DE102024001048B4 - Method for assessing a weld seam produced on a workpiece during a laser welding process using a laser beam and welding device for carrying out the method - Google Patents
Method for assessing a weld seam produced on a workpiece during a laser welding process using a laser beam and welding device for carrying out the methodInfo
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Abstract
Verfahren (1) zur Beurteilung einer bei einem Laserschweißvorgang (2) mittels eines Laserstrahls (3) an einem Werkstück (4) erzeugten Schweißnaht (5),
- wobei eine Schweißeinrichtung (6) mit einer Laserstrahloptik (7) und mit einer zur Durchführung einer kontinuierlichen optischen Kohärenztomografie eingerichteten Messstrahloptik (8) sowie in einer vorgebbaren Relativposition zur Schweißeinrichtung (6) ein Werkstück (4), zwei oder mehr aufeinandergestapelte Fügepartner (9, 10), bereitgestellt werden,
- wobei ein Laserschweißvorgang (2) etabliert wird, bei dem die Schweißeinrichtung (6) in einer oberflächenparallelen Schweißrichtung (11) relativ zum Werkstück (1) bewegt wird, oder umgekehrt, und anhand eines mittels der Laserstrahloptik (7) bereitgestellten Laserstrahls (3) an dem Werkstück (4) eine Schweißnaht (5) erzeugt wird, wobei
- bei dem Laserschweißvorgang (2) mittels der Messstrahloptik (8) eine kontinuierliche optische Kohärenztomografie ausgeführt wird, in deren Rahmen Kapillartiefenmesswerte (12) einer sich beim Laserschweißvorgang (2) an dem Werkstück (4) ausbildenden Dampfkapillare (13) und/oder von einem die Dampfkapillare (13) umschließenden Schweißeinflussbereich (14) und als Referenz für die Kapillartiefenmesswerte (12) dienende Oberflächentiefenmesswerte (17) von zwei sich außerhalb der Dampfkapillare (13) und außerhalb des Schweißeinflussbereichs (14) angeordneten Oberflächenabschnitten (18) einer der Messstrahloptik (8) zugewandten Oberfläche (19) des Werkstücks (4) ermittelt werden, und wobei
- fortlaufend die ermittelten Kapillartiefenmesswerte (12) in separate Kapillartiefeninformationsblöcke (20) und die ermittelten Oberflächentiefenmesswerte (17) in separate Oberflächentiefeninformationsblöcke (21) aufgeteilt werden, wobei eine Blockgröße dieser Blöcke (20, 21) durch eine vorgebbare Intervallgröße (22), eine vorgebbare Zeitspanne und/oder eine vorgebbare Schweißnahtlänge, bestimmt wird,
- wobei aus den Kapillartiefeninformationsblöcken (20) jeweils eine statistische Kapillaren-Kenngröße (23) abgeleitet wird,
- wobei aus den Oberflächentiefeninformationsblöcken (21) jeweils eine statistische Oberflächen-Kenngröße (24) abgeleitet wird,
- wobei zur Beurteilung der in einem Intervall (22) bei dem Laserschweißvorgang (2) mittels des Laserstrahls (3) an dem Werkstück (4) erzeugten Schweißnaht (5) ein Verhältnis der Oberflächen-Kenngröße (24) zu der Kapillaren-Kenngröße (23) als Bewertungskriterium genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- aus den Oberflächentiefeninformationsblöcken (21) zumindest ein oder jeweils ein Grenzwert (25) abgeleitet wird,
- wobei der abgeleitete zumindest eine Grenzwerte (25) oder die Grenzwerte (25) fortlaufend intervallweise auf die Kapillartiefeninformationsblöcke (20) angewendet wird und diejenigen Kapillartiefenmesswerte (12) eines Kapillartiefeninformationsblocks (20), welche den zumindest einen Grenzwert (25) oder die Grenzwerte (25) übersteigen, als Bewertungskriterium zur Beurteilung der in einem Intervall (22) bei dem Laserschweißvorgang (2) mittels des Laserstrahls (3) an dem Werkstück (4) erzeugten Schweißnaht (5) dienen.
