Spektrometer stärker gedämpft wird als die aus den Randbereichen emittierte Strahlung. Dabei kann der Transmissionsverlauf des Strahlteilers vorteilhaft an die Strahlungsintensi tätsverteilung in der Bearbeitungszone und an die Empfindlichkeit der Spektrometer angepasst.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei dem Verfahren ein Teil der in der Bearbeitungszone ankommenden Laserstrahlung auf eine Fotodiode abgebildet und über einen definierten Wellenlängenbereich integriert. Die über den gesamten Wellenlängenbereich integrierten Spektrometersignale werden zum Signal der Fotodiode ins Verhältnis gesetzt. Aus dem zeitlichen Verlauf dieser normierten Signale werden Ausfälle oder Aussetzer bei der Laserstrahlung sowie eine schleichende Verschmutzung der Bearbeitungsoptik oder eines vor der Bearbeitungsoptik angeordneten Schutzglases detektiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch für Laserbearbeitungsverfahren, bei denen es verfahrensbedingt in der Bearbeitungszone nicht zur Ausbildung eines Plasmas kommt, einsetzbar. Hierbei wird zusätzlich Mikrowellenenergie in die Bearbeitungszone eingekoppelt, um in der Bearbeitungszone ein Plasma zu erzeugen. Dabei werden die aus der Schmelzzone freigesetzten Atome und Moleküle und bei Verwendung von Schutzgas die Atome und Moleküle des Schutzgases durch die Mikrowellenenergie in einen plasmaähnlichen Zustand versetzt, so dass die aus diesem Plasma emittierte Strahlung mit mindestens einem Linienspektrometer analysiert werden kann.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Hierzu zeigt 1 eine Anordnung zur Anwendung des Verfahrens zur Überwachung beim Laserschweißen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die vom Laserstrahlung 0 mit der Wellenlänge λ₀ über einen Spiegel 1 und einen Strahlteiler 2 in die Strahlformungsoptik 3 umgelenkt, die den Laserstrahl 0 auf das Werkstück 4 fokussiert. Hierbei wird zunächst davon ausgegangen, dass die Energiedichte des Laserstrahls 0 in der Bearbeitungszone groß genug ist, so dass ein Dampf-/Plasmakanal ausgebildet wird und eine Plasmazone 5 entsteht. Aus dieser Zone wird Strahlung im UV- und VIS-Bereich emittiert. Die Bearbeitungszone mit Schmelzzone, Plasmazone 5 und deren unmittelbare Umgebung werden Hilfe der Strahlformungssoptik 3 über die Strahlteiler 2 und 6 in die Zwischenbildebenen 7 abgebildet.
In den Zwischenbildebenen 7 befinden sich Spaltblenden, durch die aus den Bildern je ein Schnitt in X- und Y-Richtung ausgeblendet wird. Die Profilschnitte werden mit Hilfe der Freistrahloptiken 8 und 9 auf die kompakten Linien-Spektrometer 10 und 11 abgebildet. In den Spektrometern 10 und 11 wird die Strahlung nach bekannten Prinzipien spektral zerlegt, wobei die Spektren von Matrixkameras detektiert werden und als Bildfolgen SP₁(t_n, λ, x_k, y0) und SP₂(t_n, λ, x0, y_l) über die Leitungen 12 und 13 zu einem Auswerterechner gelangen, wobei

t_n, n = 1, 2, ...: die Zeitparameter,
λ:: die Wellenlänge
x_k, k = 1, 2, ..., K_max: die Pixelkoordinate des Profilschnitts in X-Richtung;
y_l:: die Pixelkoordinate des Profilschnitts in Y-Richtung, und
l = 1, 2, ..., L_max: die ortsfeste Pixelpositionen auf den Matrixkameras

Ein Teil der Laserstrahlung 0 gelangt über den Strahlteiler 2 und eine Optik 14 auf eine Fotodiode 15. Diese wird mit dem Bildeinzugstakt der Spektrometer getriggert und liefert die Signale S₀(t_n). Die Signale So werden über die Leitung 16 ebenfalls zum Auswerterechner übertragen.
