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DE102007001766A1 - Method for the continuous laser-supported welding of thin-walled flexible rotationally symmetrical components comprises using an oscillating component guide and welding the components axially - Google Patents

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DE102007001766A1
DE102007001766A1 DE102007001766A DE102007001766A DE102007001766A1 DE 102007001766 A1 DE102007001766 A1 DE 102007001766A1 DE 102007001766 A DE102007001766 A DE 102007001766A DE 102007001766 A DE102007001766 A DE 102007001766A DE 102007001766 A1 DE102007001766 A1 DE 102007001766A1
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Germany
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laser
welding
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thin
continuous
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102007001766A
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German (de)
Inventor
Matthias Weiss
Karl-Heinz MÜNKER
Dietmar Baumhoff
Oliver Dipl.-Ing. Selter
Stefan Dr.-Ing. Hauk
Andreas Gerhard
Karsten Dipl.-Ing. Schenk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westfalia Metallschlauchtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Westfalia Metallschlauchtechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Method for the continuous laser-supported welding of thin-walled flexible rotationally symmetrical components comprises using an oscillating component guide and welding the components axially and directly below the largest outer diameter in a helical line shape. An independent claim is also included for a device for the continuous laser-supported welding of thin-walled flexible rotationally symmetrical components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum lasergestützten Schweißen, die insbesondere zum kontinuierlichen Fügen von dünnwandigen, flexiblen, rotationssymmetrischen Bauteilen aus Edelstahl geeignet ist. Bauteile, die beispielsweise mit dem beschriebenen Verfahren gefertigt werden können, sind flexible Leitungselemente. Sie werden zum Ausgleich von Einbautoleranzen und zur Entkopplung von Betriebsschwingungen in Leitungssystemen eingesetzt.The The invention relates to a method and a device for laser-assisted Welding, especially for continuous joining thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components made of stainless steel is suitable. Components, for example, with the described methods can be made, are flexible Line elements. They will compensate for installation tolerances and for the decoupling of operating vibrations in piping systems used.

Vergleichbare Produkte, deren Herstellung ebenfalls eine Schweißoperation erfordert, sind beispielsweise Membranbälge, Wellrohre und ein- oder mehrlagige Metallbälge.comparable Products whose manufacture is also a welding operation requires, for example, diaphragm bellows, corrugated pipes and single or multi-layer metal bellows.

EP 12 41 388 B1 beschreibt die Herstellung eines Membranbalgs, bei dem die einzelnen Membranen Blechdicken zwischen 0,06 mm und 0,4 mm aufweisen. Der Schweißprozess zur Herstellung kann nicht kontinuierlich erfolgen. Vielmehr müssen die einzelnen, vorgeformten Membranen an ihren Kontaktflächen am größten und kleinsten Durchmesser jeweils ringförmig verschweißt werden, was eine große Anzahl einzeln anzufertigender Schweißnähte bedeutet. Die Membranen werden zueinander durch geeignete Haltevorrichtungen positioniert, um eine exakte Schweißung zu ermöglichen. Die einzelnen ringförmigen Schweißnähte liegen stets in einer orthogonal zur Rotationsachse des Bauteils stehenden Ebene. Die Prozessfolge sieht bei Membranbälgen zunächst die Umformung der Membranen und anschließend das stoffschlüssige Fügen vor. EP 12 41 388 B1 describes the production of a diaphragm bellows, in which the individual membranes have sheet thicknesses between 0.06 mm and 0.4 mm. The welding process for production can not be continuous. Rather, the individual, preformed membranes must be welded annularly at their contact surfaces on the largest and smallest diameter, which means a large number of individually to be produced welds. The membranes are positioned to each other by suitable fixtures to allow for accurate welding. The individual annular welds are always in a plane orthogonal to the axis of rotation of the component. For membrane bellows, the sequence of processes initially involves the reshaping of the membranes and then the integral joining.

Bei Wellrohren und Metallbälgen werden in der Regel zunächst dünnwandige Rohre aus ebenem Bandmaterial kontinuierlich eingeformt, so dass die Bandkanten der entstehenden, hohlzylinderförmigen Geometrie stumpf voreinander stehen. Im weiteren Prozessverlauf wird die so erzeugte Vorform meist unter einer stationären Schweißquelle hindurchgeführt und in einem kontinuierlichen Schweißverfahren stoffschlüssig gefügt. Im Anschluss an die Rohrherstellung werden die Wellungen angeformt. Die Prozessfolge sieht somit bei Wellrohren und Metallbälgen zunächst die Umformung der Rohrgeometrie, anschließend das stoffschlüssige Fügen und abschließend die Umformung der Wellen vor.at Corrugated pipes and metal bellows are usually first thin-walled tubes made of flat strip material continuously molded so that the band edges of the resulting hollow cylindrical geometry dull in front of each other. As the process progresses, so will produced preform usually under a stationary welding source passed through and cohesively in a continuous welding process together. After the pipe production, the Corrugations molded. The process sequence thus looks at corrugated pipes and Metallbälgen first the deformation of the tube geometry, then the cohesive joining and finally the deformation of the waves.