Method (1) for assessing a weld seam (5) produced on a workpiece (4) during a laser welding process (2) by means of a laser beam (3),
- wherein a welding device (6) with a laser beam optics (7) and with a measuring beam optics (8) designed to carry out a continuous optical coherence tomography and a workpiece (4), two or more joining partners (9, 10) stacked on top of one another, are provided in a predeterminable relative position to the welding device (6),
- wherein a laser welding process (2) is established, in which the welding device (6) is moved in a surface-parallel welding direction (11) relative to the workpiece (1), or vice versa, and a weld seam (5) is produced on the workpiece (4) by means of a laser beam (3) provided by means of the laser beam optics (7), wherein
- during the laser welding process (2), a continuous optical coherence tomography is carried out by means of the measuring beam optics (8), in the context of which capillary depth measurement values (12) of a vapor capillary (13) forming on the workpiece (4) during the laser welding process (2) and/or of a welding influence zone (14) surrounding the vapor capillary (13) and surface depth measurement values (17) serving as a reference for the capillary depth measurement values (12) of two surface sections (18) of a surface (19) of the workpiece (4) facing the measuring beam optics (8) are determined, and wherein
- continuously dividing the determined capillary depth measurement values (12) into separate capillary depth information blocks (20) and the determined surface depth measurement values (17) into separate surface depth information blocks (21), wherein a block size of these blocks (20, 21) is determined by a a predeterminable interval size (22), a predeterminable time period and/or a predeterminable weld seam length,
- wherein a statistical capillary characteristic (23) is derived from each of the capillary depth information blocks (20),
- wherein a statistical surface characteristic (24) is derived from each of the surface depth information blocks (21),
- wherein a ratio of the surface characteristic (24) to the capillary characteristic (23) is used as an evaluation criterion for assessing the weld seam (5) produced on the workpiece (4) in an interval (22) during the laser welding process (2) by means of the laser beam (3), characterized in that
- at least one or each limit value (25) is derived from the surface depth information blocks (21),
- wherein the derived at least one limit value (25) or the limit values (25) are continuously applied at intervals to the capillary depth information blocks (20), and those capillary depth measured values (12) of a capillary depth information block (20) which exceed the at least one limit value (25) or the limit values (25) serve as an evaluation criterion for assessing the weld seam (5) produced on the workpiece (4) in an interval (22) during the laser welding process (2) by means of the laser beam (3).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung einer bei einem Laserschweißvorgang mittels eines Laserstrahls an einem Werkstück erzeugten Schweißnaht gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schweißeinrichtung gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 3, die zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens eingerichtet ist.The present invention relates to a method for assessing a weld seam produced on a workpiece during a laser welding process by means of a laser beam according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a welding device according to the subject matter of claim 3, which is designed to carry out the proposed method.
Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist in der Schrift
Weiterhin ist aus der Schrift
Die PCT Anmeldung
Diese Informationen sind wichtig, um die Qualität und die Materialeigenschaften einer fertigen Schweißnaht zu bestimmen. Es kann auch mit Feedback verwendet werden, um den Materialänderungsprozess in Echtzeit zu ändern.This information is important for determining the quality and material properties of a finished weld. It can also be used with feedback to modify the material modification process in real time.
Die
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren kann ein Laserschweißvorgang, insbesondere hinsichtlich einer erzielbaren Nahtqualität und bestimmter erzielbarer Qualitätskenngrößen, nur indirekt und nicht prozesssicher beurteilt werden, was sich ungünstig auf die Qualität der hergestellten Schweißprodukte auswirkt und insbesondere in der Serienproduktion unerwünscht ist, da hier Qualitätsschwankungen bei den hergestellten Schweißprodukten hohe Kosten für Ausschuss und Nacharbeit zur Folge haben können.With the methods known from the state of the art, a laser welding process, in particular with regard to the achievable seam quality and certain achievable quality parameters, can only be assessed indirectly and without process reliability, which has an adverse effect on the quality of the manufactured welded products and is particularly undesirable in series production, since quality fluctuations in the manufactured welded products can result in high costs for scrap and rework.