Im Auswerterechner werden die zeitlich aufeinanderfolgenden Spektren in Spektrenanalysatoren nach charakteristischen Elementen des Werkstücks und des Schutzgases (wenn vorhanden) ausgewertet. Es wird die Breite des Dampf-/Plasmakanals und der Schmelzzone ermittelt.
Durchschweißungen bzw. Durchschneidungen und die Fokuslage des Bearbeitungskopfes werden anhand des zeitlichen Intensitätsverlaufs bei charakteristischen Wellenlängen festgestellt. Anhand des ortsaufgelösten Verlaufs der Spektren bei einer signifikanten Wellenlänge wird der Verlauf der Schweißnaht ermittelt.
Durch Integration über ein Wellenlängenintervall jedes Teilbildes SP₁(t_n) und SP₂(t_n) (n = 1, 2, ...) und Quotientenbildung mit dem Fotodiodensignal S₀(t_n) werden Aussetzer bei der ankommenden Laserstrahlung sowie eine schleichende Verschmutzung eines Schutzglases vor der Bearbeitungsoptik oder der Bearbeitungsoptik selbst erkannt.
2 zeigt eine Schweißnaht 12 mit Bearbeitungszone und den gekreuzt angeordneten Messbereichen der Linienspektrometer 10 und 11. Die Bearbeitungsrichtung wird durch den Pfeil 14 charakterisiert. Während die in die Zwischenbildebene abgebildet Bearbeitungszone und deren unmittelbare Umgebung mit 13 gekennzeichnet ist, stellt 15 die Plasmazone, 16 die Schmelzzone und 12 die fertige Schweißnaht dar.
3 zeigt den radialsymmetrischem Transmissionsverlauf eines Strahlteilers 2. Die vom Spiegel 1 kommende Laserstrahlung 0 wird im Zentrum des Strahlteilers 2 mit hoher Reflektivität, z. B. r = 0,98 in die Strahlformungsoptik 3 reflektiert und auf das Werkstück 4 fokussiert. Aus der Bearbeitungszone wird Strahlung im UV- und VIS-Bereich emittiert. Die Bearbeitungszone mit Schmelzzone, Plasmazone 5 und deren unmittelbare Umgebung werden Hilfe der Strahlformungssoptik 3 über die Strahlteiler 2 und 6 in die Zwischenbildebenen 7 abgebildet, wobei die aus dem Zentrum der Bearbeitungszone emittierte Strahlung wird durch den Strahlteiler 2 vor dem Auftreffen auf die Spektrometer 10 und 11 stärker gedämpft als die aus den Randbereichen emittierte Strahlung.
In einer besonderen Ausgestaltung kann der Strahlteiler 2 durch entsprechende Formgebung die Funktion der Strahlformungsoptik übernehmen.
Für den Fall, dass bei der Lasermaterialbearbeitung das Material in der Bearbeitungszone nur geschmolzen wird und es nicht zur Ausbildung einer Plasmazone kommt, wird wie in 4 dargestellt, mit Hilfe einer Mikrowellenquelle zusätzliche Energie in die Bearbeitungszone eingekoppelt. Auch hier wird die Laserstrahlung 0 mit der Wellenlänge λ₀ über einen Spiegel 1 und einen Strahlteiler 2 in die Strahlformungsoptik 3 umgelenkt und auf das Werkstück 4 fokussiert.