DE 44 34 134 A1 beschreibt ein Herstellverfahren, bei dem zum stoffschlüssigen Fügen der Längsnaht eines Rohres ein Laserstrahl verwendet wird. Bei dem dort beschriebenen Laserverfahren ist eine mechanische Vorbehandlung der zu verschweißenden Bandkanten sowie eine definierte Positionierung des Bauteils unmittelbar vor und nach dem Lasereingriff erforderlich. Weiterhin trägt der unmittelbar nach der Schweißung erfolgende Werkzeugkontakt zu Kühlung der Schweißstelle bei. Insbesondere bei der Verwendung von Edelstahlwerkstoffen erzeugen die beschriebenen Werkzeugkontakte adhäsiven Verschleiß, so dass eine kontinuierliche Fertigung großer Längen erst durch eine Benetzung der Bandkanten mit einem Schmierstoff ermöglicht wird. Die Spülung der Schweißstelle mit einem Schutzgas erzeugt zusätzliche Kühlung und vermeidet Anlassfarben. Ferner hemmt sie die Oxidbildung und trägt auf diese Weise zur Vermeidung von Schweißfehlern bei. DE 44 34 134 A1 describes a manufacturing method in which a cohesive joining of the longitudinal seam of a tube, a laser beam is used. In the laser method described therein, a mechanical pretreatment of the strip edges to be welded and a defined positioning of the component immediately before and after the laser intervention is required. Furthermore, the tool contact occurring immediately after welding contributes to the cooling of the weld. In particular, when using stainless steel materials, the described tool contacts produce adhesive wear, so that a continuous production of long lengths is made possible only by a wetting of the strip edges with a lubricant. The flushing of the weld with an inert gas creates additional cooling and avoids tempering colors. It also inhibits oxide formation and thus helps prevent welding defects.

Insbesondere bei Rohrdurchmessern größer 100 mm und Blechdicken kleiner 0,4 mm ist eine kontinuierliche Einformung der Geometrie aus ebenem Bandmaterial schwierig, da die entstehenden Vorformen instabil werden, was eine exakte Positionierung der Schweißnaht erschwert. Die Fertigung von Rohren, die die Vorform von Wellrohren und Metallbälgen in diesen Verhältnissen von Durchmesser zu Dicke beschreiben, ist oftmals nur aus Platinenmaterial möglich und kann daher nicht in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess erzeugt werden. Diese Einschränkung begrenzt oftmals die erzielbaren Rohrlängen und somit auch die Längen der Fertigteile.Especially for pipe diameters greater than 100 mm and sheet thicknesses less than 0.4 mm is a continuous shaping of the geometry made of flat strip material difficult because the resulting preforms become unstable, resulting in an exact positioning of the weld difficult. The production of pipes, which are the preform of corrugated pipes and metal bellows in these ratios of diameter to describe thickness, is often possible only from board material and therefore can not be in a continuous manufacturing process be generated. This restriction often limits the achievable tube lengths and thus the lengths the finished parts.

Zusammenfassend zeichnet sich der dargestellte Stand der Technik durch folgende Charakteristiken aus. Als dünnwandige, flexible und rotationssymmetrische Bauteile sind vor allem Membranbälge, Wellrohre und Metallbälge etabliert. Membranbälge können nicht in einem kontinuierlichen Schweißverfahren hergestellt werden. Wellrohre und Metallbälge werden meist aus in Längsrichtung geschweißten Rohren hergestellt. Die Umformung der Wellungen erfolgt im Anschluss an die Herstellung des Rohres. Insbesondere bei Durchmessern größer 100 mm und Blechdicken kleiner 0,4 mm ist die kontinuierliche Rohrherstellung problematisch.In summary The illustrated prior art is characterized by the following Characteristics. As thin-walled, flexible and rotationally symmetrical Components are mainly diaphragm bellows, corrugated pipes and metal bellows established. Membrane bellows can not in one continuous welding process can be produced. corrugated pipes and metal bellows are mostly made in the longitudinal direction welded pipes produced. The deformation of the corrugations takes place after the production of the pipe. Especially for diameters greater than 100 mm and sheet thicknesses smaller than 0.4 mm, continuous tube production is problematic.