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform für ein Verfahren zur Beurteilung einer bei einem Laserschweißvorgang mittels eines Laserstrahls an einem Werkstück erzeugten Schweißnaht bereitzustellen. Weiterhin soll eine Schweißeinrichtung angegeben werden, mittels der das vorgeschlagene Verfahren ausführbar ist.The object of the invention is therefore to provide an improved or at least a different embodiment of a method for assessing a weld seam produced on a workpiece during a laser welding process using a laser beam. Furthermore, a welding device is to be specified by means of which the proposed method can be carried out.
Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Zeichnungen.In the present invention, this object is achieved by the subject matter of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description, and the drawings.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Beurteilung einer bei einem Laserschweißvorgang mittels eines Laserstrahls an einem Werkstück erzeugten Schweißnaht vor, in dessen Rahmen zunächst eine Schweißeinrichtung mit einer Laserstrahloptik und mit einer zur Durchführung einer kontinuierlichen optischen Kohärenztomografie eingerichteten Messstrahloptik sowie in einer vorgebbaren Relativposition zur Schweißeinrichtung ein Werkstück, insbesondere zwei oder mehr aufeinandergestapelte Fügepartner, bereitgestellt werden. Weiterhin ist vorgesehen, dass ein Laserschweißvorgang etabliert wird, bei dem die Schweißeinrichtung in einer oberflächenparallelen Schweißrichtung relativ zum Werkstück bewegt wird, oder umgekehrt, und anhand eines mittels der Laserstrahloptik bereitgestellten Laserstrahls an dem Werkstück eine Schweißnaht erzeugt wird. Wesentlich für die Erfindung ist, dass bei dem Laserschweißvorgang mittels der Messstrahloptik eine kontinuierliche optische Kohärenztomografie ausgeführt wird. Im Rahmen der oder mittels der optischen Kohärenztomografie werden Kapillartiefenmesswerte einer sich bei dem Laserschweißvorgang an dem Werkstück, insbesondere an einer der Messstrahloptik zugewandten Oberfläche des Werkstücks, ausbildenden Dampfkapillare und/oder von einem die Dampfkapillare umschließenden Schweißeinflussbereich ermittelt. Der Schweißeinflussbereich kann dabei einen ersten, der Dampfkapillare in der Schweißrichtung vorgelagerten Bereichsabschnitt und/oder einen zweiten, der Dampfkapillare in der Schweißrichtung nachgelagerten Bereichsabschnitt aufweisen, wobei die Kapillartiefenmesswerte an dem ersten Bereichsabschnitt und/oder dem zweiten Bereichsabschnitt und/oder der Dampfkapillare ermittelt werden können. Weiterhin werden im Rahmen der oder mittels der optischen Kohärenztomografie als Referenz für die ermittelten Kapillartiefenmesswerte dienende Oberflächentiefenmesswerte von zwei unterschiedliche, sich außerhalb der Dampfkapillare und außerhalb des Schweißeinflussbereichs angeordneten Oberflächenabschnitten der der Messstrahloptik zugewandten Oberfläche des Werkstücks ermittelt.The invention proposes a method for assessing a weld seam produced on a workpiece during a laser welding process using a laser beam. Within the scope of this method, a welding device with laser beam optics and with measuring beam optics configured to carry out continuous optical coherence tomography and a workpiece, in particular two or more joining partners stacked on top of one another, are initially provided in a predeterminable position relative to the welding device. Furthermore, it is provided that a laser welding process is established in which the welding device is moved relative to the workpiece in a surface-parallel welding direction, or vice versa, and a weld seam is produced on the workpiece using a laser beam provided by the laser beam optics. It is essential to the invention that continuous optical coherence tomography is carried out during the laser welding process using the measuring beam optics. Within the scope of or by means of optical coherence tomography, capillary depth measurements are determined for a vapor capillary that forms on the workpiece during the laser welding process, in particular on a surface of the workpiece facing the measuring beam optics, and/or for a welding influence zone surrounding the vapor capillary. The welding influence zone can have a first region section upstream of the vapor capillary in the welding direction and/or a second region section downstream of the vapor capillary in the welding direction, wherein the capillary depth measurements can be determined for the first region section and/or the second region section and/or the vapor capillary. Furthermore, within the scope of or by means of optical coherence tomography, surface depth measurements serving as a reference for the determined capillary depth measurements are determined for two different surface sections of the surface of the workpiece facing the measuring beam optics, said surface sections being located outside the vapor capillary and outside the welding influence zone.