Wenn die Energiedichte des Laserstrahls 0 in der Bearbeitungszone jedoch nicht ausreicht ein Dampf-/Plasmakanal auszubilden und keine Plasmazone 5 entsteht, so wird durch eine zusätzliche Mikrowellenquelle mit Fokussieroptik 17 Energie in die Bearbeitungszone eingekoppelt und so eine Plasmazone erzeugt. Die aus dieser Plasmazone emittierte Strahlung kann dann gemäß 1 analysiert und für die Kontrolle des Bearbeitungsprozesses verwendet werden. Die Bearbeitungszone mit Schmelzzone, Plasmazone 5 und deren unmittelbare Umgebung werden Hilfe der Strahlformungssoptik 3 über die Strahlteiler 2 und 6 in die Zwischenbildebenen 7 abgebildet. In den Zwischenbildebenen 7 befinden sich auch hier Spaltblenden, durch die aus den Bildern je ein Schnitt in X- und Y-Richtung ausgeblendet wird. Die Profilschnitte werden mit Hilfe der Freistrahloptiken 8 und 9 auf die kompakten Linien-Spektrometer 10 und 11 abgebildet. In den Spektrometern 10 und 11 wird die Strahlung nach bekannten Prinzipien spektral zerlegt, wobei die Spektren von Matrixkameras detektiert werden und als Bildfolgen SP₁(t_n, λ, x_k, y0) und SP₂(t_n, λ, x0, y_l) über die Leitungen 12 und 13 zu einem Auswerterechner gelangen.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, mit der Laserbearbeitungsprozesse auf einfache, sichere und exakte Weise überwacht werden könnnen.

Claims

Verfahren zur Überwachung von Laserbearbeitungsprozessen, bei dem die optische Strahlung aus der Bearbeitungszone des Laserstrahls auf dem Werkstück und deren unmittelbare Umgebung in eine Zwischenbildebene abgebildet werden, wobei aus diesem Zwischenbild mindestens ein Profilschnittbild ausgeblendet, auf ein Linienspektrometer abgebildet, ortsaufgelöst spektral zerlegt und entsprechend ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Abbildung der Bearbeitungszone und deren unmittelbarer Umgebung in die Zwischenbildebene, im Strahlengang ein Strahlteiler vorhanden ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der Profilschnitt durch das Zwischenbild der Bearbeitungszone in Bearbeitungsrichtung und/oder senkrecht dazu verläuft.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem Profilschnitte durch das Zwischenbild der Bearbeitungszone jeweils in Bearbeitungsrichtung und senkrecht dazu, ausgeblendet, auf zwei Linienspektrometer abgebildet, ortsaufgelöst spektral zerlegt und entsprechend ausgewertet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die spektrale Zerlegung der Profilschnitte im Wellenlängenbereich von 350 nm bis 1700 nm erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die ortsaufgelösten Spektren der beiden Profilschnitte digitalisiert werden und als Bilder mit einer wellenlängenabhängigen Abszissenachse und einer intensitätsabhängigen Ordinatenachse ausgewertet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Aufnahme der Profilschnitte zeitlich fortlaufend mit einer Geschwindigkeit von mindestens 2000 Schnitten/s erfolgt.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem aus den spektralen Bildern der beiden Profilschnitte Aussagen zur Bearbeitungsrichtung, dem Abstand der Laseroptik zur Arbeitsebene, der Schweißtiefe, der Qualität der zu verschweißenden Materialen, der Qualität der Fest-Flüssigphase bei der Bildung der Schweißnaht und bei Verwendung von Schutzgas zu dessen Qualität abgeleitet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem der im Strahlengang vorhandene Strahlteiler über einen radialsymmetrischen Transmissionsverlauf verfügt, wobei die Transmission im Zentrum des Strahlteilers geringer ist als in dessen Randbereichen.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem der Strahlteiler mit radialsymmetrischem Transmissionsverlauf als Graufilter ausgebildet ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem der Transsmissionsverlauf des Strahlteilers an die Strahlungsintensitätsverteilung in der Bearbeitungszone und an die Empfindlichkeit der Spektrometer angepasst wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem ein Teil der in der Bearbeitungszone ankommenden Laserstrahlung auf eine Fotodiode abgebildet und über einen definierten Wellenlängenbereich integriert wird, wobei aus dem Quotienten aus dem Ergebnissen der Integration und dem Signal der Fotodioden Informationen zur Kontinuität der Laserstrahlung und/oder zum Grad der Verschmutzung der optischen Elemente abgeleitet werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem bei Laserbearbeitungsverfahren, bei denen es verfahrensbedingt in der Bearbeitungszone nicht zur Ausbildung eines Plasmas kommt, zusätzlich Mikrowellenenergie in die Bearbeitungszone eingekoppelt wird, um in der Bearbeitungszone ein Plasma zu erzeugen.