Zur Rohrherstellung werden meist WIG- oder Mikroplasma Schweißtechnologien eingesetzt. Mit Lasertechnologie können zwar höhere Schweißgeschwindigkeiten erzielt werden, jedoch sind sowohl die mechanische Vorbehandlung der Schweißstelle als auch die exakte Positionierung der zu fügenden Kanten im Vergleich zum WIG- oder Mikroplasma Schweißen anspruchsvollere technologische Aufgaben.to Pipe manufacturing is mostly TIG or microplasma welding technologies used. With laser technology, although higher Welding speeds are achieved, however, both the mechanical pretreatment of the weld as well as the exact positioning of the edges to be joined in comparison for TIG or micro plasma welding more sophisticated technological Tasks.

Kontinuierliche Schweißungen können derzeit nur längsorientiert an Rohren erzielt werden. Schweißen als abschließende Operation in der Prozesskette kommt nur diskontinuierlich bei der Fertigung von Membranbälgen zum Einsatz.continuous Welds can currently only be longitudinally oriented be achieved on pipes. Welding as final Operation in the process chain comes only discontinuously at the Production of membrane bellows for use.

Insbesondere bei hohen Schweißgeschwindigkeiten, wie sie mit einer Laserschweißung erzielbar sind, haben Wärmeverzug, Wärmeeigenspannungen und Anlassfarben als visueller Effekt einen negativen Einfluss auf die Bauteilqualität.Especially at high welding speeds, as with a laser welding can be achieved have heat distortion, thermal stresses and tempering colors have a negative impact as a visual effect the component quality.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren sowie die zugehörige Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, rotationssymmetrischer Bauteile bereitzustellen, dass die oben beschriebenen technologischen Gegebenheiten und Grenzen erweitert (1).The object of the invention is therefore to provide a method and the associated apparatus for the continuous, laser-assisted welding of thin-walled, rotationally symmetrical components that expands the technological conditions and limits described above ( 1 ).

Erstens soll das Verfahren und die Vorrichtung die kontinuierliche, fügetechnische Fertigung von großen, flexiblen, dünnwandigen, rotationssymmetrischen Teilen in beliebiger Länge ermöglichen. Hierbei ist entscheidend, dass das Schweißen als abschließende, kontinuierliche Operation in der Prozesskette zum Einsatz kommen kann.First the method and the device, the continuous, joining technical Production of large, flexible, thin-walled, allow rotationally symmetric parts in any length. in this connection is crucial that welding as final, continuous operation in the process chain are used can.

Zweitens sollen Verfahren und Vorrichtung große Schweißgeschwindigkeiten in einem stabilen Fertigungsprozess ermöglichen und dabei negative Effekte durch Wärmeeinfluss weitgehend vermeiden.Secondly Both methods and apparatus are designed to achieve high welding speeds enable in a stable manufacturing process and thereby Avoid negative effects due to the influence of heat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein lasergestütztes Schweißen gelöst, bei dem dünnwandige Blechelemente nicht radial von außen wie bei der Membranbalgherstellung, sondern axial, unmittelbar unterhalb des größten Außendurchmessers verschweißt werden. Die Vorrichtung zum Positionieren (1) der zu schweißenden Bauteile liegt tangential zum Bauteil und führt während dem Schweißvorgang eine in axialer Richtung zum Bauteil oszillierende Bewegung aus. Die Frequenz der Oszillation steht in Abhängigkeit zur Schweißgeschwindigkeit.This object is achieved by a laser-assisted welding, are welded in the thin-walled sheet metal elements not radially from the outside as in the Membranbalgherstellung, but axially, immediately below the largest outer diameter. The device for positioning ( 1 ) of the components to be welded is tangent to the component and performs during the welding operation in the axial direction of the component oscillating movement. The frequency of the oscillation is dependent on the welding speed.

Die axial unmittelbar unterhalb des größten Außendurchmessers des rotierenden Bauteils (16) erfolgende Verschweißung erfordert eine kleinere Genauigkeit bei der Positionierung der Teile zueinander und trägt somit zur Prozessstabilität bei. Durch die oszillierende Bewegung der Positionierbacken (14) werden drei unterschiedliche Aufgaben erfüllt.The axially immediately below the largest outer diameter of the rotating component ( 16 ) welding requires a smaller accuracy in the positioning of the parts to each other and thus contributes to process stability. Due to the oscillating movement of the positioning jaws ( 14 ) fulfills three different tasks.