Durch das vorgeschlagene Verfahren wird eine verbesserte Beurteilbarkeit des Laserstrahlschweißvorgangs erreicht, wobei die Qualität der erzeugten Schweißnaht unabhängig von der Schweißdauer einzelner Schweißprozessschritte (z.B. Rampe zu Beginn des Schweißprozesses) sowie einer Schweißposition des für den Laserschweißvorgang genutzten Laserstrahls innerhalb des Erfassungsfelds der Messstrahloptik beurteilbar ist. Ferner kann das vorgeschlagene Verfahren in Echtzeit ausgeführt werden, wodurch Qualitätssteigerungsstrategien während des Laserschweißvorgangs durchgeführt werden können, sodass beispielsweise unmittelbar auf eventuelle Qualitätsstörungen reagiert und der Laserschweißvorgang entsprechend gesteuert werden kann, z.B. indem relevante physikalische Kenngröße des Laserstrahls nachgeregelt werden. Ferner können mit dem vorgeschlagenen Verfahren unerwünschte Fügespalte zwischen den Fügepartnern sowie eine vorhandene bzw. nicht vorhandene Anbindung der Fügepartner zuverlässig detektiert werden, sodass die Nahtqualität über die gesamte Schweißnahtlänge zuverlässig beurteil werden kann.The proposed method improves the assessability of the laser beam welding process, allowing the quality of the resulting weld seam to be assessed independently of the welding duration of individual welding process steps (e.g., ramp at the beginning of the welding process) and the welding position of the laser beam used for the laser welding process within the detection field of the measuring beam optics. Furthermore, the proposed method can be executed in real time, allowing quality improvement strategies to be implemented during the laser welding process. This allows, for example, immediate response to potential quality defects and the laser welding process to be controlled accordingly, e.g., by readjusting relevant physical parameters of the laser beam. Furthermore, the proposed method can reliably detect undesired joining gaps between the joining partners as well as the presence or absence of a connection between the joining partners, allowing the seam quality to be reliably assessed over the entire weld length.
Zweckmäßigerweise sendet die Messstrahloptik im Rahmen des Verfahrens bei der Durchführung der kontinuierlichen optischen Kohärenztomografie wenigstens einen Messstrahl oder bevorzugt mehrere Messstrahle auf das Werkstück aus, wobei der Messstrahl oder die mehreren Messstrahle jeweils als Laserstrahl mit einer zu dem Laserstrahl der Laserstrahloptik differenter Wellenlänge realisiert sein können.In the context of the method, the measuring beam optics expediently emits at least one measuring beam or preferably a plurality of measuring beams onto the workpiece when carrying out the continuous optical coherence tomography, wherein the measuring beam or the plurality of measuring beams can each be realized as a laser beam with a wavelength different from the laser beam of the laser beam optics.
Die besagten Kapillartiefenmesswerte sind insbesondere Kapillar- oder Einschweißtiefen der Dampfkapillare relativ zu der Messstrahloptik. Das sind zweckmäßigerweise die bei dem Laserschweißvorgang ermittelbaren Abstände zwischen einem Grund der Dampfkapillare und der Messstrahloptik. Ferner sind die besagten Oberflächentiefenmesswerte insbesondere Referenztiefen des Oberflächenabschnitts der Oberfläche des Werkstücks relativ zu der Messstrahloptik. Das sind zweckmäßigerweise die bei dem Laserschweißvorgang ermittelbaren Abstände zwischen einem Oberflächenabschnitt der Oberfläche des Werkstücks und der Messstrahloptik.The said capillary depth measurements are, in particular, capillary or welding depths of the vapor capillary relative to the measuring beam optics. These are expediently the distances between a base of the vapor capillary and the measuring beam optics that can be determined during the laser welding process. Furthermore, the said surface depth measurements are, in particular, reference depths of the surface section of the workpiece relative to the measuring beam optics. These are expediently the distances between a surface section of the workpiece surface and the measuring beam optics that can be determined during the laser welding process.
Die besagten Kapillartiefenmesswerte sind zweckmäßigerweise positionsabhängig über die Schweißnahtposition und/oder abhängig von der Schweißnahtposition im Erfassungsfeld der Messstrahloptik.The said capillary depth measurement values are expediently position-dependent via the weld seam position and/or dependent on the weld seam position in the detection field of the measuring beam optics.
Es ist weiterhin zu erwähnen, dass die optische Kohärenztomografie insbesondere in Form von Linienscans ausgeführt werden kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der besagte erste Oberflächenabschnitt bezüglich des ersten Bereichsabschnitts und/oder bezüglich der Dampfkapillare in der Schweißrichtung vorgelagert ist. Ferner kann der besagte zweite Oberflächenabschnitt bezüglich des ersten Bereichsabschnitts und/oder bezüglich der Dampfkapillare quer bezüglich der Schweißrichtung angeordnet sein.It should also be noted that optical coherence tomography can be performed, in particular, in the form of line scans. Furthermore, it can be provided that said first surface section is positioned upstream of the first area section and/or the vapor capillary in the welding direction. Furthermore, said second surface section can be arranged transversely to the welding direction with respect to the first area section and/or the vapor capillary.
Zweckmäßigerweise kann im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens weiterhin vorgesehen sein, dass fortlaufend die ermittelten Kapillartiefenmesswerte in separate Kapillartiefeninformationsblöcke und die ermittelten Oberflächentiefenmesswerte in separate Oberflächentiefeninformationsblöcke aufgeteilt werden. Dabei wird eine Blockgröße bzw. eine Blocklänge dieser Blöcke durch eine vorgebbare Intervallgröße bestimmt, wobei eine solche Intervallgröße insbesondere eine vorgebbare Zeitspanne und/oder eine vorgebbare Schweißnahtlänge sein kann. Weiterhin ist vorgesehen, dass dann aus den Kapillartiefeninformationsblöcken jeweils eine statistische Kapillaren-Kenngröße abgeleitet wird, insbesondere Perzentile, insbesondere 75%-Perzentile, Mittelwerte oder Mediane, und dass aus den Oberflächentiefeninformationsblöcken jeweils eine statistische Oberflächen-Kenngröße abgeleitet wird, insbesondere Perzentile, insbesondere 75%-Perzentile, Mittelwerte oder Mediane. Es ist weiterhin vorgesehen, dass zur Beurteilung der in einem Intervall bei dem Laserschweißvorgang mittels des Laserstrahls an dem Werkstück erzeugten Schweißnaht ein Verhältnis der Oberflächen-Kenngröße zu der Kapillaren-Kenngröße gebildet und als Bewertungskriterium genutzt wird. Die vorliegende Erfindung liefert damit einen neuartigen Ansatz zur Bewertung von im Rahmen der optischen Kohärenztomografie ermittelten Tiefenmessdaten. Die Beurteilung der Schweißnaht kann dabei in Abhängigkeit des sich ergebenen Verhältnisses beispielsweise als „Zustand der Schweißnaht in Ordnung“ oder als „Zustand der Schweißnaht nicht in Ordnung“ ausgegeben werden.Conveniently, within the scope of the proposed method, it can further