Erstens werden die zu verschweißenden Bleche im Vorfeld der Schweißung durch die wirkenden Axialkräfte miteinander in Kontakt gebracht, wobei Oberflächenrauhigkeiten und eventuell vorhandener Grat eingeebnet werden. So kann eine dem Laserschweißen oftmals vorhergehende Bearbeitung der Bandkanten entfallen.First become the sheets to be welded in the run-up to the welding in contact with each other by the acting axial forces brought surface roughness and possibly existing Burr be leveled. So can the laser welding often previous processing of the band edges omitted.

Zweitens positioniert die oszillierende Bewegung die Bleche im Schweißbereich zueinander. Die Verschweißung erfolgt vorzugsweise im Laser-Pulsbetrieb, wobei die oszillierende Axialbewegung der Vorrichtung und die Pulsationsfrequenz des Lasers miteinander synchronisiert erfolgen. Idealerweise startet ein Laserpuls kurz nach dem Anlegen der Axialkraft und wird kurz vor dem Lösen der Axialkraft beendet. Die Pulszeiten sind somit stets kleiner als die Wirkzeiten der Axialkraft und liegen stets innerhalb des Zeitintervalls, in dem die Axialkraft an den zu verschweißenden Blechen anliegt. Gleichermaßen können während eines Zeitintervalls, in dem die Axialkraft an den zu verschweißenden Blechen anliegt, auch mehrere Laserpulse erfolgen.Secondly The oscillating movement positions the sheets in the welding area to each other. The welding is preferably carried out in laser pulse mode, wherein the oscillating axial movement of the device and the pulsation frequency of the laser synchronized with each other. Ideally, it starts a laser pulse shortly after the application of the axial force and becomes short ended before releasing the axial force. The pulse times are thus always smaller than the effective times of the axial force and are always within the time interval in which the axial force on the to be welded sheets. equally can during a time interval in which the Axialkraft rests against the sheets to be welded, too several laser pulses take place.

Drittens trägt die sich mit dem Bauteil im oszillierenden Eingriff befindliche Vorrichtung zur Kühlung und zur Reduzierung der beim Schweißen entstehenden Eigenspannungen bei. Die Reduzierung der Eigenspannungen erfolgt durch die oszillierende Bewegung, die eine mechanische Operation am Bauteil bewirkt, welche einem Hämmern ähnlich ist. Die Kühlung erfolgt maßgeblich durch den metallischen Kontakt zwischen Vorrichtung und Bauteil. Zur Einstellung eines im Serienbetrieb stationären Temperaturprofils werden die im Kontakt mit dem Bauteil befindlichen Teile der Vorrichtung gekühlt. Unterschiedliche Kühlkreisläufe für die der Schweißposition voreilende und die der Schweißposition nacheilende Zone haben sich als günstig erwiesen. Dies vor allem, weil die Kühlleistung in der der Schweißposition nacheilenden Zone um den Faktor drei bis zehn größer sein muss. Mehrere Temperatursensoren messen das Temperaturprofil im Innern der Vorrichtung und sind gleichzeitig die Eingangsgrößen für eine Temperaturregelung.thirdly it carries out an oscillating engagement with the component located device for cooling and reducing the resulting internal stresses during welding. The Reduction of residual stresses occurs through the oscillating motion, which causes a mechanical operation on the component, which one Hammering is similar. The cooling takes place mainly due to the metallic contact between the device and component. For setting a steady-state operation Temperature profiles are those in contact with the component Parts of the device cooled. Different cooling circuits for the welding position leading and the the welding position lagging zone have proved favorable proved. This is mainly because the cooling capacity in the the welding zone lagging zone by a factor of three until ten must be bigger. Measure several temperature sensors the temperature profile inside the device and are simultaneously the input variables for a temperature control.

Die stoffschlüssige Fügung wird durch eine gepulste Laserschweißung realisiert. Zur Erzielung hoher Schweißgeschwindigkeiten sind Laserquellen vorteilhaft, die eine hohe Energiedichte haben. Wellenlängen des Laserstrahls von 1070 Nannometern, die z. B. von einem Ytterbium-Faserlaser erzeugt werden können, sind besonders geeignet.The cohesive joining is by a pulsed Laser welding realized. To achieve high welding speeds are advantageous laser sources that have a high energy density. Wavelengths of the laser beam of 1070 nanometers, the z. B. can be generated by an ytterbium fiber laser, are particularly suitable.