be provided that the determined capillary depth measurements are continuously divided into separate capillary depth information blocks and the determined surface depth measurements are continuously divided into separate surface depth information blocks. A block size or a block length of these blocks is determined by a predeterminable interval size, wherein such an interval size can in particular be a predeterminable time period and/or a predeterminable weld seam length. Furthermore, it is provided that a statistical capillary characteristic is then derived from each of the capillary depth information blocks, in particular percentiles, in particular 75% percentiles, mean values, or medians, and that a statistical surface characteristic is derived from each of the surface depth information blocks, in particular percentiles, in particular 75% percentiles, mean values, or medians. It is further provided that, to assess the weld seam created on the workpiece by means of the laser beam in an interval during the laser welding process, a ratio of the surface characteristic to the capillary characteristic is formed and used as an evaluation criterion. The present invention thus provides a novel approach for evaluating depth measurement data obtained using optical coherence tomography. Depending on the resulting ratio, the assessment of the weld seam can be output, for example, as "weld seam condition acceptable" or "weld seam condition not acceptable."
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass aus den Oberflächentiefeninformationsblöcken zumindest ein Grenzwert oder jeweils ein Grenzwert abgeleitet wird, wobei es sich insbesondere um einen statistischen Grenzwert wie Perzentile, insbesondere 75%-Perzentile, Mittelwerte oder Mediane handeln kann. Der abgeleitete zumindest eine Grenzwerte oder die abgeleiteten Grenzwerte werden dann fortlaufend intervallweise auf die Kapillartiefeninformationsblöcke angewendet. Dabei werden diejenigen Kapillartiefenmesswerte eines Kapillartiefeninformationsblocks, welche den zumindest einen Grenzwert oder die Grenzwerte übersteigen, als Bewertungskriterium zur Beurteilung der bei dem Laserschweißvorgang in einem Intervall mittels des Laserstrahls an dem Werkstück erzeugten Schweißnaht genutzt. Durch das Anwenden des abgeleiteten Grenzwerts bzw. der abgeleiteten Grenzwerte auf die Kapillartiefeninformationsblöcke wird eine Art Filterung der ermittelten Kapillartiefenmesswerte erreicht, in der Hinsicht, dass lediglich die in einem jeweiligen Intervall zur Beurteilung der Schweißnaht relevanten Kapillartiefenmesswerte als Bewertungskriterium zur Beurteilung der erzeugten Schweißnaht herangezogen werden. Auf diese Art kann insbesondere ein unerwünschter Fügespalt zwischen den Fügepartnern des Werkstücks erkannt werden. Weiterhin kann eine ausreichende oder nicht ausreichende Verbindung zwischen den Fügepartnern des Werkstücks detektiert werden.Furthermore, it can be provided that at least one limit value or limits are derived from the surface depth information blocks, which can in particular be a statistical limit value such as percentiles, in particular 75% percentiles, mean values, or medians. The derived at least one limit value or the derived limit values are then continuously applied at intervals to the capillary depth information blocks. Those capillary depth measured values of a capillary depth information block which exceed the at least one limit value or limits are used as an evaluation criterion for assessing the weld seam created on the workpiece during the laser welding process in an interval using the laser beam. By applying the derived limit value or limits to the capillary depth information blocks, a type of filtering of the determined capillary depth measured values is achieved, in the sense that only the capillary depth measured values relevant for assessing the weld seam in a respective interval are used as an evaluation criterion for assessing the created weld seam. In this way, an undesirable joint gap between the workpiece's joining partners can be detected. Furthermore, a sufficient or insufficient connection between the workpiece's joining partners can be detected.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass wenigstes eine physikalische Kenngröße des mittels der Laserstrahloptik bereitgestellten Laserstrahls in Abhängigkeit einer durch das Verfahren bereitgestellten Beurteilung der bei dem Laserschweißvorgang an dem Werkstück erzeugten Schweißnaht während des Laserschweißvorgangs geregelt wird. Dadurch wird anhand einer durch das vorgeschlagene Verfahren bereitgestellten Beurteilung der bei dem Laserschweißvorgang erzeugten Schweißnaht eine Echtzeitregelung des Laserschweißvorgangs realisiert. Dadurch können Qualitätsschwankungen der Schweißnaht sozusagen in situ behoben werden. Eine derartige physikalische Kenngröße des Laserstrahls kann beispielsweise die Laserstrahlintensität (W/m2) des Laserstrahls sein.It can expediently be provided that at least one physical characteristic of the laser beam provided by the laser beam optics is controlled during the laser welding process as a function of an assessment, provided by the method, of the weld seam produced on the workpiece during the laser welding process. This enables real-time control of the laser welding process based on an assessment, provided by the proposed method, of the weld seam produced during the laser welding process. This allows fluctuations in the quality of the weld seam to be corrected in situ, so to speak. Such a physical characteristic of the laser beam can be, for example, the laser beam intensity (W/ m² ) of the laser beam.
Gemäß einem weiteren Grundgedanken der Erfindung ist eine Schweißeinrichtung vorgesehen, die eine Laserstrahloptik und eine zur Durchführung einer kontinuierlichen optischen Kohärenztomografie eingerichtete Messstrahloptik aufweist, wobei die Schweißeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorhergehenden Beschreibung eingerichtet ist.According to a further basic idea of the invention, a welding device is provided which has a laser beam optics and a measuring beam optics configured to carry out continuous optical coherence tomography, wherein the welding device is configured to carry out the method according to the preceding description.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the respective combinations specified, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. Components mentioned above and those to be mentioned below of a higher-level unit, such as a device, a device, or an arrangement, which are designated separately, may form separate parts or components of this unit or be integral areas or sections of this unit, even if this is shown differently in the drawings.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein the same reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
-
1 schematisch einen Laserschweißvorgang an einem Werkstück, bei dem zwei aufeinandergestapelte Fügepartner des Werkstücks miteinander verschweißt werden, -
2 eine Draufsicht auf das Werkstück aus1 in einer dort durch einen Pfeil II angedeuteten Blickrichtung, -
3 schematisch ein Diagramm von ermittelten Kapillartiefenmesswerten und Oberflächentiefenmesswerten, -
4 schematisch ein Histogramm von Kapillartiefenmesswerten und Oberflächentiefenmesswerten, -
5 schematisch ein weiteres Histogramm von Kapillartiefenmesswerten und Oberflächentiefenmesswerten, -
6 schematisch ein Diagramm von ermittelten Kapillartiefenmesswerten und Oberflächentiefenmesswerten.
-
1 schematically shows a laser welding process on a workpiece in which two stacked joining partners of the workpiece are welded together, -
2 a top view of the workpiece1 in a direction indicated there by an arrow II, -
3 schematic diagram of measured capillary depth values and surface depth values, -
4 schematically a histogram of capillary depth measurements and surface depth measurements, -
5 schematically another histogram of capillary depth measurements and surface depth measurements, -
6 schematic diagram of determined capillary depth measurements and surface depth measurements.
Die
Weiterhin ist im Rahmen des Verfahrens 1 vorgesehen, dass fortlaufend die ermittelten Kapillartiefenmesswerte 12 in separate Kapillartiefeninformationsblöcke 20 und die ermittelten Oberflächentiefenmesswerte 17 in separate Oberflächentiefeninformationsblöcke 21 aufgeteilt werden, wobei eine Blockgröße bzw. eine Blocklänge dieser Blöcke 20, 21 durch eine vorgebbare Intervallgröße 22, vorliegend eine Schweißnahtlänge, bestimmt wird, was in
Claims (3)
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