Die Schweißung erfolgt kontinuierlich und ist die letzte Operation in der Prozesskette zur Herstellung des Bauteils. Die vorab umgeformten Geometrien des flexiblen, dünnwandigen, rotationssymmetrischen Teils laufen kontinuierlich in die ortsfeste Schweißvorrichtung ein. Im Gegensatz zu den meisten Membranbälgen, Wellrohren und Metallbälgen ist die Geometrie des in die Schweißvorrichtung einlaufenden Teils am Außenumfang schraubenlinienförmig. Diese Schraubenlinienform ist eine Voraussetzung für die kontinuierliche Schweißung.The Welding is continuous and is the last operation in the process chain for the production of the component. The pre-formed Geometries of the flexible, thin-walled, rotationally symmetric Partly run continuously in the stationary welding device one. Unlike most diaphragm bellows, corrugated pipes and metal bellows is the geometry of the welding device incoming part on the outer circumference helically. This helical shape is a prerequisite for the continuous welding.

Die zum Verfahren gehörende Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte, der Bauteilführung (14) mit integriertem Kühlsystem, einem Aktuator (11) zur Erzeugung der Oszillationsbewegung, dem Kühlaggregat, einer Glasfaser zur Leitung des Laserstrahls (17), aus einem Kulminator (13) und einer zum Schweißen geeigneten optischen Einrichtung (12).The device belonging to the method consists of a base plate, the component guide ( 14 ) with integrated cooling system, an actuator ( 11 ) for generating the oscillation movement, the cooling unit, a glass fiber for guiding the laser beam ( 17 ), from a culminator ( 13 ) and an optical device suitable for welding ( 12 ).

Auf der Grundplatte ist die Bauteilführung (14, 11) so angeordnet, dass sie tangential zum Bauteil liegt. Dazu ist die Bauteilführung in drei Freiheitsgraden bezüglich des Bauteils positionierbar. Ein geeigneter Freiheitsgrad ermöglicht, dass dem Schweißvorgang eine in axialer Richtung zum Bauteil oszillierende Bewegung überlagert werden kann.On the base plate is the component guide ( 14 . 11 ) arranged so that it is tangent to the component. For this purpose, the component guide can be positioned in three degrees of freedom with respect to the component. An appropriate degree of freedom allows the Welding process in the axial direction of the component oscillating movement can be superimposed.

Die Bauteilführung (14, 11) ist fest mit der Optik (12, 13) verbunden, die den Laserstrahl fokussiert und an das Bauteil heranführt. Die Optik besteht aus einem Kulminator (13) und einem geeigneten Laser-Schweißkopf (12). Bauteilführung, Kulminator und Laser-Schweißkopf führen während des Betriebs gemeinsam die oszillierende Bewegung (22) aus.The component guide ( 14 . 11 ) is fixed with the optics ( 12 . 13 ), which focuses the laser beam and leads to the component. The optics consists of a Kulminator ( 13 ) and a suitable laser welding head ( 12 ). Component guide, Kulminator and laser welding head perform the oscillating motion during operation together ( 22 ) out.

Die Bauteilführung besteht aus einem temperaturbeständigen Stahl, vorzugsweise aus einem austenitischen Chrom-Nickel Stahl, und ist mit Kühlkanälen versehen. Ferner sind in der Bauteilführung pro Seite mindestens fünf Adaptionsstellen (15) für Temperatursensoren vorgesehen. Die im Kontakt mit dem Werkstück befindlichen Elemente sind mit der Bauteilführung verschraubt und austauschbar. Obwohl die oszillierende Bewegung die adhäsiven Verschleißmechanismen deutlich verringert, ist dennoch empfehlenswert, die Möglichkeit eines Austauschs vorzusehen. Bevorzugter Werkstoff für die im Kontakt befindlichen Elemente (21) ist ein Warmarbeitsstahl, wie er zum Beispiel beim Strangpressen als Matrizenwerkstoff eingesetzt wird (1.2343, 1.2344, 1.2367). Alternative Materialkombinationen, auch unter Verwendung von NE-Metallen oder keramischen Werkstoffen, sind ebenfalls realisierbar.The component guide consists of a temperature-resistant steel, preferably austenitic chromium-nickel steel, and is provided with cooling channels. Furthermore, in the component guide per page at least five adaptation points ( 15 ) provided for temperature sensors. The elements in contact with the workpiece are bolted to the component guide and interchangeable. Although the oscillating motion significantly reduces the adhesive wear mechanisms, it is still advisable to provide for the possibility of replacement. Preferred material for the elements in contact ( 21 ) is a hot-working steel, as used for example in extrusion as a template material (1.2343, 1.2344, 1.2367). Alternative material combinations, also using non-ferrous metals or ceramic materials, are also feasible.

Der Aktuator (11) zur Erzeugung der Oszillationsbewegung ist mit der Grundplatte fest verbunden und induziert seine Bewegungen über eine geeignete mechanische Kopplung in den aus Bauteilführung (14), Kulminator (13) und Laser-Schweißkopf (12) bestehenden Verbund.The actuator ( 11 ) for generating the oscillatory movement is firmly connected to the base plate and induces its movements via a suitable mechanical coupling in the component guide ( 14 ), Kulminator ( 13 ) and laser welding head ( 12 ) existing composite.

Das Kühlaggregat wird zur Kühlung der Bauteilführung eingesetzt. Neben dem eigentlichen Kühlaggregat sind Schnittstellen für einseitig fünf bzw. zweiseitig zehn Temperatursensoren (15) sowie eine Hard- und Software integriert, die die Regelung der Kühlleistung in Abhängigkeit der Istwerte in mindestens zwei getrennten Kühlkreisläufen regelt.The cooling unit is used to cool the component guide. In addition to the actual cooling unit are interfaces for one-sided five or two-sided ten temperature sensors ( 15 ) as well as hardware and software that regulates the control of the cooling capacity as a function of the actual values in at least two separate cooling circuits.

Neben der kontinuierlichen Verschweißung von zwei dünnwandigen, rotationssymmetrischen Bauteile kann eine Variante der beschriebenen Vorrichtung für das zeitgleiche Verschweißen von zwei mal zwei dünnwandigen, rotationssymmetrischen Bauteilen eingesetzt werden, falls die zu fertigende Geometrie dies erfordert (3). Die zum Verfahren gehörende Vorrichtung besteht dann weiterhin aus einer Grundplatte. Dupliziert werden der Aktuator (11) zur Erzeugung der Oszillationsbewegung, das Kühlaggregat, die Glasfaser zur Leitung des Laserstrahls sowie der Kulminator (13) und die zum Schweißen geeigneten optischen Einrichtung (12). Die Bauteilführung mit integriertem Kühlsystem wird modifiziert und liegt auf der Symmetrielinie. Die duplizierten Elemente werden an der Symmetrielinie (31) gespiegelt, so dass der Aufbau für das zeitgleiche Verschweißen von zwei mal zwei dünnwandigen, rotationssymmetrischen Bauteilen hinsichtlich des Verfahrens und der Vorrichtung im wesentlichen die gleichen Merkmale aufweist, wie die bereits beschriebene Variante für eine Verschweißung.In addition to the continuous welding of two thin-walled, rotationally symmetrical components, a variant of the device described can be used for the simultaneous welding of two times two thin-walled, rotationally symmetrical components, if the geometry to be manufactured requires this ( 3 ). The device belonging to the method then still consists of a base plate. Duplicating the actuator ( 11 ) for generating the oscillation movement, the cooling unit, the glass fiber for guiding the laser beam and the Kulminator ( 13 ) and the optical device suitable for welding ( 12 ). The component guide with integrated cooling system is modified and lies on the symmetry line. The duplicated elements are displayed at the symmetry line ( 31 ) mirrored, so that the structure for the simultaneous welding of two times two thin-walled, rotationally symmetric components with respect to the method and the device has substantially the same features as the already described variant for a weld.

Neben der Anwendung zur Herstellung von flexiblen Leitungselementen sind das beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung auch zur Herstellung anderer technologischer Bauelemente geeignet. Beispielhaft werden hierzu die Anwendungen Druckausgleichsbehälter, Taylored Blanks für den Karosseriebau, Filtermatten sowie Rohrleitungen für die Klimatechnik genannt.Next the application for the production of flexible conduit elements are the method described and the device described also suitable for the production of other technological components. exemplary For this purpose, the applications surge tank, Taylored blanks for the body shop, filter mats as well Piping for air conditioning called.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 1241388 B1 [0003] EP 1241388 B1 [0003]
  • - DE 4434134 A1 [0005] - DE 4434134 A1 [0005]

Claims (20)

Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißung ortsfest in einer oszillierenden Bauteilführung erfolgt und die rotationssymmetrischen Werkstücke axial, unmittelbar unterhalb des größten Außendurchmessers schraubenlinienförmig verschweißt werden.A method for continuous, laser-assisted welding thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components, characterized in that the weld is stationary in an oscillating component guide and the rotationally symmetrical workpieces are welded axially, immediately below the largest outer diameter helically. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Schweißvorgang überlagerte Oszillationsbewegung axial zum entstehenden rotationssymmetrischen Teil erfolgt.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the superimposed on the welding process Oscillation movement axially to the resulting rotationally symmetric Part done. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sowohl vor als auch nach dem Schweißprozess mit dem Werkstück in Kontakt befindliche, oszillierende Bauteilführung links und rechts in mindestens zwei getrennten Abschnitten von mindestens zwei unterschiedlichen Kühlkreisläufen versorgt wird und über einen numerischen Algorithmus eine Temperaturregelung erfolgt.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the both before as well as after the welding process with the workpiece in contact, oscillating component guide left and right in at least two separate sections of at least supplied two different cooling circuits and via a numerical algorithm a temperature control he follows. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die überlagerte Oszillationsbewegung im Frequenzbereich bis 850 Hertz liegt. Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the superimposed Oscillation movement in the frequency range up to 850 hertz. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die überlagerte Oszillationsbewegung im Ultraschallbereich (größer 20 000 Hertz) liegt.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the superimposed Oscillation movement in the ultrasonic range (larger 20,000 hertz). Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserquelle ein Ytterbium-Faserlaser ist.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the laser source is an ytterbium fiber laser. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserleistung gepulst in das Bauteil induziert wird.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the laser power pulsed induced in the component. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierende Axialbewegung der Vorrichtung und die Pulsationsfrequenz des Lasers miteinander synchronisiert erfolgen und ein Laserpuls kurz nach dem Anlegen der Axialkraft gestartet sowie kurz vor dem Lösen der Axialkraft beendet wird.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the oscillating Axial movement of the device and the pulsation frequency of the laser synchronized with each other and a laser pulse shortly after the application of the axial force started and shortly before the release the axial force is terminated. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulszeiten der Laserquelle stets kleiner als die Wirkzeiten der Axialkraft sind und innerhalb des Zeitintervalls liegen, in dem die Axialkraft an den zu verschweißenden Blechen anliegt.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the pulse times the laser source always smaller than the effective times of the axial force are and within the time interval in which the axial force abuts against the sheets to be welded. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Zeitintervalls, in dem die Axialkraft an den zu verschweißenden Blechen anliegt, mehrere Laserpulse erfolgen.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that during a time interval in which the axial force on the sheets to be welded is applied, several laser pulses. Verfahren zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißstelle von innen und/oder außen mit Schutzgas gespült wird.Method for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 1, characterized in that the weld flushed with inert gas from inside and / or outside becomes. Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (11) eine Oszillationsbewegung (22) in einen Verbund induziert, der aus Bauteilführung (14), Kulminator (13) und Laser-Schweißkopf (12) besteht, welcher tangential zum Werkstück angeordnet ist und eine schraubenlinienförmige Verschweißung der sich relativ zur ortsfesten Schweißposition bewegenden, rotationssymmetrischen Werkstücke axial, unmittelbar unterhalb des größten Außendurchmessers, vorsieht.Device for continuous, laser-assisted welding of thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components, characterized in that an actuator ( 11 ) an oscillation movement ( 22 ) is induced in a composite consisting of component guide ( 14 ), Kulminator ( 13 ) and laser welding head ( 12 ), which is arranged tangentially to the workpiece and a helical welding of the moving relative to the fixed welding position, rotationally symmetrical workpieces axially, immediately below the largest outer diameter, provides. Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilführung pro Seite mindestens fünf Adaptionsstellen für Temperatursensoren aufweist und Kühlkanäle für mindestens zwei getrennte Kühlkreisläufe.Apparatus for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 12, characterized in that the component guide at least five adapters per page for Having temperature sensors and cooling channels for at least two separate cooling circuits. Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für die im Kontakt mit dem zu schweißenden Bauteil befindlichen Elemente ein Warmarbeitsstahl (z. B.: 1.2343, 1.2344, 1.2367) verwendet wird.Apparatus for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 12, characterized in that as material for in contact with the component to be welded a hot-work tool (eg 1.2343, 1.2344, 1.2367) is used. Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für die im Kontakt mit dem zu schweißenden Bauteil befindlichen Elemente ein keramischer Werkstoff verwendet wird.Apparatus for continuous, laser-assisted welding of thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components according to claim 12, characterized in that a ceramic material is used as the material for the elements in contact with the component to be welded becomes. Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an die Bauteilführung ein Kühlaggregat angeschlossen ist, welches Schnittstellen für bei einseitiger Messung mindestens fünf und bei zweiseitiger Messung mindestens zehn Temperatursensoren sowie eine integrierte Hard- und Software aufweist, die eine Regelung der Kühlleistung in Abhängigkeit der Istwerte in mindestens zwei getrennten Kühlkreisläufen ermöglicht.Apparatus for continuous, laser-assisted Welding thin-walled, flexible, rotationally symmetric Components according to claim 12, characterized in that the component guide a Cooling unit is connected, which interfaces for at least five and one-sided measurements with two-sided measurement at least ten temperature sensors as well has an integrated hardware and software that a scheme the cooling capacity depending on the actual values in at least two separate cooling circuits allows. Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zusammen mit der Bauteilführung oszillierende Laseroptik über ein Glasfaserkabel (17) mit einer Laserquelle verbunden ist. Apparatus for continuous, laser-assisted welding of thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components according to claim 12, characterized in that the laser optics oscillating together with the component guide is connected via a fiber optic cable ( 17 ) is connected to a laser source. Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitgleiches Verschweißen von zwei mal zwei dünnwandigen, rotationssymmetrischen Bauteilen erfolgt, die Anordnung aus Aktuator (11), Kulminator (13) und Laser-Schweißkopf (12) entsprechend zweimal auf einer Grundplatte aufgebaut sind, die Bauteilführung entsprechend modifiziert wird, und die beiden Schweißstellen durch jeweils einen Faserlaser versorgt werden.Method and apparatus for continuous, laser-assisted welding of thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components according to claims 1 and 12, characterized in that a simultaneous welding of two times two thin-walled, rotationally symmetrical components takes place, the arrangement of actuator ( 11 ), Kulminator ( 13 ) and laser welding head ( 12 ) are constructed twice on a base plate, the component guide is modified accordingly, and the two welds are supplied by a respective fiber laser. Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitgleiches Verschweißen von zwei mal zwei dünnwandigen, rotationssymmetrischen Bauteilen erfolgt, die Anordnung aus Aktuator (11), Kulminator (13) und Laser-Schweißkopf (12) entsprechend zweimal auf einer Grundplatte aufgebaut sind, die Bauteilführung entsprechend modifiziert wird, und die beiden Schweißstellen durch einen Faserlaser mit einer integrierten Strahlteilung versorgt werden.Method and apparatus for continuous, laser-assisted welding of thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components according to claims 1 and 12, characterized in that a simultaneous welding of two times two thin-walled, rotationally symmetrical components takes place, the arrangement of actuator ( 11 ), Kulminator ( 13 ) and laser welding head ( 12 ) are constructed twice on a base plate, the component guide is modified accordingly, and the two welds are supplied by a fiber laser with an integrated beam splitting. Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen, lasergestützten Schweißen dünnwandiger, flexibler, rotationssymmetrischer Bauteile nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zeitgleiches Verschweißen von zwei mal zwei dünnwandigen, rotationssymmetrischen Bauteilen erfolgt, die Anordnung aus Aktuator (11), Kulminator (13) und Laser-Schweißkopf (12) entsprechend zweimal auf einer Grundplatte aufgebaut sind, die Bauteilführung entsprechend modifiziert wird, und die beiden Schweißstellen durch einen Faserlaser versorgt werden, der im Pulsbetrieb abwechselnd und zeitlich nacheinander beide Schweißstellen über eine entsprechend hochfrequent schaltende Strahlweiche versorgt.Method and apparatus for continuous, laser-assisted welding of thin-walled, flexible, rotationally symmetrical components according to claims 1 and 12, characterized in that a simultaneous welding of two times two thin-walled, rotationally symmetrical components takes place, the arrangement of actuator ( 11 ), Kulminator ( 13 ) and laser welding head ( 12 ) are constructed accordingly twice on a base plate, the component guide is modified accordingly, and the two welds are powered by a fiber laser alternately and temporally successively supplies both welds via a corresponding high-frequency switching beam switch in the pulse mode.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4434134A1 (en) 1994-09-24 1996-03-28 Kabelmetal Electro Gmbh Process for producing a longitudinally welded metal tube
EP1241388B1 (en) 2001-03-16 2005-05-25 VAT Holding AG Elastic deformable bellow and method of producing such a bellow

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4434134A1 (en) 1994-09-24 1996-03-28 Kabelmetal Electro Gmbh Process for producing a longitudinally welded metal tube
EP1241388B1 (en) 2001-03-16 2005-05-25 VAT Holding AG Elastic deformable bellow and method of producing such a bellow

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114986065A (en) * 2022-08-08 2022-09-02 龙口市智兴机械制造有限公司 Environment-friendly welding equipment for annular spare and accessory parts

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